CN109193868A - 耳机充电装置、耳机充电盒和耳机充电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种耳机充电装置、耳机充电盒和耳机充电系统，其中，耳机充电装置包括蓄电池、电压调节模块、控制模块、电压采集模块、充电管理模块及耳机充电接口，耳机充电时，耳机与耳机充电接口连接，控制模块通过电压采集模块获取耳机的充电电压，然后输出控制信号控制电压调节模块输出匹配的充电电压，以使充电管理模块的输入电压和输出电压相匹配，充电管理模块电源转换效率高，从而降低耳机充电装置的电能损耗，减少能源浪费。

Description

耳机充电装置、耳机充电盒和耳机充电系统

技术领域

本发明涉及耳机技术领域，特别涉及一种耳机充电装置、耳机充电盒和耳机充电系统。

背景技术

TWS(True Wireless Stereo，真正无线立体声)耳机两耳挂不需要有线连接，左右2个耳机通过蓝牙组成立体声系统，听歌、通话，受到了消费者的热捧，目前市面上的TWS耳机越来越多，对应的充电盒也就越来越多。

但是目前的充电盒存在一个问题，充电盒的充电电路的输入电压和输出电压压差较大，导致耳机充电的时候充电电路电源转换效率低，造成电能的浪费，进而使得充电盒给耳机提供的电量有限，导致耳机的续航也降低。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种耳机充电装置，旨在提高耳机充电盒的电源转换效率，减少能源浪费。

为实现上述目的，本发明提出一种耳机充电装置，该耳机充电装置包括蓄电池、电压调节模块、控制模块、电压采集模块、充电管理模块及耳机充电接口；

所述蓄电池的电源端、所述电压调节模块的电源输入端及所述控制模块的电源端互连，所述电压调节模块的电源输出端与所述充电管理模块的电源输入端连接，所述充电管理模块的电源输出端、所述电压采集模块的信号输入端及所述耳机充电接口互连，所述电压采集模块的信号输出端与所述控制模块的信号输入端连接，所述控制模块的控制端与所述电压调节模块的受控端连接；

所述电压采集模块，用于在所述耳机充电接口与耳机连接时采集所述耳机的充电电压，并输出电压采集信号至所述控制模块；

所述控制模块，用于接收所述电压采集信号并对应输出控制信号至所述电压调节模块，以控制所述电压调节模块输出与耳机匹配的充电电压；

所述充电管理模块，用于对所述电压调节模块输出的充电电压进行电源管理并输出至所述耳机。

可选地，所述电压调节模块包括电压调节器；

所述电压调节器的输入端为所述电压调节模块的电源输入端，所述电压调节器的输出端为所述电压调节模块的电源输出端，所述电压调节器的接地端为所述电压调节模块的受控端。

可选地，所述控制模块包括主控电路和数控电阻模块；

所述主控电路的信号输入端为所述控制模块的信号输入端，所述主控电路的信号输出端与所述数控电阻模块的信号输入端连接，所述数控电阻模块的电位端与所述电压调节模块连接；

所述主控电路，用于输出控制信号控制所述数控电阻模块的阻值变化，以控制所述电压调节模块的输出电压。

可选地，所述主控电路包括主控芯片，所述主控芯片的第一信号端为所述控制主控电路的信号输入端，所述主控芯片的第二信号端和第三信号端分别与所述数控电阻模块的信号端连接，所述主控芯片的电源端与所述蓄电池的电源输出端连接，所述主控芯片的接地端接地。

可选地，所述数控电阻模块包括数控电阻芯片和第一电阻，所述数控电阻芯片的时钟信号端与所述主控芯片第二信号端连接，所述数控电阻芯片的数据信号端与所述主控芯片的第三信号端连接，所述数控电阻芯片的电源端与所述蓄电池的电源输出端连接，所述数控电阻芯片的接地端接地，所述数控电阻芯片的电位端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端为所述数控电阻模块的电位端，所述数控电阻芯片的调节输出端接地。

