CN108242839A - 无线耳机充电系统及系统中的无线耳机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及耳机充电领域，特别是一种无线耳机充电系统、系统中的无线耳机，无线耳机插入充电盒充电时，充电盒给无线耳机中的储能单元充电，充电的过程中，无线耳机中的主芯片进行休眠以节省电量；储能单元充满电后，无线耳机中的充电控制单元也进行休眠，避免由转换电压所带来的功率耗损，故能延长充电盒内的电量的保存时长；在充电控制单元休眠时，由于供电端与主芯片的唤醒引脚电连接在一起，唤醒引脚的电平保持为供电端所提供的非唤醒电平，故主芯片保持休眠，当耳机被拿出充电盒，唤醒引脚就离开供电端，其电平变为自接的唤醒电平，使主芯片唤醒，耳机开机，完成用户的无感操作。

Description

无线耳机充电系统及系统中的无线耳机

技术领域

本发明涉及耳机充电领域，特别是一种无线耳机充电系统、系统中的无线耳机。

背景技术

随着苹果airpot的发布，TWS耳机2也越来越受到人们的欢迎。

见图1，现有的TWS耳机2大多采用充电盒1充电的方式。充电时，TWS耳机2插入充电盒1中，充电盒1给TWS耳机2进行5V供电，TWS耳机2中的充电控制单元21(如buck电路)将5V电压转化为3.7V电压，来给TWS耳机2中的蓄电池22充电。在充电的过程中TWS耳机2中的蓝牙芯片23自动进行休眠。

当TWS耳机2被拿出充电盒1后，TWS耳机2和充电盒1之间的充电电压断开，充电控制单元21失电向蓝牙芯片23的唤醒引脚231发送低电平唤醒信号，使蓝牙芯片23唤醒，TWS耳机2开机，完成用户的无感操作。

然而，现有的TWS耳机2只要放在充电盒1中，无论蓄电池22满电与否，充电盒1就要一直为TWS耳机2充电，由于充电控制单元21在电压转化的过程中普遍存在功率耗损(如电感耗损、开关耗损)，导致TWS耳机2一直消耗充电盒1的电量，造成TWS耳机2短放一个月，整个充电盒1的电量都被耗光的现象。

发明内容

本发明的目的是在无线耳机插入充电盒的情况下，延长充电盒内的电量的保存时长。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

提供一种无线耳机充电系统，包括充电盒和无线耳机，无线耳机具有主芯片、给主芯片供电的储能单元、对储能单元进行充电控制的充电控制单元，其中：

充电控制单元的受电端对准充电盒的供电端，使得在无线耳机插入充电盒的状态下，充电控制单元从充电盒的供电端取电，进行电压转换后对储能单元进行充电，

主芯片能够进入休眠状态，主芯片具有唤醒引脚，在主芯片进入休眠状态后，唤醒引脚接收到唤醒电平则主芯片退出休眠状态；

在储能单元充满电后，充电控制单元进入休眠状态；

主芯片的唤醒引脚自接唤醒电平并对准充电盒的供电端，使得在无线耳机插入充电盒的状态下，唤醒引脚就连接供电端，其电平保持为供电端所提供的非唤醒电平，然后在无线耳机离开充电盒时，唤醒引脚就离开供电端，其电平变为自接的唤醒电平。

其中，主芯片的唤醒引脚经下拉电阻接地，使唤醒引脚自接的唤醒电平。

其中，主芯片具有电源引脚，电源引脚对准充电盒的供电端，使得在无线耳机插入充电盒的状态下，电源引脚就连接供电端。

在无线耳机内，把主芯片的电源引脚与充电控制单元的受电端电连接在一起，使充电盒的供电端对准主芯片的电源引脚。

其中，所述储能单元是蓄电池；充电盒内设有电压控制单元和电流检测单元，电流检测单元检测到供电端的电流下降则向电压控制单元发送电信号，电压控制单元收到电信号则调整非唤醒电平的值；所述充电控制单元中设有充电控制芯片，充电控制芯片具有ADC通道，ADC通道若采样到非唤醒电平发生数值变化，就通知充电控制芯片进入休眠状态。

