CN109445097A - 一种供电装置及头戴式设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于为头戴式设备供电的供电装置，其中，该供电装置包括供电接口、降压电路以及假电池电路；其中，所述供电接口用于连接充电宝，所述降压电路用于降低从所述充电宝输入的电压，所述假电池电路用于获得假电池的标识信息及温度参数。根据本发明的方案，基于所述供电装置能够实现通过外置的充电宝来为头戴式设备供电，由此头戴式设备中无需再设置内置电池，从而能够解决采用内置电池进行供电所带来的一系列问题。

Description

一种供电装置及头戴式设备
技术领域
本发明涉及可穿戴设备领域，尤其涉及一种供电装置及头戴式设备。
背景技术
近年来，头戴式设备一直是热门话题，市场上也推出了很多应用产品，如VR(Virtual Reality，虚拟现实)头戴式设备、AR(Augmented Reality，增强现实)头戴式设备、MR(Mixed Reality，混合现实)头戴式设备。
现有技术中，头戴式设备普遍采用内置电池的供电方案。例如，将锂电池通过结构件固定在头戴式设备(如VR一体机)内部，用户在使用头戴式设备时将其佩戴在头上，头戴式设备通过内置的锂电池来为其供电，而需要充电时则通过头戴式设备上的充电接口对锂电池进行充电。
然而，上述内置电池的供电方案会带来较多问题，这使得电池已成为头戴式设备的设计瓶颈。内置电池的供电方案所带来的问题主要体现在以下几个方面：
1)内置电池会明显增加头戴式设备的重量，且由于用户必须将头戴式设备佩戴在头上来使用，使得用户头部的负荷较重，从而严重影响用户的使用体验。
2)头戴式设备功耗较大，由于受限于电池容量及重量，使得头戴式设备待机时间相对较短，普遍只有3～4个小时；并且，随着使用时间延长、内置电池老化，头戴式设备的待机时间会锐减。
3)由于电池通过结构件固定在头戴式设备内部，使得电池的拆卸和/或更换极为不便，且有些厂家使用强力胶对内置电池进行粘连加固，这使得电池的拆卸和/或更换更加困难。
4)一些用户在使用头戴式设备时，可能会边充电边使用，然而由于头戴式设备的功耗较大且被佩戴在用户头部，电池个体质量欠佳时可能存在爆炸的风险，从而对用户的人身安全带来隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于使用充电宝为头戴式设备供电的供电装置以及包括所述供电装置的头戴式设备。
根据本发明的一个方面，提供一种用于为头戴式设备供电的供电装置，其中，该供电装置包括供电接口、降压电路以及假电池电路；其中，所述供电接口用于连接充电宝，所述降压电路用于降低从所述充电宝输入的电压，所述假电池电路用于获得假电池的标识信息及温度参数。
根据本发明的另一个方面，提供一种头戴式设备，所述头戴式设备包括本发明所述的供电装置。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：1)基于所述供电装置能够实现通过外置的充电宝来为头戴式设备供电，由此头戴式设备中无需再设置内置电池，从而能够解决采用内置电池进行供电所带来的一系列问题；2)用户可以随意选择使用不同品牌、不同容量的充电宝产品，而不存在任何对充电宝的限制，且充电宝非常方便携带，连接方便可靠，这给用户带来了极大的便利；3)当正在使用的充电宝没电时，可以立刻用另外一个有电的充电宝来代替，以此循环使用，从而有效地解决了内置电池充电时不能使用的问题，且当充电宝老化时也可随时方便更换。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一个优选实施例的供电装置的结构示意图；
图2为本发明一个示例的降压电路的示意图；
图3为本发明一个示例的假电池电路的示意图。
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
图1为本发明一个优选实施例的供电装置的结构示意图。该供电装置包括供电接口101、降压电路102和假电池电路103。优选地，所述供电装置在所述头戴式设备内部的主板上实现。
其中，所述供电接口101用于连接外置的充电宝，以使用所述充电宝为该头戴式设备供电，而无需采用内置电池为该头戴式设备供电。需要说明的是，对于头戴式设备的通用平台(即主板)而言，一般都会有多个供电入口，如DC-IN(直流电源输入)、USB_IN(USB输入)、VBATT_IN(电池输入)等，但考虑到平台电源主控芯片会监控电池状态，且有部分电路会固定采用电池供电，因此，优选地，本实施例中充电宝在为头戴式设备供电时从VBATT_IN供电口输入。
需要说明的是，本实施例中并不限制供电接口101所使用的插座类型，也即，任何可适用于供电接口101的插座类型均应包含在本实施例的保护范围内。作为一种优选方案，所述供电接口101采用USB Micro-B插座。需要说明的是，优选地，基于对充电效率及数据传输速率的考虑，头戴式设备上的通用数据传输接口通常为USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)Type-C接口，此外在头戴式设备上另外设置一个供电接口101(如采用USBMicro-B插座的供电接口)专用于和充电宝连接。