可选地，所述充电管理模块包括充电管理芯片，所述充电管理芯片的输入端为所述充电管理模块的电源输入端，所述充电管理芯片的输出端为所述电源管理模块的电源输出端。

可选地，所述耳机充电装置还包括充电电路和充电接口，所述充电电路的电源输入端与所述充电接口连接，所述充电电路的电源输出端与所述蓄电池的电源端连接；

所述充电电路，用于经所述充电接口接收直流电源并转换输出至所述蓄电池。

可选地，所述耳机充电接口包括第一充电接触弹片和第二充电接触弹片，所述第一充电接触弹片与所述充电管理模块的电源输出端连接，所述第二充电接触弹片接地。

本发明还提出一种耳机充电盒，所述耳机充电盒包括如上所述的耳机充电装置。

本发明一种耳机充电系统，包括耳机和如上所述的耳机充电盒。

本发明技术方案通过采用蓄电池、电压调节模块、控制模块、电压采集模块、充电管理模块及耳机充电接口组成耳机充电装置，在需要为耳机充电时，耳机与耳机充电接口连接，控制模块通过电压采集模块获取耳机的充电电压，然后输出控制信号控制电压调节模块输出匹配的充电电压，以使充电管理模块的输入电压和输出电压相匹配，充电管理模块电源转换效率高，从而降低耳机充电装置的电能损耗，减少能源浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明耳机充电装置一实施例的功能模块示意图；

图2为本发明耳机充电装置一实施例的电路结构示意图；

图3为本发明耳机充电装置另一实施例的电路结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，全文中出现的“和/或”的含义为：包括三个并列的方案，以“A/B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案，另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种耳机充电装置100。

如图1所示，图1为本发明耳机充电装置一实施例的功能模块示意图，本实施例中，该耳机充电装置100包括蓄电池10、电压调节模块20、控制模块60、电压采集模块50、充电管理模块30及耳机充电接口40；

所述蓄电池10的电源端、所述电压调节模块20的电源输入端及所述控制模块60的电源端互连，所述电压调节模块20的电源输出端与所述充电管理模块30的电源输入端连接，所述充电管理模块30的电源输出端、所述电压采集模块50的信号输入端及所述耳机充电接口40互连，所述电压采集模块50的信号输出端与所述控制模块60的信号输入端连接，所述控制模块60的控制端与所述电压调节模块20的受控端连接；

所述电压采集模块50，用于在所述耳机充电接口40与耳机200连接时采集所述耳机200的充电电压，并输出电压采集信号至所述控制模块60；

所述控制模块60，用于接收所述电压采集信号并对应输出控制信号至所述电压调节模块20，以控制所述电压调节模块20输出与耳机200匹配的充电电压；

所述充电管理模块30，用于对所述电压调节模块20输出的充电电压进行电源管理并输出至所述耳机200。

本实施例中，耳机充电装置100适用于TWS耳机等可独立工作的耳机200，耳机200与客户端通过无线连接，例如蓝牙等，耳机200内置可充电的充电电池，耳机200可插入耳机充电装置100中并与耳机200充电接口40通过连接线或者金属片连接进而实现充电。

耳机200数量可为一个或者两个，耳机充电接口40的数量可对应设置，可设置为一个，分别依次为耳机200充电，或者设计成两个，同时为耳机200充电，在此不做具体限制。

本实施例中，蓄电池10可为充电电池或者干电池，蓄电池10的数量以及容量可根据实际情况进行设置，在此不做具体限制。

由于蓄电池10电压随着充电过程电压逐渐下降，因此，充电管理模块30的输入电压不定，对于充电管理模块30需要提供稳定的输出电压，因此，为了保证充电管理模块30的输入电压保持不变，进而保证充电管理模块30的电源转换效率一致，充电管理模块30的输入电压应与输出电压相匹配，从而使电源转换效率最高，并且由于不同耳机200存在不同充电电压，因此，充电管理模块30需要提供不同的输出电压，因此，为了提高电源转换效率，充电管理模块30的输入电压也应对应调节。