其中，电压控制单元收到电信号后，把供电端上的电压降至电压A，其中电压A不会被主芯片判断为低电平，且电压A不低于主芯片休眠时所需的最低供电电压。

其中，所述电压A是2V。

其中，所述充电控制单元是buck电路，所述充电控制芯片输出PWM给BUCK电路。

其中，所述电压控制单元是buck-boost电路；所述电流检测单元是电流互感器。

其中，所述无线耳机是TWS耳机，所述主芯片是蓝牙芯片。

其中，在无线耳机内，把主芯片的唤醒引脚与充电控制单元的受电端电连接在一起，使充电盒的供电端对准主芯片的唤醒引脚。

有益效果：

无线耳机插入充电盒充电时，充电盒给无线耳机中的储能单元充电，充电的过程中，无线耳机中的主芯片进行休眠以节省电量；储能单元充满电后，无线耳机中的充电控制单元也进行休眠，避免由转换电压所带来的功率耗损，故能延长充电盒内的电量的保存时长；在充电控制单元休眠时，由于供电端与主芯片的唤醒引脚电连接在一起，唤醒引脚的电平保持为供电端所提供的非唤醒电平，故主芯片保持休眠，当耳机被拿出充电盒，唤醒引脚就离开供电端，其电平变为自接的唤醒电平，使主芯片唤醒，耳机开机，完成用户的无感操作。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为传统的TWS耳机和充电盒进行充电时的系统框图。

图2为本发明的无线耳机充电系统的系统框图。

图3为本发明的另一种无线耳机充电系统的系统框图。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

见图2，无线耳机充电系统由充电盒1和TWS耳机2组成，其中TWS耳机2内置有蓝牙芯片23(即主芯片)、充电控制单元21和蓄电池22(即储能单元)。在TWS耳机2插入充电盒1的状态下，TWS耳机2与充电盒1对接，此时蓝牙芯片23进行休眠以节省电量，蓝牙芯片23休眠时，蓝牙芯片23的唤醒引脚231在芯片内部经下拉电阻接地(简称内部下拉)，使唤醒引脚231自接低电平作为唤醒电平；充电控制单元21的受电端20从充电盒1中的供电端11取5V电压，然后将5V电压降至3.7V后，给蓄电池22充电。

充电盒1内设有电压控制单元12和电流检测单元13，在给蓄电池22充电的过程中，电流检测单元13实时检测供电端11的电流，由于充电盒1给蓄电池22进行的是5V的定压充电，若蓄电池22充满电，那么蓄电池22的充电电流会骤然变小，故供电端11的电流也就相应地变小，据此，电流检测单元13实时检测到电流下降则向电压控制单元12发送电信号。电压控制单元12收到电信号则认为蓄电池22已经充满，就把供电端11上的电压降至2V，其中，之所以设定为2V，是因为在TTL电平中，只要芯片引脚上的输入电压不低于2V，就把该引脚的电位认定为高电平，而取最低值2V有助于省电。

充电控制单元21中设有充电控制芯片，充电控制芯片通过其ADC通道来实时采样供电端11的电压，若充电控制芯片检测到供电端11的电压下降为2V，说明蓄电池22已经充满了，充电控制芯片进行休眠，由于充电控制芯片休眠，电路无人控制，则充电控制单元21也进行休眠，如此，就避免了由转换电压所带来的功率耗损，故能延长充电盒1内的电量的保存时长。在充电控制单元21休眠时，由于供电端11与蓝牙芯片23的唤醒引脚231电连接，供电端11上的电压能使唤醒引脚231保持高电平(即非唤醒电平)，故蓝牙芯片23保持休眠。优选地，在TWS耳机内，把蓝牙芯片23的唤醒引脚231与充电控制单元21的受电端20电连接在一起，从而共用同一个对外端口，一起对准充电盒1的供电端11，这样充电盒1与TWS耳机2对接后，充电盒1的供电端11自然对准蓝牙芯片23的唤醒引脚231，如此，就不用像图3一样在充电盒1上累赘地设置多个对接端口了。

进一步地，蓝牙芯片23具有电源引脚232，电源引脚232对准充电盒1的供电端11，使得在TWS耳机2插入充电盒1的状态下，电源引脚232就连接供电端11，当充电控制单元21和蓝牙芯片23两者都休眠时，供电端11上的2V电压给蓝牙芯片23提供休眠所需的基本电能，蓝牙芯片23不用去蓄电池22中取电，就不会消耗蓄电池22中的电量，以免造成耳机拿出使蓄电池22不满电的现象。优选地，在TWS耳机2内，也把蓝牙芯片23的电源引脚232与充电控制单元21的受电端20电连接在一起,使得在TWS耳机2插入充电盒1的状态下，电源引脚232从供电端11取电。

