CN105187971A - 一种耳机充电开机装置、系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耳机充电开机装置、系统和方法，该装置包括：弹片、霍尔传感器、微控制器、升压电路和开机电路，弹片用于电连接放入的耳机；霍尔传感器用于感应耳机的靠近和远离，并在感应到耳机靠近时发送第一感应信号给微控制器，在感应到耳机远离时发送第二感应信号给微控制器；微控制器在接收到第一感应信号时，控制升压电路为耳机充电；在接收到第二感应信号时，控制开机电路将耳机开机。从而实现了耳机充电的简便侦测，霍尔元件的使用替代了复杂的结构设计，精简了按键设计，提高了充电侦测的可靠性，和易操作性。开机电路可以使耳机离开充电底座的时候自动开机，简化了用户的操作，方便用户使用，提升产品的用户体验。

Description

一种耳机充电开机装置、系统和方法

技术领域

本发明涉及蓝牙耳机领域，特别涉及一种耳机充电开机装置、系统和方法。

背景技术

目前，蓝牙耳机正在向小型化，便捷操作的方向发展，Pogopin的设计使耳机省去了USB连接器的空间，充电的部分被做成单独的充电底座，底座可以作为电源为耳机充电。与此同时，耳机的充电侦测和开机也出现了很多方式。较为传统的方法是通过耳机和底座进行握手动作去侦测耳机充电，开机的部分则配有单独的按键，这种方式的缺陷在于充电底座上面要配置许多按键，去侦测耳机的放入和充电底座的闭合。按键的设计还会使充电检测降低可靠性，增加结构设计的难度。

发明内容

为了解决上述问题，或者至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种耳机充电开机装置、系统和方法。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种耳机充电开机装置，包括：弹片、霍尔传感器、微控制器、升压电路和开机电路，所述弹片分别电连接所述升压电路和所述开机电路，所述微控制器分别电连接所述霍尔传感器、所述升压电路和所述开机电路；所述弹片用于电连接放入的耳机；

所述霍尔传感器用于感应耳机的靠近和远离，并在感应到耳机靠近时发送第一感应信号给所述微控制器，在感应到耳机远离时发送第二感应信号给所述微控制器；

所述微控制器在接收到所述第一感应信号时，控制所述升压电路为所述耳机充电；所述微控制器在接收到所述第二感应信号时，控制所述开机电路将所述耳机开机。

其中，所述耳机充电装置呈抽屉型，包括耳机放置区、电路控制区和霍尔感应区；所述霍尔感应区位于抽屉外框的一端，所述耳机放置区和所述电路控制区位于抽屉盒内且可拉出抽屉外框；所述耳机放置区用于放入耳机，当抽屉闭合时所述耳机放置区与所述霍尔感应区重合。

其中，所述弹片设置在所述耳机放置区的底部，耳机放入时与所述弹片电连接；所述微控制器、所述升压电路和所述开机电路设置在所述电路控制区；所述霍尔传感器设置在所述霍尔感应区；

充电时将所述耳机放置区拉出抽屉外框，在所述耳机放置区放入耳机后将抽屉闭合，抽屉闭合时所述霍尔传感器感应到耳机的靠近，发送第一感应信号给所述微控制器，所述微控制器根据所述第一感应信号控制所述升压电路为所述耳机充电；

使用耳机时将所述耳机放置区拉出抽屉外框，抽屉拉开时所述霍尔传感器感应到耳机的远离，发送第二感应信号给所述微控制器，所述微控制器根据所述第二感应信号控制所述开机电路将所述耳机开机。

其中，所述第一感应信号为低电平信号；所述第二感应信号为高电平信号；所述开机电路包括第一开关管、第一电容、第一电阻、第二开关管、第二电阻、第二电容、第三电阻和第三开关管；

