一种能够隔空充电的智能笔、隔空供电装置和系统的制作方法

1.本技术涉及电子设备技术领域，特别是涉及一种能够隔空充电的智能笔、隔空供电装置和系统。


背景技术：

2.随着科技的发展，智能笔受到越来越多人喜爱。智能笔采用了书写与语音及远程遥控技术，在教学、演讲、会议等场合，使用智能笔能够直接在智慧屏幕上进行书写，还可以进行语音收集、翻译、扩音，以及远程控制智慧屏幕的显示信息及操作控制等。
3.目前，智能笔需要与插座电连接或与无线充电底座接触才能进行充电，导致充电过程中用户无法使用智能笔。当用户需要长时间使用智能笔时，往往会担心智能笔的电量不足，而智能笔正在使用，又无法及时对智能笔进行充电，由此导致用户在智能笔的使用过程中存在掉电焦虑。


技术实现要素：

4.本技术主要解决的技术问题是提供一种能够隔空充电的智能笔、隔空供电装置和系统，能够对正在使用的智能笔进行隔空充电。
5.为解决上述技术问题，本技术第一方面提供了一种能够隔空充电的智能笔，包括负载元件、接收电路、整流电路以及电压调节电路，其中，电压调节电路连接负载元件，接收电路包括至少一个接收线圈，接收线圈与隔空供电装置中的发射线圈的共振频率匹配，发射线圈用于将电能转换为磁能，接收线圈用于将环境中的磁能转换为电信号；当智能笔处于隔空供电装置生成的磁场范围内时，接收电路将环境中的磁能转换为电信号，整流电路对电信号进行整流，得到直流电信号，电压调节电路将直流电信号的电压调节为负载元件所需的目标电压。
6.为解决上述技术问题，本技术第二方面提供了一种隔空供电装置，包括电源电路、控制器、驱动电路、逆变电路、以及与所述逆变电路连接的发射电路，其中，所述发射电路包括至少一个发射线圈，所述发射线圈与智能笔的接收线圈的共振频率匹配；所述电源电路用于提供电源信号，所述控制器用于基于所述电源信号输出控制信号，所述驱动电路用于基于所述控制信号生成驱动信号，所述逆变电路用于基于所述驱动信号生成交流电信号，所述发射电路用于将所述交流电信号的电能转换为磁能。
7.为解决上述技术问题，本技术第三方面提供了一种隔空供电系统，包括前述的能够隔空充电的智能笔和隔空供电装置。
8.本技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本技术的能够隔空充电的智能笔包括负载元件、接收电路、整流电路以及电压调节电路，其中，电压调节电路连接负载元件，接收电路包括至少一个接收线圈，接收线圈与隔空供电装置中的发射线圈的共振频率匹配，发射线圈用于将电能转换为磁能，接收线圈用于将环境中的磁能转换为电信号；当智能笔处于隔空供电装置生成的磁场范围内时，接收电路将环境中的磁能转换为电信号，整流
电路对电信号进行整流，得到直流电信号，电压调节电路将直流电信号的电压调节为负载元件所需的目标电压。上述方案中，接收线圈与隔空供电装置中的发射线圈的共振频率匹配，由此隔空供电装置能够基于磁共振效应将电能传输到智能笔，且适合远距离充电，其次再通过整流电路和电压调节电路将电能调节到适合输出至负载元件的电信号，从而可以实现对正在使用的智能笔进行隔空充电。
附图说明
9.为了更清楚地说明本技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
10.图1是本技术能够隔空充电的智能笔一实施例的结构示意框图；
11.图2是本技术能够隔空充电的智能笔另一实施例的结构示意框图；
12.图3是图2中接收模块a'的电路结构示意图；
13.图4是本技术能够隔空充电的智能笔又一实施例的电路结构示意图；
14.图5是本技术隔空供电装置一实施例的结构示意框图；
15.图6是本技术隔空供电装置另一实施例的结构示意框图；
16.图7是图6中发射模块b'的电路结构示意图；
17.图8是本技术隔空供电装置又一实施例的电路结构示意图；
18.图9是本技术隔空供电系统一实施例的结构示意框图。
具体实施方式
19.在本技术中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
20.本技术中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
21.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
22.请参阅图1至图4，图1是本技术能够隔空充电的智能笔一实施例的结构示意框图，图2是本技术能够隔空充电的智能笔另一实施例的结构示意框图，图3是图2中接收模块a'的电路结构示意图，图4是本技术能够隔空充电的智能笔又一实施例的电路结构示意图。