其中，充电宝与所述供电接口101之间通过转接线缆连接，所述转接线缆的一端用于连接充电宝上的输出端口，另一端用于连接所述供电接口101。作为一个示例，充电宝上的输出端口采用USB Type-A插座，头戴式设备上的供电接口101采用USB Micro-B插座，则转接线缆的一端采用USB Type-A插头以连接充电宝上的输出端口，另一端采用USB Micro-B插头以连接头戴式设备上的供电接口101。优选地，所述转接线缆的长度为1m。优选地，对转接线缆内部的供电铜芯线做加粗处理，以避免由于压降及散热较大而造成不利影响。用户在使用头戴式设备时，可将充电宝放置于人体口袋、腰间、手提包或者随手放在附近的桌椅平台上等任意位置，并将充电宝通过转接线缆连接到头戴式设备的供电接口101。
优选地，所述供电接口101位于所述头戴式设备的后方，以方便供电宝与供电接口101之间的连接且能够避免影响用户操作。
其中，所述降压电路102用于降低从所述充电宝输入的电压。实际应用场景中，充电宝的输出电压一般固定在5V以上，而头戴式设备的通常平台电池入口电压为3.7V左右，且输入电压过高时会有过压掉电保护，基于此，本实施例在头戴式设备内部的主板上设计一个降压电路102，以将充电宝输入的电压降低至一个合适的电压值来给平台供电；优选地，所述降压电路102用于将从所述充电宝输入的电压降低至4.2伏特。优选地，考虑到电源转换效率及散热问题，采用BUCK降压芯片来实现所述降压电路102。
图2为本发明一个示例的降压电路102的示意图。其中，该降压电路102包括降压芯片、电感L1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3；其中，降压芯片上包括VIN管脚(电源输入管脚)、EN(Enable)管脚、PG(Power Good)管脚、SW(Switch)管脚、FB(Feedback)管脚及GND(Ground)管脚，VIN管脚分别与电压输入端VIN和EN管脚连接，从充电宝输入的电压从VIN接入，VIN管脚通过C1接地，PG管脚与电压输入端VPG连接，且PG管脚通过R3与VIN连接，SW管脚通过L1与电压输出端VOUT连接(由VOUT所输出的电压为头戴式设备的主板供电)，VOUT通过C2接地，FB管脚通过R1与VOUT连接并通过R2接地，且R1与C3并联，GND管脚接地；其中，C3为可选的。
需要说明的是，上述举例仅为更好地说明本发明的技术方案，而非对本发明的限制，本领域技术人员应该理解，任何能够将充电宝输入的电压降低至一个合适的电压值的降压电路的实现方式，均应包含在本发明所述的降压电路的保护范围内。
其中，所述假电池电路103用于获得假电池的标识信息及温度参数。需要说明的是，现有技术中头戴式设备采用内置电池进行供电时，需要对真实的电池进行ID(Identification，标识)及温度检测，当电池不在位或者使用电池温度超标时，系统都会将平台断电；而在本实施例中，通过在头戴式设备的主板上实现所述假电池电路103，能够获得假电池的标识信息及温度参数，也即，在没有电池的情况下使得平台假想地认为头戴式设备中具有电池(也即相当于假电池)，这使得头戴式设备中无需再设置真的电池。
图3为本发明一个示例的假电池电路103的示意图。其中，所述假电池电路103包括电源管理芯片PMIC(Power Management Integrated Circuit，电源管理集成电路)、偏置电阻R_THERM、热敏电阻NTC(Negative Temperature Coefficient，负温度系数)、接地电阻R_ID；其中，所述电源管理芯片包括用于获得假电池的标识信息的BATT_ID管脚、用于输出温度检测需要的偏置电压BATT_THERM_BIAS管脚、用于获得所述温度参数的BATT_THERM管脚；其中，所述BATT_ID管脚通过接地电阻R_ID接地，偏置电阻R_THERM与热敏电阻NTC串联，所述BATT_THERM_BIAS管脚通过偏置电阻R_THERM与所述BATT_THERM管脚连接，所述BATT_THERM管脚通过热敏电阻NTC接地。
其中，BATT_ID管脚基于如下原理获得假电池的标识信息：当BATT_ID管脚检测到下拉接地电阻接地时，认为电池在位，从而获得假电池的标识信息(该标识信息优选地可为预先设置的一个固定值)；优选地，R_ID的阻值为10k欧姆，可将接地电阻放置在头戴式设备的主板上。
其中，BATT_THERM管脚基于如下原理获得假电池的参数：BATT_THERM_BIAS管脚输出温度检测需要的偏置电压，偏置电阻R_THERM与热敏电阻NTC串联分压，电压检测输入管脚BATT_THERM采集输入电压，并将采集到的输入电压转换为温度参数；优选地，偏置电阻R_THERM的阻值为10k欧姆，热敏电阻NTC在室温25°时的阻值为10k欧姆。