当耳机被拿出充电盒1，供电端11与唤醒引脚231断开连接，唤醒引脚231失电，其在下拉电阻的作用下变低电平，使蓝牙芯片23唤醒，耳机开机，此时由蓄电池22给蓝牙芯片23供电。

需要说明的是，充电控制单元21具体是buck电路或buck-boost电路，其中充电控制芯片具备PWM输出功能，其输出PWM给充电控制单元21中的开关管，以控制充电控制单元21的导通/关闭。电压控制单元12优选为buck-boost电路，buck-boost电路既有升压又有降压功能，满足充电盒1输出电压可变的需求。电流检测单元13直接采用电流互感器，电流互感器只需套设在供电端11的电线上，即可采样电流，使用简单方便。供电端11通过电极触点接触或无线充电的方式把电传输到受电端20。

在上述实施例中，蓝牙芯片23也可采用高电平作为唤醒电平，只需把唤醒引脚231内部上拉，而在蓄电池22充满电后受电端20输出低电平即可，但这种方式中，蓝牙芯片23需一直从蓄电池22中取电，就不能再利用供电端11给休眠的蓝牙芯片23供电了。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.无线耳机充电系统，包括充电盒和无线耳机，无线耳机具有主芯片、给主芯片供电的储能单元、对储能单元进行充电控制的充电控制单元，其中：

充电控制单元的受电端对准充电盒的供电端，使得在无线耳机插入充电盒的状态下，充电控制单元从充电盒的供电端取电，进行电压转换后对储能单元进行充电，

主芯片能够进入休眠状态，主芯片具有唤醒引脚，在主芯片进入休眠状态后，唤醒引脚接收到唤醒电平则主芯片退出休眠状态；

其特征是：

在储能单元充满电后，充电控制单元进入休眠状态；

主芯片的唤醒引脚自接唤醒电平并对准充电盒的供电端，使得在无线耳机插入充电盒的状态下，唤醒引脚就连接供电端，其电平保持为由供电端所提供的非唤醒电平，然后在无线耳机离开充电盒时，唤醒引脚就离开供电端，其电平变为自接的唤醒电平。

2.根据权利要求1所述的无线耳机充电系统，其特征在于：唤醒电平是低电平，唤醒引脚自接唤醒电平的具体结构为主芯片的唤醒引脚经下拉电阻接地。

3.根据权利要求1所述的无线耳机充电系统，其特征在于：在无线耳机插入充电盒的状态下，主芯片处于休眠状态。

4.根据权利要求2所述的无线耳机充电系统，其特征在于：主芯片的电源引脚也对准充电盒的供电端，使得在无线耳机插入充电盒的状态下，电源引脚就连接供电端。

5.根据权利要求4所述的无线耳机充电系统，其特征在于：在无线耳机内，主芯片的电源引脚与充电控制单元的受电端共用同一个对外端口，一起对准充电盒的供电端。

6.根据权利要求4所述的无线耳机充电系统，其特征在于：

所述储能单元是蓄电池；

充电盒内设有电压控制单元和电流检测单元，电流检测单元检测到供电端的电流下降则向电压控制单元发送电信号，电压控制单元收到电信号则调整非唤醒电平的值；

所述充电控制单元中设有充电控制芯片，充电控制芯片具有ADC通道，ADC通道若采样到非唤醒电平发生数值变化，就通知充电控制芯片进入休眠状态。

7.根据权利要求6所述的无线耳机充电系统，其特征在于：

电压控制单元收到电信号后，把供电端上的电压降至电压A，其中电压A不会被主芯片判断为低电平，且电压A不低于主芯片休眠时所需的最低供电电压。

8.根据权利要求7所述的无线耳机充电系统，其特征在于：所述电压A是2V。

9.根据权利要求1或5所述的无线耳机充电系统，其特征在于：在无线耳机内，主芯片的唤醒引脚与充电控制单元的受电端共用同一个对外端口，一起对准充电盒的供电端。

10.一种无线耳机，其特征是，乃权利要求1～9中任一项所述的无线耳机充电系统中的无线耳机。