23.如图1所示，在本实施例中，能够隔空充电的智能笔100包括负载元件110、接收电路120、整流电路130以及电压调节电路140。其中，电压调节电路140连接负载元件110，接收电路120包括至少一个接收线圈，接收线圈与隔空供电装置中的发射线圈的共振频率匹配，发射线圈用于将电能转换为磁能，接收线圈用于将环境中的磁能转换为电信号。当智能笔100处于隔空供电装置生成的磁场范围内时，接收电路120将环境中的磁能转换为电信号，整流电路130对电信号进行整流，得到直流电信号，电压调节电路140将直流电信号的电压调节为负载元件110所需的目标电压。
24.其中，负载元件110可以包括但不限于：电池、用电元件。用电元件例如音频收集元件、音频播放元件、显示元件、通信元件、触屏检测元件等。其中，音频收集元件用于收集智能笔100周围的声音，如收集老师的教学音频；音频播放元件用于播放音频，如播放演讲倒计时提示音；显示元件用于显示文字、图片等信息，如显示信息以提示用户；通信元件用于与其他设备进行通信，可以包括但不限于蓝牙通信元件、wifi通信元件等；触屏检测元件用于检测智能笔100是否与电子黑板接触，触屏检测元件可以包括电容元件。
25.接收电路120包括至少一个接收线圈，接收线圈能够将环境中的磁能转换为电能。可选地，接收线圈的匝数、材料、绕制方式等参数可以根据实际情况进行选择，此处不作限制。其中，接收线圈与隔空供电装置中的发射线圈的共振频率匹配可以是接收线圈与隔空供电装置中的发射线圈的共振频率相同，或者约等于相同，由此接收线圈与发射线圈可以产生磁共振效应，通过磁共振传输电能。
26.其中，整流电路130连接接收电路120，用于对接收电路120输出的交流电信号进行整流，得到直流电信号，以适用于后端负载元件110的用电需求。在一些实施方式中，整流电路130可以为由晶体二极管或场效应晶体管(fet)组成的半波整流电路、全波整流电路或桥式整流电路。在一示例中，整流电路130可以为二极管整流器。在另一示例中，如图3所示，整流电路130可以为由四个场效应晶体管组成的全波整流电路，相比于二极管整流器的效率更高。
27.其中，电压调节电路140连接整流电路130和负载元件110，用于将整流电路130输出的直流电信号的电压调节为负载元件110所需的目标电压。在一些实施方式中，如图3所示，电压调节电路140可以包括线性稳压器141和电压变换器142中的至少一个。其中，线性稳压器141能够提供准确而无噪讯的输出电压，并且对负载变化有很快的反应速度。电压变换器142的主要作用为电压变换，此外还可以稳压等。线性稳压器141和电压变换器142的种类和数量可以根据实际情况进行选取，此处不作限定。
28.在一示例中，线性稳压器141可以是ldo(low dropout regulator，低压差线性稳压器)，使用在其饱和区域内运行的晶体管或场效应管，从应用的输入电压中减去超额的电压，产生经过调节的输出电压，由此能够在不同负载的情况下适应不同的负载产生匹配负载的电流。在其他示例中，线性稳压器141还可以是npn型稳压器、准低压差线性稳压器(qldo)、pmos超低压差线性稳压器、nmos超低压差线性稳压器等。
29.在一示例中，电压变换器142可以是开关电容式电压变换器，又称为电荷泵(charge pump)，是一种利用“快速”(flying)或“泵送”电容(非电感或变压器)来储能的直流-直流(dc-dc)变换器。开关电容式电压变换器的工作原理是利用受控开关和电容，改变输出电压与输入电压之比，并在电池使用过程中，随着电压的降低，自动地依次改变电路的
倍增因子，使其由小到大变化，就能保证在电池电压变化时，有足够高的输出电压来驱动。在其他示例中，还可以根据需要选择其他类型的dc-dc变换器，例如升压(step-up/boost)转换器、降压-升压(buck-boost)转换器等。
30.在一些实施方式中，智能笔100还包括滤波电路150，滤波电路150的一端连接接收电路120，另一端连接整流电路130，用于对接收电路120产生的电信号进行滤波处理，并将经滤波处理的电信号输入至整流电路130。滤波电路150可以由电阻和电容组成。在一示例中，滤波电路150包括并联的第一电容和第二电容，第一电容和第二电容的一端连接接收线圈，另一端连接串联的第三电容和第一电阻，第一电阻的一端连接整流电路130。
