CN110518673B - 无线耳机充电电路、无线耳机和无线耳机充电方法 - Google Patents

Abstract

一种无线耳机充电电路，包括，设置在充电盒中的充电芯片；电源芯片，电源芯片连接充电芯片，电源芯片的输出端连接设置在充电盒中的第一充电触点；电源芯片的反馈端通过第一开关元件连接微处理器；当充电盒检测到耳机本体放入时，微处理器输出第一控制信号控制第一开关元件的开关通路导通，电源芯片以第一充电电压向耳机本体充电；在以第一充电电压向耳机本体充电后，微处理器输出第二控制信号控制第一开关元件的开关通路关断，电源芯片以第二充电电压向耳机本体充电；其中第二充电电压小于第一充电电压。同时公开一种无线耳机和一种充电方法。本发明可以使充电盒中的电池在同样的电量条件下为耳机本体充电更多次，完成更多充电循环。

Description

无线耳机充电电路、无线耳机和无线耳机充电方法

技术领域

本发明属于耳机设备技术领域，尤其涉及一种无线耳机充电电路，采用此种无线耳机充电电路的无线耳机，以及一种无线耳机充电方法。

背景技术

市售的以TWS耳机为代表的无线耳机，在与移动终端连接时，主从耳机的设置固定，只能通过主耳机与移动终端连接，当主耳机与移动终端连接后，主耳机再与从耳机通过蓝牙连接。受限于无线通信的使用方式，现有的无线耳机均需要充电使用。充电时，无线耳机置于充电盒中，充电盒和无线耳机上分别设置有相互匹配的充电端子，当充电端子连接时，充电盒即为耳机充电。

由于无线耳机经常需要在户外使用，为了使得充电更为便捷，充电盒中设置有可直接为耳机充电的电池，同时还设置有与市电电源连接的充电接口。当通过充电接口与市电电源连接时，市电电源既可以为充电盒中的电池充电，有也可以为耳机充电。但是，在户外使用时，可能并不能随时找到市电电源。为了优化无线耳机的使用效果，现有技术中提供了多种控制方法，以优化无线耳机的耗电量，提高无线耳机的续航能力。如中国发明专利申请（申请公布号CN107071618A）中所公开的方案：“使用预存的第一蓝牙地址和第二蓝牙地址交替连接第一蓝牙耳机和第二蓝牙耳机，分别获取第一蓝牙耳机、第二蓝牙耳机的剩余电量，根据第一蓝牙耳机的剩余电量以及第二蓝牙耳机的剩余电量，确定主从耳机；使用与确定出的主耳机对应的蓝牙地址与确定出的主耳机建立蓝牙连接，并控制确定出的主耳机连接确定出的从耳机。从而降低系统的功耗，延长双耳无线耳机的通信时间。”

不难看出，现有技术基本均致力于延长无线耳机单次充电后的续航时间，而忽略对充电盒的改进，充电盒为无线耳机充电的次数和单次充电电量相对固定。

发明内容

本发明针对现有技术中充电盒为无线耳机充电时可充电次数和单次充电电量相对固定的问题，提供一种无线耳机充电电路。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种无线耳机充电电路，包括充电芯片，充电芯片设置在充电盒中，还包括：电源芯片，电源芯片连接充电芯片，其具有：输出端，输出端连接设置在充电盒中的第一充电触点；和反馈端，反馈端通过第一开关元件连接微处理器；当充电盒检测到耳机本体放入时，微处理器输出第一控制信号控制第一开关元件的开关通路导通，电源芯片以第一充电电压向耳机本体充电；在以第一充电电压向耳机本体充电后，微处理器输出第二控制信号控制第一开关元件的开关通路关断，电源芯片以第二充电电压向耳机本体充电；其中第二充电电压小于第一充电电压。

在本发明中，第一充电电压和第二充电电压的生成和幅值调节通过硬件生成，第一开关元件的控制端连接微处理器，第一开关元件的开关通路一端连接电源芯片的反馈端，另一端接地；第一电阻，第一电阻的一端连接电源芯片的输出端，另一端连接电源芯片的反馈端；第二电阻，第二电阻的一端连接电源芯片的反馈端，另一端接地；和第三电阻，第三电阻的一端连接第一开关元件的开关通路，另一端连接电源芯片的反馈端；其中，第三电阻的阻值大于第二电阻的阻值。