在耳机充电接口40与耳机200连接时，电压采集模块50采集耳机200的充电电压，耳机200的充电电压可以是耳机200电池的充电电压，也可以是耳机200内部充电管理电路允许的工作电压，电压采集模块50可由分压电阻、电压互感器等电路或者其它元器件构成，控制模块60实时接收电压采集模块50输出的电压采集信号，并输出控制信号至电压调节模块20控制电压调节模块20输出与耳机200的充电电压匹配的电压，从而提高充电管理模块30的充电效率。

电压调节模块20可采用多个电阻结合多个开关元器件组成，多个电阻串并联后，控制模块60通过控制多个开关的不同导通或者关断实现不同阻值的接入并分压，进而实现电压调节，电压调节模块20还可以采用电压调节器U1进行电压调节，具体可根据实际输出电压大小、精度或者量程进行选择，在此不做具体限制。

本发明技术方案通过采用蓄电池10、电压调节模块20、控制模块60、电压采集模块50、充电管理模块30及耳机充电接口40组成耳机充电装置100，在需要为耳机200充电时，耳机200与耳机充电接口40连接，控制模块60通过电压采集模块50获取耳机200的充电电压，然后输出控制信号控制电压调节模块20输出匹配的充电电压，以使充电管理模块30的输入电压和输出电压相匹配，充电管理模块30电源转换效率高，从而降低耳机200充电装置100的电能损耗，减少能源浪费。

如图2所示，图2为本发明耳机充电装置一实施例的电路结构示意图，本实施例中，所述电压调节模块20包括电压调节器U1；

所述电压调节器U1的输入端VIN为所述电压调节模块20的电源输入端，所述电压调节器U1的输出端VOUT为所述电压调节模块20的电源输出端，所述电压调节器U1的接地端GND为所述电压调节模块20的受控端。

本实施例中，电压调节器U1包括三个端口，输入端VIN、输出端VOUT和接地端GND，电压调节器U1根据接地端GND的阻值进行电压调节，控制模块60用于输出不同阻值的电阻与电压调节器U1连接，从而实现电压调节，电压调节器U1的输出电压与接地端的阻值大小成正比例，接入的电阻阻值越大，电压调节器U1输出电压越大，电压调节器U1可采用型号为LM1117或者X1117等电压调节器U1，具体型号可根据耳机200充电需求进行选择，在此不做具体限制。

在一可选实施例中，所述控制模块60包括主控电路62和数控电阻模块61；

所述主控电路62的信号输入端为所述控制模块60的信号输入端，所述主控电路62的信号输出端与所述数控电阻模块61的信号输入端连接，所述数控电阻模块61的电位端与所述电压调节模块20连接；

所述主控电路62，用于输出控制信号控制所述数控电阻模块61的阻值变化，以控制所述电压调节模块20的输出电压。

本实施例中，主控电路62接收电压采集模块50输出的电压采集信号并获取耳机200需要的充电电压，根据耳机200的充电电压对应输出控制信号至数控电阻模块61以改变数控电阻模块61的阻值，电压调节器U1根据数控电阻模块61的阻值对应改变输出电压，实现充电管理模块30的输入电压与输出电压相匹配。

数控电阻模块61可采用单独的数控电阻芯片U3，数控电阻芯片U3的输出电阻的阻值可从零开始调节，进而控制电压调节模块20的输出电压从较小值或者零开始调节，数控电阻模块61还可采用数控电阻芯片U3和基准电阻的组合方式，数控电阻模块61的阻值从基准电阻的阻值大小开始调节，以实现电压调节模块20的电压输出在一个基准值上开始调节，例如，在基准电阻的阻值在3欧姆，对应地，电压调节模块20输出电压为3V，然后主控电路62可输出控制信号控制数控电阻芯片U3改变电阻，数控电阻模块61输出的电阻从3欧姆开始往上增加，电压调节模块20则从3V往上调节，从而提供一个基准电压，提高电压调节模块20输出电压最大值，改变电压调节模块20的初始调节电压值。