所述第一开关管的栅极接所述霍尔传感器与微处理器连接端，漏极接所述第一电容的一端，源极接地；

所述第一电容的另一端分别接所述第一电阻的一端、所述第二开关管的栅极；所述第一电阻的另一端接所述第三开关管的漏极；

所述第二开关管的源极接所述第二电阻的一端，所述第二开关管的漏极接等电位；

所述第二电阻的另一端分别接所述第二电容的一端、所述第三电阻的一端、所述第三开关管的栅极；

所述第二电容的另一端与所述第三电阻另一端都接地；

所述第三开关管的源极接地，漏极作为电压输出端接弹片。

其中，所述耳机充电开机装置还包括LED指示灯，在耳机充电过程中，所述微控制器控制所述LED指示灯指示充电状态。

根据本发明的另一方面，本发明提供了一种耳机充电开机系统，包括耳机和所述的耳机充电开机装置，所述耳机充电开机装置通过弹片与耳机电连接，通过霍尔传感器感应耳机的靠近和远离，并在霍尔传感器感应耳机靠近时通过升压电路为耳机充电，充电完成后,关闭充电功能，并在霍尔传感器感应耳机远离时控制开机电路将所述耳机开机。

其中，所述耳机为动圈式蓝牙耳机。

根据本发明的又一方面，本发明提供了一种耳机充电开机方法，利用所述的耳机充电开机装置，包括：

充电时，将耳机电连接所述耳机充电开机装置的弹片；所述耳机充电开机装置的霍尔传感器在感应到耳机靠近时，发送第一感应信号给所述耳机充电开机装置的微控制器，由所述微控制器控制所述耳机充电开机装置的升压电路为所述耳机充电；

使用耳机时，所述霍尔传感器在感应到耳机远离时发送第二感应信号给所述微控制器，由所述微控制器控制所述耳机充电开机装置的开机电路将所述耳机开机。

其中，将所述耳机充电装置设计成抽屉型，包括耳机放置区、电路控制区和霍尔感应区；所述霍尔感应区位于抽屉外框的一端，所述耳机放置区和所述电路控制区位于抽屉盒内且可拉出抽屉外框；所述耳机放置区用于放入耳机，当抽屉闭合时所述耳机放置区与所述霍尔感应区重合；

将所述弹片设置在所述耳机放置区的底部，耳机放入时与所述弹片电连接；将所述微控制器、所述升压电路和所述开机电路设置在所述电路控制区；将所述霍尔传感器设置在所述霍尔感应区；

所述耳机充电开机方法具体包括：

充电时将所述耳机放置区拉出抽屉外框，在所述耳机放置区放入耳机后将抽屉闭合，抽屉闭合时所述霍尔传感器感应到耳机的靠近，发送第一感应信号给所述微控制器，所述微控制器根据所述第一感应信号控制所述升压电路为所述耳机充电；

使用耳机时将所述耳机放置区拉出抽屉外框，抽屉拉开时所述霍尔传感器感应到耳机的远离，发送第二感应信号给所述微控制器，所述微控制器根据所述第二感应信号控制所述开机电路将所述耳机开机。

其中，所述方法还包括：在耳机充电过程中，所述微控制器控制LED指示灯指示充电状态。

本发明提供的一种耳机充电开机装置、系统和方法，实现了耳机充电的简便侦测，霍尔元件的使用替代了复杂的结构设计，精简了按键设计，提高了充电侦测的可靠性，和易操作性。开机电路可以使耳机离开充电底座的时候自动开机，简化了用户的操作，方便用户使用，提升产品的用户体验。

附图说明

图1为本发明实施例提供的耳机充电开机系统结构示意图；

图2为本发明实施例提供的抽屉型耳机充电开机装置结构示意图；

图3为本发明实施例提供的抽屉型耳机充电开机装置工作示意图；

图4为本发明实施例提供的耳机充电开机装置的电路图；

图5为本发明实施例中开机电路脉冲信号时序示意图；

图6为本发明实施例提供的耳机充电开机方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明提供的一种耳机充电开机装置、系统和方法，通过使用霍尔元件替代复杂的结构设计，解决现有技术中在充电底座上面配置按键造成的充电检测可靠性降低、结构设计难度大等问题。

图1为本发明提供的耳机充电开机系统结构示意图。如图1所示，本发明提供了一种耳机充电开机系统，包括耳机110和耳机充电开机装置100。所述耳机充电开机装置100包括：弹片101、霍尔传感器102、微控制器103、升压电路104和开机电路105；所述弹片101分别电连接所述升压电路104和所述开机电路105，所述微控制器103分别电连接所述霍尔传感器102、所述升压电路104和所述开机电路105；所述弹片101用于电连接放入的耳机110；