优选的，第一开关元件为N沟道MOS管，第一开关元件的栅极连接微处理器,第一开关元件的源极接地，第一开关元件的漏极通过第三电阻连接电源芯片的反馈端。

为激活电量过低的耳机本体，第一控制信号为高电平信号，第二控制信号为低电平信号。

优选的，电源芯片为DC-DC电压转换器。

优选的，第一充电端子为Pogo pin接头。

本发明的另一个方面提供了一种无线耳机，其中设置有无线耳机充电电路，无线耳机充电电路包括充电芯片，充电芯片设置在充电盒中，还包括：电源芯片，电源芯片连接充电芯片，其具有：输出端，输出端连接设置在充电盒中的第一充电触点；和反馈端，反馈端通过第一开关元件连接微处理器；当充电盒检测到耳机本体放入时，微处理器输出第一控制信号控制第一开关元件的开关通路导通，电源芯片以第一充电电压向耳机本体充电；在以第一充电电压向耳机本体充电后，微处理器输出第二控制信号控制第一开关元件的开关通路关断，电源芯片以第二充电电压向耳机本体充电；其中第二充电电压小于第一充电电压。

本发明的另一个方面提供一种耳机充电方法，包括以下步骤：

检测耳机本体是否放入充电盒充电；

当耳机本体放入充电盒充电时，输出第一控制信号控制充电芯片以第一充电电压向耳机本体充电；

在以第一充电电压向耳机本体充电后，输出第二控制信号控制充电芯片以第二充电电压向耳机本体充电；

其中第一充电电压大于第二充电电压。

进一步的，输出第一控制信号控制充电芯片以第一充电电压向耳机本体充电时包括以下步骤：设置在充电盒中的微处理器输出第一控制信号控制第一开关元件的开关通路导通，与充电芯片连接的电源芯片以第一充电电压向耳机本体充电；输出第二控制信号控制充电芯片以第二充电电压向耳机本体充电时包括以下步骤：设置在充电盒中的微处理器输出第二控制信号控制第一开关元件的开关通路关断，与充电芯片连接的电源芯片以第二充电电压向耳机本体充电。

进一步的，第一控制信号为高电平信号，第二控制信号为低电平信号。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：

相对于传统恒压充电的方式，第一充电电压相对较大，可以激活耳机本体，第二充电电压相对较小，但同时可以满足充电需求，因此，充电电路从整体上可以降低能量损耗，当无法连接市电电源时，充电盒中的电池在同样的电量条件下可以为耳机本体充电更多次，完成更多充电循环，因此提高了充电效率。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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获得其他的附图。

图1 为本发明所公开的无线耳机充电电路的原理图。

图2为本发明所公开的无线耳机充电方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。

本发明的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，代表覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本发明中“实施例”代表结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中，各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员可以理解，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

如图1所示为本发明所公开的无线耳机充电电路具体实施例的电路连接示意框图。与传统的无线耳机10类似，在本实施例中，无线耳机10与智能终端，如手机、可穿戴设备、音箱等建立通讯连接，利用无线耳机10播放音乐或语音信号。在部分无线耳机10中还集成有麦克风功能，采集用户的语音，并通过智能终端向外输出。无线耳机10可以仅包括一个耳机本体2，也可以包括成对设置的主耳机和从耳机。耳机本体2、或者成对设置的主耳机和从耳机中均设置有蓄电池。耳机本体2通过充电盒1充电。充电盒1可以容纳耳机本体2以便于进行收纳和保护。充电盒1中设置有蓄电池，还设置有与市电电源连接的充电接口。充电盒1中的蓄电池可以为耳机本体2中的蓄电池供电，也可以由市电电源同时为充电盒1中的蓄电池和耳机本体2中的蓄电池供电。充电盒1和耳机本体2成套设置。

由于在本发明中，对于主耳机和从耳机的充电过程是一样的，为了便于描述，以下以耳机本体2定义主耳机和从耳机中的任意一个。同样，出于清晰地表达本发明技术方案的目的，在图1中也仅仅描绘了一个耳机本体2。本领域技术人员可以毫无疑义地理解，本发明所提供的无线耳机充电电路可以同时为主耳机和从耳机充电，并达到同样的技术效果。