31.在一些实施方式中，智能笔100还包括电量传感器160和接收通信电路170。电量传感器160用于对智能笔100的剩余电量进行检测，得到智能笔100的剩余电量。电量传感器160是一种检测装置，能感受到被测电量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。在一示例中，电量传感器160用于对智能笔100的电池的电量进行检测，得到智能笔100的剩余电量。例如，电量传感器160为电池传感器，电池传感器能够测量电池电压、电流和温度，同时还可以计算电池剩余时间。可选地，电量传感器160的具体类型和参数可以根据实际需要进行选择，此处不做限定。接收通信电路170用于向发射线圈所在隔空供电装置发出供电指令，以使隔空供电装置控制发射线圈生成磁场。在一实施方式中，当智能笔100的剩余电量小于预设阈值时，电量传感器160向接收通信电路170发送电信号，以使接收通信电路170向发射线圈所在隔空供电装置发出供电指令。预设阈值例如为总电量的10％、20％、30％等，具体可以根据实际情况进行设置或修改，另外，预设阈值还可以由用户进行修改。
32.接收通信电路170可以包括但不限于：蓝牙通信电路、wifi通信电路等。其中，蓝牙通信电路包括蓝牙通信元件，wifi通信电路包括wifi通信元件。接收通信电路170能够与隔空供电装置中的发射通信电路通信连接，以向隔空供电装置发出供电指令。
33.在一些实施场景中，接收通信电路170和发射通信电路均为蓝牙通信电路，智能笔100与隔空供电装置可以预先建立蓝牙配对连接，也可以在发送供电指令时建立蓝牙配对连接。例如智能笔100可以扫描环境中待配对的设备，并根据待配对的设备的设备标识确定待配对的设备类型是否为隔空供电装置，若是，则向隔空供电装置发送配对请求。对应地，隔空供电装置接收智能笔100的配对请求，并基于请求配对的设备标识确定求配对的设备类型是否为智能笔100，若是，则配对成功。在另一示例中，隔空供电装置也可以扫描环境中待配对的设备，并根据待配对的设备的设备标识确定待配对的设备类型是否为智能笔100，若是，则向智能笔100发送配对请求，此处不再赘述。
34.在一些实施方式中，如图2所示，智能笔100还包括控制器180，控制器180分别与接收电路120、整流电路130、电压调节电路140、电量传感器160和接收通信电路170连接，接收电路120、整流电路130、电压调节电路140、电量传感器160和接收通信电路170在控制器180的控制指令下工作。在一示例中，控制器180可以是微控制器180(microcontroller unit，即mcu)。
35.在一些实施方式中，如图2所示，控制器180、整流电路130和电压调节电路140可以集成于一个接收芯片中a'。另外，还可以在接收芯片a'外部外接电容，使得提高电压输出的
稳定性。
36.在一些实施方式中，智能笔100包括外壳(图未示)，智能笔100的外壳的材质可以包括金属、以及塑料、玻璃等多种材质。由于磁共振只会在一个小范围的3d空间里产生电荷，因而周围的任何金属物件都可以不受到影响，所以只要接收电路120运行在一个合理的频率时，将可以在不影响其它金属元件的情况下为设备进行充电。
37.上述方案中，能够隔空充电的智能笔包括负载元件、接收电路、整流电路以及电压调节电路，其中，电压调节电路连接负载元件，接收电路包括至少一个接收线圈，接收线圈与隔空供电装置中的发射线圈的共振频率匹配，发射线圈用于将电能转换为磁能，接收线圈用于将环境中的磁能转换为电信号；当智能笔处于隔空供电装置生成的磁场范围内时，接收电路将环境中的磁能转换为电信号，整流电路对电信号进行整流，得到直流电信号，电压调节电路将直流电信号的电压调节为负载元件所需的目标电压。上述方案中，接收线圈与隔空供电装置中的发射线圈的共振频率匹配，由此隔空供电装置能够基于磁共振效应将电能传输到智能笔，且适合远距离充电，其次再通过整流电路和电压调节电路将电能调节到适合输出至负载元件的电信号，从而可以实现对正在使用的智能笔进行隔空充电。
38.请参阅图5至图8，图5是本技术隔空供电装置一实施例的结构示意框图，图6是本技术隔空供电装置另一实施例的结构示意框图，图7是图6中发射模块b'的电路结构示意图，图8是本技术隔空供电装置又一实施例的电路结构示意图。