所述霍尔传感器102用于感应耳机110的靠近和远离，并在感应到耳机110靠近时发送第一感应信号给所述微控制器，在感应到耳机远离时发送第二感应信号给所述微控制器；

所述微控制器在接收到所述第一感应信号时，控制所述升压电路104为所述耳机110充电；所述微控制器103在接收到所述第二感应信号时，控制所述开机电路105将所述耳机110开机。

在一优选实施例中，可以将耳机充电开机装置设计成抽屉型。图2为本发明实施例提供的抽屉型耳机充电开机装置结构示意图。如图2所示，所述耳机充电装置呈抽屉型，包括耳机放置区200、电路控制区210和霍尔感应区220；所述霍尔感应区220位于抽屉外框的一端，所述耳机放置区200和所述电路控制区210位于抽屉盒内且可拉出抽屉外框；所述耳机放置区200用于放入耳机，当抽屉闭合时所述耳机放置区200与所述霍尔感应区220重合。

其中，所述弹片101设置在所述耳机放置区200的底部，耳机放入时与所述弹片101电连接；所述微控制器103、所述升压电路104和所述开机电路105设置在所述电路控制区210；所述霍尔传感器103设置在所述霍尔感应区220。

当然，上述抽屉型耳机充电开机装置还可以有其他变形，例如抽屉为部分可拉开的结构，电路控制区210始终位于抽屉盒内，仅耳机放置区200可拉出抽屉外框。这种结构可以避免电路控制区210的裸露，保证安全性。

图3(a)-(c)为本发明实施例提供的抽屉型耳机充电开机装置工作示意图。如图3所示，(a)充电时将所述耳机放置区220拉出抽屉外框，在所述耳机放置区220放入耳机；(b)将抽屉闭合由耳机充电开机装置对耳机充电，具体过程是：抽屉闭合时所述霍尔传感器102感应到耳机的靠近，发送第一感应信号给所述微控制器，所述微控制器103根据所述第一感应信号控制所述升压电路104为所述耳机充电；(c)使用耳机时将所述耳机放置区拉出抽屉外框由耳机充电开机装置将所述耳机开机，具体过程是：抽屉拉开时所述霍尔传感器103感应到耳机的远离，发送第二感应信号给所述微控制器103，所述微控制器103根据所述第二感应信号控制所述开机电路105将所述耳机开机。

图4为本发明实施例提供的耳机充电开机装置的一种电路图。如图5所示，所述开机电路包括第一开关管Q1、第一电容C1、第一电阻R1、第二开关管Q2、第二电阻R2、第二电容C2、第三电阻R3和第三开关管Q3；

所述第一开关管Q1的栅极接所述霍尔传感器与微处理器连接端，漏极接所述第一电容C1的一端，源极接地；

所述第一电容C1的另一端分别接所述第一电阻R1的一端、所述第二开关管Q2的栅极；所述第一电阻R1的另一端接所述第三开关管Q3的漏极；

所述第二开关管Q2的源极接所述第二电阻R2的一端，所述第二开关管Q2的漏极接等电位；

所述第二电阻R2的另一端分别接所述第二电容C2的一端、所述第三电阻R3的一端、所述第三开关管Q3的栅极；

所述第二电容C2的另一端与所述第三电阻R3另一端都接地；

所述第三开关管Q3的源极接地，漏极作为电压输出端(Poweron)接弹片。

在一实施例中，上述第一感应信号为低电平信号，第二感应信号为高电平信号。图5为本发明中充电开机电路脉冲信号时序示意图，如图5所示，Hall_output为霍尔传感器U1输出的高低电平信号，Poweron为开机电路输出的电压控制信号。本发明实施例的耳机充电开机装置的电路原理如下：

充电时，拉开耳机充电开机装置的抽屉，在耳机放置区放入耳机，此时耳机与装置的弹片电连接，闭合抽屉，耳机靠近霍尔传感器U1，霍尔传感器U1产生低电平信号，微控制器MCU检测到霍尔传感器U1产生的低电平后控制升压芯片工作给耳机充电。此时控制耳机处于关机状态。