充电盒1的充电过程通常由设置在其中的充电芯片12进行管理。充电芯片12优选为线性充电芯片12，其可以实现对耳机本体2的恒定电流充电、恒定电压充电、电池状态检测、温度监控、充电状态指示等功能。在本实施例中，充电盒1中的充电芯片12可以采用市售芯片，在此不对型号进行进一步限定。

与现有技术完全不同，如图1所示，无线耳机充电电路中还设置有一颗电源芯片13。电源芯片13为一颗DC-DC转换器。电源芯片13的输入端连接充电芯片12。具体来说，电源芯片13的输出端Vout连接设置在充电盒1中的第一充电触点11，电源芯片13的反馈端FB通过第一开关元件Q1连接微处理器(图1中示出了微处理器的连接引脚MCU_CTRL)。当用户察觉耳机本体2需要充电时，将耳机本体2放入充电盒1中。当充电盒1检测到耳机本体2放入时，微处理器输出第一控制信号控制第一开关元件Q1的开关通路导通。当第一开关元件Q1的开关通路导通时，电源芯片13以第一充电电压向耳机本体2充电。在开始以第一充电电压向耳机本体2充电后，微处理器输出第二控制信号控制第二开关元件的开关通路关断。当第一开关元件Q1的开关通路关断时，电源芯片13以第二充电电压向耳机本体2充电并保持。第二充电电压小于第一充电电压。相对于传统恒压充电的方式，第一充电电压相对较大，可以激活耳机本体2，第二充电电压相对较小，但同时可以满足充电需求，因此，充电电路从整体上可以降低能量损耗，当无法连接市电电源时，充电盒1中的电池在同样的电量条件下可以为耳机本体2充电更多次，完成更多充电循环，因此提高了充电效率。

在本实施例中，第一充电电压和第二充电电压的生成和幅值调节均不依赖于软件，而依赖于硬件响应，这样可以提高系统的反应速度。如图1所示，第一开关元件Q1的控制端连接充电盒1中的微处理器的输出端MCU_CTRL，第一开关元件Q1的开关通路一端连接电源芯片13的反馈端FB，另一端接地。在电源芯片13的反馈端FB还设置有第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3。其中第一电阻R1的一端连接电源芯片13的输出端Vout，另一端连接电源芯片13的反馈端FB。第二电阻R2的一端连接电源芯片13的反馈端FB，另一端接地。第三电阻R3的一端连接第一开关元件Q1的开关通路，另一端连接电源芯片13的反馈端FB。当第一开关元件Q1的开关通路处于不同状态时，连入电路中的分压电阻不同，基于分压电阻不同，电源芯片13可以输出幅值不同的第一充电电压和第二充电电压。

结合图1进行进一步介绍，当充电盒1检测到耳机本体2放入时。微处理器输出第一控制信号控制第一开关元件Q1的开关通路导通，此时，第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3共同起到分压作用，电源芯片13所输出的第一充电电压 Vout1=(R1/(R2//R3)+1)*Vfb,其中Vfb为电源芯片13反馈端FB的电压固定值，由电源芯片13的选型决定，Vfb通常在0.5V至0.8V之间。在本实施例中，设定为0.5V。在以第一充电电压充电后，微处理器输出第二控制信号控制第一开关元件Q1的开关通路关断，此时，第一电阻R1和第二电阻R2共同起到分压作用，电源芯片13所输出的第二充电电压Vout2=(R1/R2+1)* Vfb，Vfb同样为0.5V。通过调整第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的阻值，即可以调整第一充电电压和第二充电电压的幅值，既可以满足耳机本体2的充电要求，也可以满足降低能耗的要求。为了确保第二充电电压小于第一充电电压，优选设置第三电阻R3的阻值远高于第二电阻R2的阻值。

在实际使用的过程中，当用户意识到耳机本体2需要充电时，通常来说耳机本体2的电量都是很低的，因此，优选设置第一控制信号为高电平信号，第二控制信号为低电平信号，以达到利用充电盒1激活整个系统，尤其是电量过低的耳机本体2的目的。与之对应的，第一开关元件Q1优选为N沟道MOS管。如图1所示，N沟道MOS管的栅极连接微处理器的输出端MCU_CTRL，N沟道MOS管的源极接地，N沟道MOS管的漏极连接第三电阻R3。第一开关元件Q1还可以选用其它的开关元件，在此不再一一进行列举。