39.如图5所示，在本实施例中，隔空供电装置200包括电源电路210、控制器220、驱动电路230、逆变电路240、以及与逆变电路240连接的发射电路250。其中，发射电路250包括至少一个发射线圈，发射线圈与智能笔的接收线圈的共振频率匹配。电源电路210用于提供电源信号，控制器220用于基于电源信号输出控制信号，驱动电路230用于基于控制信号生成驱动信号，逆变电路240用于基于驱动信号生成交流电信号，发射电路250用于将交流电信号的电能转换为磁能。
40.在一实施方式中，电源电路210可以输入预设电压值(如5v)的直流电。隔空供电装置200具备至少一个充电端口，例如usb充电端口、type-c充电端口等，以通过外接充电器与充电端口连接，外接充电器将市电转换为预设电压值，然后输入电源电路210为隔空供电装置200供电。在一示例中，电源电路210可以包括一条导线，在另一示例中，如图8所示，电源电路210还可以包括一开关元件211，用于控制是否将电源信号输入至电压调节电路260。隔空供电装置200包括一主控制器220(图未示，例如是cpu)，主控制器220连接开关元件211，用于控制开关元件211的导通和断开，当开关元件211导通时，电源信号通过开关元件211输入至电压调节电路260，当开关元件211断开时，电源信号无法通过开关元件211。开关元件211可以是mosfet(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,金属-氧化物半导体场效应晶体管)，开关元件211的栅极与主控制器220连接，源极与充电端口连接，漏极与电压调节电路260连接。在其他示例中，开关元件211还可以场效应晶体管等其他有开关作用的元件，此处不做限定。
41.在一些实施方式中，控制器220与驱动电路230连接，用于控制所连接电路中的电子元件工作的工作。控制器220的类型可以根据实际情况进行选择，此处不做限定。例如控制器220可以是微控制器220，具体可以是32位arm微控制器220。
42.在一些实施方式中，驱动电路230位于控制器220和逆变电路240之间，是用来对控
制器220的信号进行放大的中间电路，以放大控制电路的信号，使其能够驱动逆变电路240。在一示例中，如图7所示，驱动电路230可以包括pwm(pulsewidthmodulation)发生器和fsk(频移键控)调制器，以及连接pwm发生器和fsk调制器的两个半桥驱动控制电路。pwm是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。fsk调制器用于基于数字信号控制载波频率(即驱动信号)的变化。逆变电路240可以包括一个正半桥逆变电路和一个负半桥逆变电路，当驱动信号的电压为正时，正半桥逆变电路导通，当驱动信号的电压为负时，负半桥逆变电路导通，由此可以生成交流电信号。其中，每个半桥逆变电路对应连接一个半桥驱动控制电路，且同一逆变电路240中的不同半桥逆变电路连接的半桥驱动控制电路不同。每个半桥逆变电路可以包括至少一个场效应晶体管。
43.其中，半桥驱动控制电路可以包括i/o口，又称为输入输出接口，通过控制器220输入不同的命令和参数，并控制相关的i/o电路和简单的外部器件作相应的操作。
44.在一些实施方式中，隔空供电装置200还可以包括电压调节电路260，电压调节电路260位于电源电路210与控制器220之间，以及电源电路210与驱动电路230之间，用于对电源信号进行电压调节，例如将电源信号的调节至预设电压值、对电源信号进行稳压。在一示例中，电压调节电路260可以包括稳压器，例如线性稳压器等。在一示例中，电压调节电路260具体可以为低压差线性稳压器ldo。在另一示例中，电压调节电路260包括一个降压式(buck)变换器和第一稳压器(例如ldo5v，即输出电压为5v的ldo)，buck变换器是一种输出电压≤输入电压的非隔离直流变换电路。其中，buck变换器相比于ldo的效率更好，ldo相比于buck变换器输出的信号更干净，两者各有优点，电源信号输入电压调节电路260后，可以选择性地连接变换器和ldo其中的一个，得到第一电压调节信号，第一电压调节信号用于为整个内部电源管理提供电信号。此外，电压调节电路260还可以包括第二稳压器(例如ldo33，即输出电压为3.3v的ldo)，第三稳压器(例如ldo18，即输出电压为1.8v的ldo)中的至少一个，根据后端电路所需的电压值，选择将第一电压调节信号输入至第二稳压器和第三稳压器中的至少一个。