需要说明的是，上述举例仅为更好地说明本发明的技术方案，而非对本发明的限制，本领域技术人员应该理解，任何用于获得假电池的标识信息及温度参数的假电池电路的实现方式，均应包含在本发明所述的假电池电路的保护范围内。
实际使用过程中，充电宝与供电接口101连接后，充电宝输出的电压被输入至降压电路102，降压电路102将充电宝输入的电压降低至一个合适的电压值，并基于降低后的该电压值为头戴式设备的主板供电(如基于图2所示的降压电路，从VOUT输出降低后的电压值，并基于该电压值为头戴式设备的主板供电)，头戴式设备的主板得到供电后，触发假电池电路103开始工作，并通过假电池电路103获得假电池的标识信息及温度参数，进而保证头戴式设备维持在正常工作状态。
根据本实施例的方案，基于所述供电装置能够实现通过外置的充电宝来为头戴式设备供电，由此头戴式设备中无需再设置内置电池，从而能够解决采用内置电池进行供电所带来的一系列问题；并且，用户可以随意选择使用不同品牌、不同容量的充电宝产品，而不存在任何对充电宝的限制，且充电宝非常方便携带，连接方便可靠，这给用户带来了极大的便利；此外，当正在使用的充电宝没电时，可以立刻用另外一个有电的充电宝来代替，以此循环使用，从而有效地解决了内置电池充电时不能使用的问题，且当充电宝老化时也可随时方便更换。
本发明还提供了一种头戴式设备，该头戴式设备包括本发明所述的供电装置。该头戴式设备基于所述供电装置来使用充电宝进行供电，而无需采用电池进行供电，因此，该头戴式设备中无需内置电池。
需要注意的是，本发明可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施，例如，本发明的各个装置可采用专用集成电路(ASIC)或任何其他类似硬件设备来实现。在一个实施例中，本发明的软件程序可以通过处理器执行以实现上文所述步骤或功能。同样地，本发明的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中，例如，RAM存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本发明的一些步骤或功能可采用硬件来实现，例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (7)

1.一种在头戴式设备中的供电装置，其中，该供电装置包括供电接口、降压电路以及假电池电路；其中，所述供电接口用于连接充电宝，所述降压电路用于降低从所述充电宝输入的电压，所述假电池电路用于获得假电池的标识信息及温度参数。
2.根据权利要求1所述的供电装置，其中，所述假电池电路包括电源管理芯片、偏置电阻、热敏电阻、接地电阻；其中，所述电源管理芯片包括用于获得所述标识信息的BATT_ID管脚、用于输出温度检测需要的偏置电压BATT_THERM_BIAS管脚、用于获得所述温度参数的BATT_THERM管脚；其中，所述BATT_ID管脚通过所述接地电阻接地，所述偏置电阻与所述热敏电阻串联，所述BATT_THERM_BIAS管脚通过所述偏置电阻与所述BATT_THERM管脚连接，所述BATT_THERM管脚通过所述热敏电阻接地。
3.根据权利要求1所述的供电装置，其中，所述降压电路包括降压芯片、电感、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、第三电容；其中，所述降压芯片包括VIN管脚、EN管脚、PG管脚、SW管脚、FB管脚及GND管脚，所述VIN管脚分别与电压输入端VIN和所述EN管脚连接，所述VIN管脚通过所述第一电容接地，所述PG管脚与电压输入端VPG连接，且所述PG管脚通过所述第三电阻与所述电压输入端VIN连接，所述SW管脚通过所述电感与电压输出端VOUT连接，所述电压输出端VOUT通过所述第二电容接地，所述FB管脚通过所述第一电阻与所述电压输出端VOUT连接并通过所述第二电阻接地，且所述第一电阻与所述第三电容并联，所述GND管脚接地。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的供电装置，其中，所述降压电路用于将从所述充电宝输入的电压降低至4.2伏特。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的供电装置，其中，所述供电接口为采用USBMicro-B插座。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的供电装置，其中，所述供电接口位于所述头戴式设备的后方。
7.一种头戴式设备，包括如权利要求1至6中任一项所述的供电装置。
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