在一可选实施例中，所述主控电路62包括主控芯片U2，所述主控芯片U2的第一信号端为所述控制主控电路62的信号输入端，所述主控芯片U2的第二信号端和第三信号端分别与所述数控电阻模块61的信号端连接，所述主控芯片U2的电源端与所述蓄电池10的电源输出端连接，所述主控芯片U2的接地端接地。

本实施例中，主控芯片U2可采用型号为NSP30G2553，主控芯片U2的第一引脚即电源端DVCC与蓄电池10的电源端连接，由蓄电池10提供工作电压，主控芯片U2内部存储了预设程序，主控芯片U2根据预设程序和输入端的电压采集信号输出控制信号控制数控电阻模块61的阻值变化，进而改变电压调节模块20的输出电压，以使充电管理模块30的输入电压和输出电压保持一致。

在一可选实施例中，所述数控电阻模块61包括数控电阻芯片U3和第一电阻R1，所述数控电阻芯片U3的时钟信号端与所述主控芯片U2第二信号端连接，所述数控电阻芯片U3的数据信号端与所述主控芯片U2的第三信号端连接，所述数控电阻芯片U3的电源端与所述蓄电池10的电源输出端连接，所述数控电阻芯片U3的接地端接地，所述数控电阻芯片U3的电位端与所述第一电阻R1的第一端连接，所述第一电阻R1的第二端为所述数控电阻模块61的电位端，所述数控电阻芯片U3的调节输出端接地。

本实施例中，主控电路62输出控制信号至数控电阻芯片U3的时钟信号端和数据信号端，数控电阻芯片U3根据控制信号改变电位端和调节输出端之间的电阻值，数控电阻芯片U3的输出电阻和第一电阻R1共同控制电压调节模块20的输出电压，数控电阻芯片U3的电阻可从零开始调节，对应地，电压调节模块20受控端电阻值则从第一电阻R1的阻值开始变化，电压调节模块20输出的电压对应改变。

在一可选实施例中，所述充电管理模块30包括充电管理芯片U4，所述充电管理芯片U4的输入端IN为所述充电管理模块30的电源输入端，所述充电管理芯片U4的输出端OUT为所述电源管理模块的电源输出端。

本实施例中，充电管理芯片U4用于对电压调节模块20输出的直流电压进行电源管理，充电管理芯片U4的输入电压和输出电压相等或者接近，从而使得电源管理芯片的电源转换效率提高，减少能源浪费。

如图3所示，图3为本发明耳机充电装置另一实施例的电路结构示意图本实施例中，所述耳机充电装置100还包括充电电路70和充电接口80，所述充电电路70的电源输入端与所述充电接口80连接，所述充电电路70的电源输出端与所述蓄电池10的电源端连接；

所述充电电路70，用于经所述充电接口80接收直流电源并转换输出至所述蓄电池10。

本实施例中，耳机充电装置100自身还可进行充电，通过充电接口80与外部电源设备连接从而获取电能，充电电路70用于对外部电源进行充电管理，包括滤波、稳压、变压或整流等，充电接口80可采用串行接口、并行接口、USB接口、IEEE1394接口、PCMCIA接口和PCI接口等，具体可根据实际情况进行设计，在此不做具体限制。

在一可选实施例中，所述耳机充电接口40包括第一充电接触弹片P1和第二充电接触弹片P2，所述第一充电接触弹片P1与所述充电管理模块30的电源输出端连接，所述第二充电接触弹片P2接地。

本实施例中，耳机200与耳机充电装置100上均设有充电接触弹片，耳机200插入耳机充电装置100时，耳机200上的充电接触弹片与耳机充电装置100的充电接触弹片对应连接并进行电能传输，蓄电池10通过第一接触弹片输出直流电源至耳机200，以对耳机200进行充电。

本发明还提出一种耳机充电盒，该耳机充电盒包括耳机充电装置100，该耳机充电装置100的具体结构参照上述实施例，由于本耳机充电盒采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

本发明还提出一种耳机充电系统，该耳机充电系统包括耳机200和耳机充电盒，该耳机充电盒的具体结构参照上述实施例，由于本耳机充电系统采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

