CN109246521A - 一种蓝牙耳机充电底座自动控制电路 - Google Patents

一种蓝牙耳机充电底座自动控制电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种蓝牙耳机充电底座自动控制电路，包括：盖体控制开关模块，根据底座盖体的状态对耳机开关机进行控制；底座充电模块，用于对底座进行充电；耳机充电模块，用于对放置在底座上的耳机进行充电；显示模块，对底座及耳机的充电状态进行显示；MCU模块，接收盖体控制开关模块的盖体状态检测信号、底座充电模块和耳机充电模块的检测信号，并对盖体控制开关模块、底座充电模块和耳机充电模块进行控制；所述盖体控制开关模块、底座充电模块、耳机充电模块和显示模块与MCU模块电连接。本发明方便携带，不需要另外连接电源，可自动进行充电，根据底座及耳机的充电状态控制显示模块进行显示。

Description

一种蓝牙耳机充电底座自动控制电路
技术领域
本专利涉及蓝牙耳机充电技术领域，尤其是一种蓝牙耳机充电底座自动控制电路。
背景技术
随着移动通讯技术的迅猛发展，移动电话、PDA等电子设备的使用日益普及，但由于移动电话等电子设备存在较大的电磁辐射，长时间使用可能对用户的健康产生一定的影响，且在某些特定场合如开车时可能不方便使用移动电话。在此技术背景下，出现了使用短距离无线传输技术的蓝牙耳机，使用户在使用移动电话时能够与辐射较强的移动电话保持一定距离，同时用户通话时无需手持设备，使用更为简洁方便。
现有的蓝牙耳机充电采用连接线缆充电和底座连接实现充电，蓝牙底座可以为蓝牙耳机作为支架进行存放，同时在蓝牙耳机存放的过程中完成对蓝牙耳机的充电，不需要另外设置充电线进行充电，连接简单方便。
但是现有的蓝牙耳机安装在底座上，需要人为控制电源开关以达到充电的目的，而且在蓝牙耳机放置时，需要人为检查蓝牙耳机的开关机状态，当蓝牙耳机为关机状态时，才能进行充电，人为操作过程复杂，不便控制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提出提出一种蓝牙耳机充电底座自动控制电路，通过设置自动控制电路，使得蓝牙底座可以根据蓝牙耳机的情况进行自动充电控制，方便操作。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种蓝牙耳机充电底座自动控制电路，包括：
盖体控制开关模块，根据底座盖体的状态对耳机开关机进行控制；
底座充电模块，用于对底座进行充电；
耳机充电模块，用于对放置在底座上的耳机进行充电；
显示模块，对底座及耳机的充电状态进行显示；
MCU模块，接收盖体控制开关模块的盖体状态检测信号、底座充电模块和耳机充电模块的检测信号，并对盖体控制开关模块、底座充电模块和耳机充电模块进行控制；
所述盖体控制开关模块、底座充电模块、耳机充电模块和显示模块与MCU模块电连接。
进一步的，所述MCU模块采用型号为GPM8P2204B_ssop20型号的处理器。
进一步的，所述盖体控制开关模块采用DH251型号的低功耗霍尔开关；霍尔开关的第一引脚与电源连接，霍尔开关的第二引脚通过第一电阻与外部电源连接，霍尔开关的第二引脚通过第七电阻与MCU模块连接，所述霍尔开关的第三引脚接地，霍尔开关的第一引脚和第二引脚分别通过第一电容和第三电容接地。
进一步的，所述底座充电模块包括：充电控制电路和充电管理电路，其中充电控制电路包括：USB接口、由第三十五电阻和第三十六电阻构成的分压电路、第十三三极管、以及由第二电容、第二十八电容、第二十六电容构成的滤波电路；所述USB接口的输出端连接第三十五电阻的第一端和第十三极管的漏极，所述第十三极管的栅极通过第三十四电阻与第十三极管的源极连接，所述第十三极管的源极并联第二电容、第二十八电容、第二十六电容，所述分压电路和第十三极管的栅极与MCU单元连接。
进一步的，所述充电管理电路采用型号为TCS6018型号的电池管理芯片U1。