使用时，拉开耳机充电开机装置的抽屉，耳机远离霍尔传感器，此时霍尔传感器U1输出高电平，第一开关管Q1开启，第一电容C1通过第一电阻R1进行充电，充电过程中第二开关管Q2开启，第二电容C2通过第二电阻R2充电，第三开关管Q3开启，Poweron信号电平变高，第一电容C1完成充电后，第二开关管Q2关闭，第二电容C2通过第三电阻R3放电后,第三开关管Q3关闭，Poweron输出高电平。耳机检测到高电平脉冲后开机。

在一优选实施例中，所述耳机充电开机装置还包括LED指示灯，在耳机充电过程中，所述微控制器控制所述LED指示灯指示充电状态，这样可以使用户直观观测到充电进度。

在另一优选实施例中，所述耳机为动圈式蓝牙耳机。

图6为本发明实施例提供的耳机充电开机方法的流程图。如图6所示，该方法利用所述的耳机充电开机装置，包括：

步骤S600：将耳机放置区拉出抽屉外框，在所述耳机放置区放入耳机后将抽屉闭合。

步骤S610：霍尔传感器检测耳机是否靠近，若是，则执行步骤S620；否则返回步骤S600，等待在耳机放置区放入耳机后将抽屉闭合。

步骤S620：当耳机放入且抽屉闭合时，霍尔传感器感应到耳机的靠近，发送第一感应信号给所述微控制器，所述微控制器根据所述第一感应信号控制升压电路为所述耳机充电。

步骤S630：在整个充电过程中，微控制器检测是否充电完成并进行充电状态提示，若充电完成，则执行步骤S640；否则返回步骤S620，微控制器控制升压电路继续为耳机充电。

步骤S640：微控制器控制LED灯提示充电完成。

步骤S650：将所述耳机放置区拉出抽屉外框。需要说明的是，步骤S640微控制器控制LED灯提示充电完成并不是进行步骤S650的必需条件，如果用户有需要，也可以在充电过程中随时将耳机放置区拉出抽屉外框，人为停止为耳机充电，从延长耳机电池使用寿命的角度并不提倡。

步骤S660：霍尔传感器检测耳机是否远离，若是，则执行步骤S670；否则返回步骤S640。

步骤S670：抽屉拉开时霍尔传感器感应到耳机的远离，发送第二感应信号给微控制器，所述微控制器根据所述第二感应信号控制开机电路将所述耳机开机。

综上，本发明提供的一种耳机充电开机装置、系统和方法，与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、实现了耳机充电的简便侦测，霍尔传感器的使用替代了复杂的结构设计，精简了按键设计，提高了充电侦测的可靠性，和易操作性。

2、开机电路可以使耳机离开充电底座的时候自动开机，简化了用户的操作，方便用户使用，提升产品的用户体验。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种耳机充电开机装置，其特征在于，包括：弹片、霍尔传感器、微控制器、升压电路和开机电路，所述弹片分别电连接所述升压电路和所述开机电路，所述微控制器分别电连接所述霍尔传感器、所述升压电路和所述开机电路；

所述弹片用于电连接放入的耳机；

所述霍尔传感器用于感应耳机的靠近和远离，并在感应到耳机靠近时发送第一感应信号给所述微控制器，在感应到耳机远离时发送第二感应信号给所述微控制器；

所述微控制器在接收到所述第一感应信号时，控制所述升压电路为所述耳机充电；所述微控制器在接收到所述第二感应信号时，控制所述开机电路将所述耳机开机。

2.如权利要求1所述的耳机充电开机装置，其特征在于，所述耳机充电装置呈抽屉型，包括耳机放置区、电路控制区和霍尔感应区；所述霍尔感应区位于抽屉外框的一端，所述耳机放置区和所述电路控制区位于抽屉盒内且可拉出抽屉外框；所述耳机放置区用于放入耳机，当抽屉闭合时所述耳机放置区与所述感应区重合。

3.如权利要求2所述的耳机充电开机装置，其特征在于，

所述弹片设置在所述耳机放置区的底部，耳机放入时与所述弹片电连接；所述微控制器、所述升压电路和所述开机电路设置在所述电路控制区；所述霍尔传感器设置在所述霍尔感应区；