本实施例中，耳机充电盒设有容置腔(图未示出)，耳机200在需要充电时，直接插入耳机充电盒的容置腔内，耳机200上的充电接触弹片与耳机充电盒内的充电接触弹片接触，耳机充电盒为耳机200进行充电。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种耳机充电装置，其特征在于，包括蓄电池、电压调节模块、控制模块、电压采集模块、充电管理模块及耳机充电接口；

所述蓄电池的电源端、所述电压调节模块的电源输入端及所述控制模块的电源端互连，所述电压调节模块的电源输出端与所述充电管理模块的电源输入端连接，所述充电管理模块的电源输出端、所述电压采集模块的信号输入端及所述耳机充电接口互连，所述电压采集模块的信号输出端与所述控制模块的信号输入端连接，所述控制模块的控制端与所述电压调节模块的受控端连接；

所述电压采集模块，用于在所述耳机充电接口与耳机连接时采集所述耳机的充电电压，并输出电压采集信号至所述控制模块；

所述控制模块，用于接收所述电压采集信号并对应输出控制信号至所述电压调节模块，以控制所述电压调节模块输出与耳机匹配的充电电压；

所述充电管理模块，用于对所述电压调节模块输出的充电电压进行电源管理并输出至所述耳机。

2.如权利要求1所述的耳机充电装置，其特征在于，所述电压调节模块包括电压调节器；

所述电压调节器的输入端为所述电压调节模块的电源输入端，所述电压调节器的输出端为所述电压调节模块的电源输出端，所述电压调节器的接地端为所述电压调节模块的受控端。

3.如权利要求2所述的耳机充电装置，其特征在于，所述控制模块包括主控电路和数控电阻模块；

所述主控电路的信号输入端为所述控制模块的信号输入端，所述主控电路的信号输出端与所述数控电阻模块的信号输入端连接，所述数控电阻模块的电位端与所述电压调节模块连接；

所述主控电路，用于输出控制信号控制所述数控电阻模块的阻值变化，以控制所述电压调节模块的输出电压。

4.如权利要求3所述的耳机充电装置，其特征在于，所述主控电路包括主控芯片，所述主控芯片的第一信号端为所述控制主控电路的信号输入端，所述主控芯片的第二信号端和第三信号端分别与所述数控电阻模块的信号端连接，所述主控芯片的电源端与所述蓄电池的电源输出端连接，所述主控芯片的接地端接地。

5.如权利要求4所述的耳机充电装置，其特征在于，所述数控电阻模块包括数控电阻芯片和第一电阻，所述数控电阻芯片的时钟信号端与所述主控芯片第二信号端连接，所述数控电阻芯片的数据信号端与所述主控芯片的第三信号端连接，所述数控电阻芯片的电源端与所述蓄电池的电源输出端连接，所述数控电阻芯片的接地端接地，所述数控电阻芯片的电位端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端为所述数控电阻模块的电位端，所述数控电阻芯片的调节输出端接地。

6.如权利要求1-5任意一项所述的耳机充电装置，其特征在于，所述充电管理模块包括充电管理芯片，所述充电管理芯片的输入端为所述充电管理模块的电源输入端，所述充电管理芯片的输出端为所述电源管理模块的电源输出端。

7.如权利要求1-5任意一项所述的耳机充电装置，其特征在于，所述耳机充电装置还包括充电电路和充电接口，所述充电电路的电源输入端与所述充电接口连接，所述充电电路的电源输出端与所述蓄电池的电源端连接；

所述充电电路，用于经所述充电接口接收直流电源并转换输出至所述蓄电池。

8.如权利要求7所述的耳机充电装置，其特征在于，所述耳机充电接口包括第一充电接触弹片和第二充电接触弹片，所述第一充电接触弹片与所述充电管理模块的电源输出端连接，所述第二充电接触弹片接地。

9.一种耳机充电盒，其特征在于，包括如权利要求8所述的耳机充电装置。

10.一种耳机充电系统，包括耳机和如权利要求9所述的耳机充电盒。