进一步的，所述耳机充电电路包括耳机检测电路、充电电路和保护电路；所述耳机检测电路的输出端与MCU模块连接，所述耳机检测电路与底座的耳机充电接口连接，所述耳机检测电路的输出端连接MCU模块，所述MCU模块的输出端连接充电电路，所述充电电路的输出端连接充电保护电路。
进一步的，所述耳机检测电路包括：第六三极管、第九电阻、第十六电阻、第十电阻和第十二电阻；所述第六三极管的栅极与USB_GATE1连接，所述第六三极管的漏极连接接触点，所述第六三极管的漏极通过第九电阻与USB_IN1连接，所述第六三极管的源极通过第十电阻与CS1引脚连接，第六三极管的源极通过第十二电阻接地；所述第六三极管的漏极与BTL连接。
进一步的，所述充电电路包括：第三三极管、第二三极管、第二电阻、第三电阻、第十七电容、第十五电容、第一电感、第四电容、第四电阻、第五电阻和第十二电容；所述第三三极管的栅极通过第二电阻与第三三极管的源极连接，所述第三三极管的漏极与第二三极管的漏极连接，所述第三三极管的源极通过第十七电容与第一电感的一端连接，所述第二三极管的栅极通过第三电阻接地，所述第二三极管的源极接地，所述第一电感的输入端通过第十五电容接地，所述第一电感的输出端通过第四电容接地，所述第一电感的输出端连接有第四电阻和第五电阻构成的分压电路，所述第一电感的输出端为电池充电正极。
进一步的，所述第三三极管为P沟道耗尽型绝缘栅管，第二三极管采用N沟道耗尽型绝缘栅管。
进一步的，所述充电保护模块包括电池保护芯片、第六电阻、第六电容、第八电阻；所述电池保护芯片采用型号为DW01的锂电池保护芯片；其中电池保护芯片的电源端通过第六电阻与充电电路的输出端连接，所述电池保护芯片的VDD引脚与GND引脚之间串联第六电容，所述电池保护芯片的VM、VM引脚接地，所述电池保护芯片通过第八电阻接地；所述电池保护芯片输出为电池充电负极。
本发明的有益技术效果为：
本发明本发明实施例中，在底座上设置盖体，外部供电电源与底座连接时，首先对底座内部设置的蓄电池进行充电，蓄电池可以采用锂电池等存储电能的装置，当底座为耳机充电时，方便携带，不需要另外连接电源，只需将耳机放入底座内即可自动进行充电，通过设置的盖体控制开关模块，可以根据盖体的状态对放置在底座内的耳机进行开关机控制从而保证耳机在充电过程的安全性；当耳机放置在底座上后，底座检测耳机的电量发送至MCU模块，NCU模块接收该信息产生控制指令控制耳机充电模块对耳机进行充电，同时根据底座及耳机的充电状态控制显示模块进行显示。
附图说明
图1为本发明提出的一种蓝牙耳机充电底座自动控制电路结构图；
图2为本发明提供的所述MCU模块电路结构图；
图3为本发明提供的所述盖体控制开关模块电路图；
图4为本发明提供的所述的充电控制电路结构图；
图5为本发明提出的所述充电管理电路图；
图6为本发明提供的左侧耳机检测电路图；
图7为本发明提供的右侧耳机检测电路图；
图8为本发明提供的所述充电电路结构图；
图9为本发明提供的所述充电保护模块电路结构图；
图10为本发明提供的所述显示模块电路图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式：
参见图1，为本发明提出的一种蓝牙耳机充电底座自动控制电路结构图。
如图1所示，一种蓝牙耳机充电底座自动控制电路，包括：
盖体控制开关模块100，根据底座盖体的状态对耳机开关机进行控制；
底座充电模块200，用于对底座进行充电；
耳机充电模块300，用于对放置在底座上的耳机进行充电；
显示模块400，对底座及耳机的充电状态进行显示；
MCU模块500，接收盖体控制开关模块的盖体状态检测信号、底座充电模块和耳机充电模块的检测信号，并对盖体控制开关模块、底座充电模块和耳机充电模块进行控制；
所述盖体控制开关模块100、底座充电模块200、耳机充电模块300和显示模块400与MCU模块500电连接。