充电时将所述耳机放置区拉出抽屉外框，在所述耳机放置区放入耳机后将抽屉闭合，抽屉闭合时所述霍尔传感器感应到耳机的靠近，发送第一感应信号给所述微控制器，所述微控制器根据所述第一感应信号控制所述升压电路为所述耳机充电；

使用耳机时将所述耳机放置区拉出抽屉外框，抽屉拉开时所述霍尔传感器感应到耳机的远离，发送第二感应信号给所述微控制器，所述微控制器根据所述第二感应信号控制所述开机电路将所述耳机开机。

4.如权利要求1-3任一项所述的耳机充电开机装置，其特征在于，所述第一感应信号为低电平信号；所述第二感应信号为高电平信号；

所述开机电路包括第一开关管、第一电容、第一电阻、第二开关管、第二电阻、第二电容、第三电阻和第三开关管；

所述第一开关管的栅极接所述霍尔传感器与微处理器连接端，漏极接所述第一电容的一端，源极接地；

所述第一电容的另一端分别接所述第一电阻的一端、所述第二开关管的栅极；所述第一电阻的另一端接所述第三开关管的漏极；

所述第二开关管的源极接所述第二电阻的一端，所述第二开关管的漏极接等电位；

所述第二电阻的另一端分别接所述第二电容的一端、所述第三电阻的一端、所述第三开关管的栅极；

所述第二电容的另一端与所述第三电阻另一端都接地；

所述第三开关管的源极接地，漏极作为电压输出端接弹片。

5.如权利要求1-3任一项所述的耳机充电开机装置，其特征在于，所述耳机充电开机装置还包括LED指示灯，在耳机充电过程中，所述微控制器控制所述LED指示灯指示充电状态。

6.一种耳机充电开机系统，其特征在于，包括耳机和权利要求1-5任一项所述的耳机充电开机装置，所述耳机充电开机装置通过弹片与耳机电连接，通过霍尔传感器感应耳机的靠近和远离，并在霍尔传感器感应耳机靠近时通过升压电路为耳机充电，充电完成后,关闭充电功能，并在霍尔传感器感应耳机远离时控制开机电路将所述耳机开机。

7.如权利要求6所述的耳机充电开机系统，其特征在于，所述耳机为动圈式蓝牙耳机。

8.一种耳机充电开机方法，其特征在于，利用权利要求1所述的耳机充电开机装置，包括：

充电时，将耳机电连接所述耳机充电开机装置的弹片；所述耳机充电开机装置的霍尔传感器在感应到耳机靠近时，发送第一感应信号给所述耳机充电开机装置的微控制器，由所述微控制器控制所述耳机充电开机装置的升压电路为所述耳机充电；

使用耳机时，所述霍尔传感器在感应到耳机远离时发送第二感应信号给所述微控制器，由所述微控制器控制所述耳机充电开机装置的开机电路将所述耳机开机。

9.如权利要求8所述的耳机充电开机方法，其特征在于，将所述耳机充电装置设计成抽屉型，包括耳机放置区、电路控制区和霍尔感应区；所述霍尔感应区位于抽屉外框的一端，所述耳机放置区和所述电路控制区位于抽屉盒内且可拉出抽屉外框；所述耳机放置区用于放入耳机，当抽屉闭合时所述耳机放置区与所述霍尔感应区重合；

将所述弹片设置在所述耳机放置区的底部，耳机放入时与所述弹片电连接；将所述微控制器、所述升压电路和所述开机电路设置在所述电路控制区；将所述霍尔传感器设置在所述霍尔感应区；

所述耳机充电开机方法具体包括：

充电时将所述耳机放置区拉出抽屉外框，在所述耳机放置区放入耳机后将抽屉闭合，抽屉闭合时所述霍尔传感器感应到耳机的靠近，发送第一感应信号给所述微控制器，所述微控制器根据所述第一感应信号控制所述升压电路为所述耳机充电；

使用耳机时将所述耳机放置区拉出抽屉外框，抽屉拉开时所述霍尔传感器感应到耳机的远离，发送第二感应信号给所述微控制器，所述微控制器根据所述第二感应信号控制所述开机电路将所述耳机开机。

10.如权利要求8或9所述的耳机充电开机方法，其特征在于，所述方法还包括：

在耳机充电过程中，所述微控制器控制LED指示灯指示充电状态。