45.在一些实施方式中，隔空供电装置200还可以包括频率调节电路270，频率调节电路270位于发射电路250与逆变电路240之间，用于调节发射电路250中的发射线圈的振动频率，以当发射电路250中的发射线圈固有的发射频率与接收线圈的接收频率不匹配时，调节发射电路250中的发射线圈的振动频率以使发射线圈与智能笔的接收线圈的共振频率匹配。频率调节电路270可以包括电容，还可以包括电感等电路元件。在一示例中，频率调节电路270包括串联电容器，串联电容器用于在隔空供电装置200内部设置于接收线圈匹配的共振频率。
46.在一些实施方式中，隔空供电装置200还可以包括与控制器220连接的电流检测电路280和至少两个逆变电路240。发射电路250包括至少两个发射线圈，逆变电路240与发射线圈一一对应连接。电流检测电路280用于检测逆变电路240中的电流值。控制器220用于控制电流值最大的逆变电路240进入导通状态，剩余的逆变电路240进入截止状态，由此可以降低发射端的功耗。可以理解的，当发射线圈与接收线圈平行时，逆变电路240中的电流值最大，此时传输的功率也最大，但是在使用过程中智能笔相对于隔空供电装置200的位置、角度也是变化的，由此其中的接收线圈和发射线圈的相对位置关系也是变化的，所以采用
多个发射线圈可以智能笔位置和角度变动时，选择与接收线圈最接近平行的一个发射线圈进行发射电磁波，此时磁能传输效果最好。其中，每个逆变电路240可以由独立的i/o(input output)口驱动，以便于独立控制每个逆变电路240的导通或截止。i/o口又称为输入输出接口，通过控制器220输入不同的命令和参数，并控制相关的i/o电路和简单的外部器件作相应的操作。
47.可选地，每个逆变电路240可以对应一个电流检测电路280，或者多个逆变电路240共用一个电流检测电路280。
48.在一些实施方式中，如图7和图8所示，电流检测电路280包括采样电容281、与采样电容281并联的采样电阻282，以及比较电路183，采样电阻282的一端连接电源信号，另一端连接逆变电路240，采样电容281的两端连接比较电路283，通过比较电路283检测逆变电路240中的电流值。比较电路283可以包括两个比较器，分别与采样电容281的一端连接。
49.在一些实施方式中，控制器220、电压调节电路260、电流检测电路280中的比较电路以及驱动电路230中的可以集成于一芯片中。
50.在一些实施方式中，隔空供电装置200还包括与控制器220连接的发射通信电路290。发射通信电路290用于接收智能笔100发送的供电指令，控制器220基于供电指令控制隔空供电装置200进入隔空供电状态。其中，发射通信电路290可以包括但不限于：蓝牙通信电路、wifi通信电路等。其中，蓝牙通信电路包括蓝牙通信元件，wifi通信电路包括wifi通信元件。
51.其中，基于磁共振充电技术的隔空供电装置200，可以同时为多个智能笔进行供电。
52.请参阅图9，图9是本技术隔空供电系统一实施例的结构示意框图。
53.隔空供电系统300包括上述任一实施例中的能够隔空充电的智能笔100和上述任一实施例中的隔空供电装置200，智能笔100和隔空供电装置200能够通信连接。
54.在一些实施场景中，智能笔100和隔空供电装置200设置于教学空间中，其中，教学空间中还可以包括电子黑板(图未示)，智能笔100与电子黑板可以配合使用。智能笔100与电子黑板可以但不限于采用电容触控、电磁感应、红外触控技术实现配合使用，此处不做限定。在本实施场景中，老师作为智能笔100的常使用者，一节课的老师刚结束使用，下一节课老师又得接着使用，中途智能笔100都来不及充电，由此智能笔100在使用的时候缺电，影响教学进度。而基于本技术提供的隔空供电系统300，老师在使用智能笔100的过程中，就能通过隔空供电装置200为智能笔100进行隔空充电，使得智能笔100一直处于电量充足的状态。教学空间可以是教室。此外，基于磁共振技术进行隔空充电，即便教室空间中人多，空间中的电磁波信号也可以绕过阻挡物到达智能笔100，所以即便人或其他物体遮挡，也不影响对智能笔100的供电。
55.在一些实施方式中，隔空供电装置200可以为电子黑板，即通过将上述隔空供电装置200中的电路设置于电子黑板，即可得一个可以为智能笔100隔空充电的电子黑板。此外，隔空供电装置200也可以是一个专为智能笔100供电的装置。
56.可以理解的，上述实施场景仅为示例，除此之外，本技术的隔空充电的智能笔100、隔空供电装置200、隔空供电系统300可以应用于任何使用智能笔100的场景，例如会议场景等。