本发明实施例中，在底座上设置盖体，外部供电电源与底座连接时，首先对底座内部设置的蓄电池进行充电，蓄电池可以采用锂电池等存储电能的装置，当底座为耳机充电时，方便携带，不需要另外连接电源，只需将耳机放入底座内即可自动进行充电，通过设置的盖体控制开关模块，可以根据盖体的状态对放置在底座内的耳机进行开关机控制从而保证耳机在充电过程的安全性；当耳机放置在底座上后，底座检测耳机的电量发送至MCU模块，NCU模块接收该信息产生控制指令控制耳机充电模块对耳机进行充电，同时根据底座及耳机的充电状态控制显示模块进行显示。
参见图2，为本发明提供的所述MCU模块电路结构图。
如图2所示，MCU模块采用型号为GPM8P2204B_ssop20型号的处理器为主的电路结构，用于对耳机及底座的充电进行控制。
参见图3，为本发明提供的所述盖体控制开关模块电路图。
如图3所示，盖体控制开关模块采用DH251型号的低功耗霍尔开关。
霍尔开关U2的第一引脚与电源连接，霍尔开关U2的第二引脚通过第一电阻R1与外部电源连接，霍尔开关U2的第二引脚通过第七电阻R7与MCU模块连接，所述霍尔开关U2的第三引脚接地，霍尔开关U2的第一引脚和第二引脚分别通过第一电容C1和第三电容C3接地。
磁性霍尔开关U2配合结构上的磁铁，开盖时霍尔开关U2的PIN2输出的高电平，关盖时霍尔开关U2的PIN2输出低电平。当MCU模块U3的PIN6接受到开盖信号高电平，MCU模块U3的PIN17会输出一个单脉冲使耳机开机；当MCU模块U3的PIN6接受到关盖信号低电平，MCU模块U3的PIN17会输出一个双脉冲使耳机关机。
具体的使用过程为：蓝牙耳机放到底座里面即可充电，包括两种情况：
蓝牙耳机开机状态时放进去充电：放左边左边红灯亮，充满电左边蓝灯亮，蓝牙耳机维持原来的状态。当盖体合盖时耳机关机，再打开盖体后耳机开机。
蓝牙耳机关机状态放进去充电，放右边右边红灯亮，充满电右边蓝灯亮，蓝牙耳机维持原来的状态。在底座上设置BTN键长按3秒开机进入配对。
参见图4和图5,其中图4为本发明提供的所述的充电控制电路结构图，图5为本发明提供的所述的充电管理电路结构图。
如图4所示，底座充电模块包括：充电控制电路和充电管理电路，其中充电控制电路包括：USB接口USB1、由第三十五电阻R35和第三十六电阻R36构成的分压电路、第十三三极管Q13、以及由第二电容C2、第二十八电容C28、第二十六电容C26构成的滤波电路；所述USB接口的输出端连接第三十五电阻R35的第一端和第十三极管Q10的漏极，所述第十三极管钱0的栅极通过第三十四电阻R34与第十三极管Q10的源极连接，所述第十三极管Q10的源极并联第二电容C2、第二十八电容C28、第二十六电容C26，所述分压电路和第十三极管Q10的栅极与MCU单元连接。
如图5所示，充电管理电路采用型号为TCS6018型号的电池管理芯片U1。
具体的，电池管理芯片U1的输入电源端与USB接口连接，所述USB接口通过第三十七电阻与R37TEMP引脚连接，电池管理芯片U1的电池引脚与底座电池连接，电池管理芯片的STDBY引脚与CHRG引脚与MCU单元连接；USB接口还通过第四十电阻R40与EN引脚连接；
本发明实施例中，通过设置底座充电模块实现对底座充电，底座具有蓄电池，底座可以移动和携带，使用方面，通过设置的充电控制电路对底座内置的蓄电池进行充电，并通过充电管理电路对底座内蓄电池的充电进行控制管理，防止过流过压，
本发明提供的底座设置两组耳机充电接口，对应的设置两组耳机检测电路，根据放置的耳机位置启动耳机检测电路，从而对耳机实现充电，所述耳机充电电路包括左侧耳机检测电路、右侧耳机检测电路、充电电路和保护电路；所述左侧耳机检测电路和右侧耳机检测电路的输出端与MCU模块连接，所述左侧耳机检测电路和左侧耳机检测电路分别与底座左侧耳机充电接口和右侧耳机充电接口连接，所述MCU模块的输出端连接充电电路，所述充电电路的输出端连接充电保护电路。
参见图6和图7，其中图6为本发明提供的左侧耳机检测电路图，图7为本发明提供的右侧耳机检测电路图；
其中，左侧耳机检测电路包括：第六三极管Q6、第九电阻R9、第十六电阻R16、第十电阻R10和第十二电阻R12；所述第六三极管Q6的栅极与USB_GATE1连接，所述第六三极管Q6的漏极连接接触点，所述第六三极管Q6的漏极通过第九电阻与USB_IN1连接，所述第六三极管Q6的源极通过第十电阻R10与CS1引脚连接，第六三极管Q6的源极通过第十二电阻R12接地；所述第六三极管Q6的漏极与BTL连接；
其中，右侧耳机检测电路包括：第七三极管Q7、第十四电阻R14、第十七电阻R17、第十五电阻15和第十九电阻R19；所述第七三极管Q7的栅极与USB_GATE连接，所述第七三极管Q7的漏极连接接触点，所述第七三极管Q7的漏极通过第十四电阻与USB_IN连接，所述第七三极管Q7的源极通过第十五电阻R15与CS引脚连接，第七三极管Q7的源极通过第十九电阻R19接地；所述第七三极管Q7的漏极与BTR连接；
底座给耳机充电的具体过程为：MCU模块U3的PIN2检测到经过第九电阻R9，第十六电阻R16提供的一个脉冲信号后，用MCU模块U3的PIN9，PIN10输出PWM控制由第二三极管Q2，第二三极管Q3，第一电感L1，第四电容C4组成的bost电路把电池电压升压为5V给放入底座的耳机充电。MCU模块U3的PIN13检测第十二R12上的电压值判断充电电流的值，电流小于设定值时U3的pin 14控制第六三极管Q6关断充电回路。
参见图8，为本发明提供的所述充电电路结构图；
如图8所示，充电电路包括：第三三极管Q3、第二三极管Q2、第二电阻R2、第三电阻R3、第十七电容R17、第十五电容R15、第一电感L1、第四电容C4、第四电阻R4、第五电阻R5和第十二电容C12；所述第三三极管Q3的栅极通过第二电阻与第三三极管Q3的源极连接，所述第三三极管Q3的漏极与第二三极管Q2的漏极连接，所述第三三极管Q3的源极通过第十七电容R17与第一电感L1的一端连接，所述第二三极管Q2的栅极通过第三电阻R3接地，所述第二三极管Q2的源极接地，所述第一电感L1的输入端通过第十五电容C15接地，所述第一电感L1的输出端通过第四电容C4接地，所述第一电感L1的输出端连接有第四电阻R4和第五电阻R5构成的分压电路，所述第一电感L1的输出端为电池充电正极。
其中，第三三极管为P沟道耗尽型绝缘栅管，第二三极管采用N沟道耗尽型绝缘栅管。
第十五电容、第一电感和第四电容构成π型滤波电路；降低电路的损耗。
参加图9，为本发明提供的所述充电保护模块电路结构图；
如图9所示，充电保护模块包括电池保护芯片、第六电阻R6、第六电容C6、第八电阻R8；其中电池保护芯片U4的电源端通过第六电R6阻与充电电路的输出端连接，所述电池保护芯片U4的VDD引脚与GND引脚之间串联第六电容C6，所述电池保护芯片U4的VM、VM引脚接地，所述电池保护芯片GND引脚通过第八电阻R8接地；所述电池保护芯片GND引脚输出为电池充电负极。电池保护芯片U4是电池的过流，过压，过放保护IC，采用型号为DW01的锂电池保护芯片。
参见图10，为本发明提供的所述显示模块电路图。
如图10所示，显示模块采用发光二极管构成，通过MCU接收到的信号控制发光二极管的亮暗及闪烁功能，其中底座电量显示具体为：点击显示底座充电状态功能；双击底座S1键显示底座电量；长按是底座上的耳机进入配对状态；分4阶电量，用中间底座指示灯(绿灯)闪的方式显示电量阶数.剩几阶电量则闪几下，闪一下亮500ms灭500ms；插USB座对底座充电亮绿灯，充满电绿灯灭。
上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，这些变化涉及本领域技术人员所熟知的相关技术，这些都落入本发明专利的保护范围。
不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (10)

1.一种蓝牙耳机充电底座自动控制电路，其特征在于，包括：
盖体控制开关模块，根据底座盖体的状态对耳机开关机进行控制；
底座充电模块，用于对底座进行充电；
耳机充电模块，用于对放置在底座上的耳机进行充电；