57.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性、机械或其它的形式。
58.作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。
59.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
60.以上所述仅为本技术的实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种能够隔空充电的智能笔，其特征在于，包括负载元件、接收电路、整流电路以及电压调节电路，其中，所述整流电路连接所述接收电路，所述电压调节电路连接所述整流电路和所述负载元件，所述接收电路包括至少一个接收线圈，所述接收线圈与隔空供电装置中的发射线圈的共振频率匹配，所述发射线圈用于将电能转换为磁能，所述接收线圈用于将环境中的磁能转换为电信号。2.根据权利要求1中所述的智能笔，其特征在于，所述智能笔还包括滤波电路，所述滤波电路的一端连接所述接收电路，另一端连接所述整流电路，用于对所述接收电路产生的电信号进行滤波处理，并将经滤波处理的所述电信号输入至所述整流电路。3.根据权利要求1中所述的智能笔，其特征在于，所述智能笔还包括电量传感器和接收通信电路；所述电量传感器用于对所述智能笔的剩余电量进行检测；所述接收通信电路用于向发射线圈所在隔空供电装置发出供电指令，以使所述隔空供电装置控制所述发射线圈生成磁场。4.根据权利要求3中所述的智能笔，其特征在于，所述智能笔还包括控制器，所述控制器分别与所述接收电路、整流电路、电压调节电路、电量传感器和接收通信电路连接，所述接收电路、整流电路、电压调节电路、电量传感器和接收通信电路在所述控制器的控制指令下工作。5.根据权利要求1中所述的智能笔，其特征在于，所述整流电路为二极管整流器，或者所述整流电路为四个场效应晶体管组成的全波整流电路；和/或，所述电压调节电路包括线性稳压器和电压变换器中的至少一个。6.一种隔空供电装置，其特征在于，包括电源电路、控制器、驱动电路、逆变电路、以及与所述逆变电路连接的发射电路，其中，所述发射电路包括至少一个发射线圈，所述发射线圈与智能笔的接收线圈的共振频率匹配；所述电源电路用于提供电源信号，所述控制器用于基于所述电源信号输出控制信号，所述驱动电路用于基于所述控制信号生成驱动信号，所述逆变电路用于基于所述驱动信号生成交流电信号，所述发射电路用于将所述交流电信号的电能转换为磁能。7.根据权利要求6中所述的隔空供电装置，其特征在于，所述隔空供电装置还包括频率调节电路，所述频率调节电路位于所述发射电路与所述逆变电路之间，用于调节所述发射电路中的发射线圈的振动频率。8.根据权利要求6中所述的隔空供电装置，其特征在于，所述隔空供电装置还包括与所述控制器连接的电流检测电路和至少两个逆变电路，所述发射电路包括至少两个发射线圈，所述逆变电路与所述发射线圈一一对应连接，所述电流检测电路用于检测所述逆变电路中的电流值，所述控制器用于控制所述电流值最大的所述逆变电路进入导通状态，剩余的所述逆变电路进入截止状态。9.根据权利要求6中所述的隔空供电装置，其特征在于，所述隔空供电装置还包括与所述控制器连接的发射通信电路，所述发射通信电路用于接收智能笔发送的供电指令，所述控制器基于所述供电指令控制所述隔空供电装置进入隔空供电状态。10.一种隔空供电系统，其特征在于，包括：如权利要求1-5中任一项所述的能够隔空充电的智能笔和如权利要求6-9中任一项所述隔空供电装置。

技术总结
本申请公开了一种能够隔空充电的智能笔、隔空供电装置和系统，其中，能够隔空充电的智能笔，包括负载元件、接收电路、整流电路以及电压调节电路，其中，电压调节电路连接负载元件，接收电路包括至少一个接收线圈，接收线圈与隔空供电装置中的发射线圈的共振频率匹配，发射线圈用于将电能转换为磁能，接收线圈用于将环境中的磁能转换为电信号；当智能笔处于隔空供电装置生成的磁场范围内时，接收电路将环境中的磁能转换为电信号，整流电路对电信号进行整流，得到直流电信号，电压调节电路将直流电信号的电压调节为负载元件所需的目标电压。通过上述方式，本申请能够对正在使用的智能笔进行隔空充电。隔空充电。隔空充电。


技术研发人员：王振立 虞顺
受保护的技术使用者：科大讯飞股份有限公司
技术研发日：2022.12.14
技术公布日：2023/7/27