显示模块，对底座及耳机的充电状态进行显示；
MCU模块，接收盖体控制开关模块的盖体状态检测信号、底座充电模块和耳机充电模块的检测信号，并对盖体控制开关模块、底座充电模块和耳机充电模块进行控制；
所述盖体控制开关模块、底座充电模块、耳机充电模块和显示模块与MCU模块电连接。
2.根据权利要求1所述的一种蓝牙耳机充电底座自动控制电路，其特征在于，所述MCU模块采用型号为GPM8P2204B_ssop20型号的处理器。
3.根据权利要求1所述的一种蓝牙耳机充电底座自动控制电路，其特征在于，所述盖体控制开关模块采用DH251型号的低功耗霍尔开关；霍尔开关的第一引脚与电源连接，霍尔开关的第二引脚通过第一电阻与外部电源连接，霍尔开关的第二引脚通过第七电阻与MCU模块连接，所述霍尔开关的第三引脚接地，霍尔开关的第一引脚和第二引脚分别通过第一电容和第三电容接地。
4.根据权利要求1所述的一种蓝牙耳机充电底座自动控制电路，其特征在于，所述底座充电模块包括：充电控制电路和充电管理电路，其中充电控制电路包括：USB接口、由第三十五电阻和第三十六电阻构成的分压电路、第十三三极管、以及由第二电容、第二十八电容、第二十六电容构成的滤波电路；所述USB接口的输出端连接第三十五电阻的第一端和第十三极管的漏极，所述第十三极管的栅极通过第三十四电阻与第十三极管的源极连接，所述第十三极管的源极并联第二电容、第二十八电容、第二十六电容，所述分压电路和第十三极管的栅极与MCU单元连接。
5.根据权利要求4所述的一种蓝牙耳机充电底座自动控制电路，其特征在于，所述充电管理电路采用型号为TCS6018型号的电池管理芯片U1。
6.根据权利要求1所述的一种蓝牙耳机充电底座自动控制电路，其特征在于，所述耳机充电模块包括耳机检测电路、充电电路和充电保护电路；所述耳机检测电路的输出端与MCU模块连接，所述耳机检测电路与底座的耳机充电接口连接，所述耳机检测电路的输出端连接MCU模块，所述MCU模块的输出端连接充电电路，所述充电电路的输出端连接充电保护电路。
7.根据权利要求6所述的一种蓝牙耳机充电底座自动控制电路，其特征在于，所述耳机检测电路包括：第六三极管、第九电阻、第十六电阻、第十电阻和第十二电阻；所述第六三极管的栅极与USB_GATE1连接，所述第六三极管的漏极连接接触点，所述第六三极管的漏极通过第九电阻与USB_IN1连接，所述第六三极管的源极通过第十电阻与CS1引脚连接，第六三极管的源极通过第十二电阻接地；所述第六三极管的漏极与BTL连接。
8.根据权利要求6所述的一种蓝牙耳机充电底座自动控制电路，其特征在于，所述充电电路包括：第三三极管、第二三极管、第二电阻、第三电阻、第十七电容、第十五电容、第一电感、第四电容、第四电阻、第五电阻和第十二电容；所述第三三极管的栅极通过第二电阻与第三三极管的源极连接，所述第三三极管的漏极与第二三极管的漏极连接，所述第三三极管的源极通过第十七电容与第一电感的一端连接，所述第二三极管的栅极通过第三电阻接地，所述第二三极管的源极接地，所述第一电感的输入端通过第十五电容接地，所述第一电感的输出端通过第四电容接地，所述第一电感的输出端连接有第四电阻和第五电阻构成的分压电路，所述第一电感的输出端为电池充电正极。
9.根据权利要求8所述的一种蓝牙耳机充电底座自动控制电路，其特征在于，所述第三三极管为P沟道耗尽型绝缘栅管，第二三极管采用N沟道耗尽型绝缘栅管。
10.根据权利要求6所述的一种蓝牙耳机充电底座自动控制电路，其特征在于，所述充电保护模块包括电池保护芯片、第六电阻、第六电容、第八电阻；所述电池保护芯片采用型号为DW01的锂电池保护芯片；其中电池保护芯片的电源端通过第六电阻与充电电路的输出端连接，所述电池保护芯片的VDD引脚与GND引脚之间串联第六电容，所述电池保护芯片的VM、VM引脚接地，所述电池保护芯片通过第八电阻接地；所述电池保护芯片输出为电池充电负极。
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