在本实施例中，当耳机本体2放入充电盒1中时，第一充电触点11和设置在耳机本体2一端的第二充电触点21连接形成充电回路。检测耳机是否入盒可以采用现有技术中所公开的方式以及结构，在此不作进一步的限定。第一充电触点11和第二充电触点21均优选为pogo pin接头，优选可以包括5个端子：TX、RX、DET、VDD_5P0和GND, 或者可以包括3个端子，VDD_5P0、COMM和GND。

本发明还提供一种无线耳机10，无线耳机10采用无线耳机充电电路。无线耳机充电电路的电路连接参见上述实施例的详细描述，在此不再赘述。具有无线耳机充电电路的无线耳机10可以实现同样的技术效果。

参见图2所示为一种无线耳机充电方法的流程图。无线耳机充电方法包括以下步骤：

S1. 首先检测耳机本体是否放入充电盒充电。

具体来说，在充电盒一端，微处理器判定耳机本体的充电回路是否导通。如果耳机本体的充电回路导通，如设置在充电盒中的第一充电触点和设置在耳机本体中的第二充电触点连接到位，判定为耳机本体的充电回路导通，耳机本体放入充电盒充电。

S2. 当耳机本体放入充电盒充电时，输出第一控制信号控制充电芯片以第一充电电压向耳机本体充电。

S3. 在以第一充电电压向耳机本体充电后，输出第二控制信号控制充电芯片以第二充电电压向耳机本体充电。

第一控制信号和第二控制信号优选由设置在充电盒中的微处理器生成。第二充电电压小于第一充电电压。

相对于传统恒压充电的方式，第一充电电压相对较大，可以激活耳机本体，第二充电电压相对较小，但同时可以满足充电需求。因此，采用此种充电方法，从整体上可以降低能量损耗。当无法连接市电电源时，充电盒中的电池可以为耳机本体充电的次数更多，提供更多的充电循环，因此提高了充电效率。

一种优选的控制方法中，第一充电电压和第二充电电压的生成和幅值调节不依赖于软件。输出第一控制信号控制充电芯片以第一充电电压向耳机本体充电具体包括以下步骤：首先通过设置在充电盒中的微处理器输出第一控制信号控制第一开关元件的开关通路导通。当第一开关元件的开关通路导通时，与第一开关元件开关通路连接的第三电阻，和设置在电源芯片一端的第一电阻、第二电阻共同起到分压作用。这样，电源芯片的输出端即输出一个较高的第一充电电压，Vout1=(R1/(R2//R3)+1)*Vfb，其中Vfb为电源芯片反馈端的电压固定值，由电源芯片的选型决定，Vfb通常在0.5V至0.8V之间。在本实施例中，设定为0.5V。

在输出第一充电电压后，设置在充电盒中的微处理器输出第二控制信号控制第一开关元件的开关通路关断。当第一开关元件的开关通路关断时，与第一开关元件开关通路连接的第三电阻不再起到分压作用，仅有第一电阻和第二电阻起到分压作用。这样，电源芯片的输出端即输出一个较低的第二充电电压，Vout2=(R1/R2+1)* Vfb, 其中Vfb为电源芯片反馈端的电压固定值，由电源芯片的选型决定，Vfb通常在0.5V至0.8V之间。在本实施例中，设定为0.5V。

在实际使用的过程中，当用户意识到耳机本体需要充电时，通常来说耳机本体的电量都是很低的，因此，优选设置第一控制信号为高电平信号，第二控制信号为低电平信号，以达到利用充电盒激活整个系统，尤其是电量过低的耳机本体的目的。

本申请实施例还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质存储于电子数据交换的计算机程序，该计算机程序使得无线耳机执行如上方法实施例中记载的任一方法的部分或全部步骤。

在上述实施例中，对各个实施例的描述均各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述单元或模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个物理空间，或者也可以分布到多个网络单元上，可以根据实际需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种无线耳机充电电路，包括充电芯片，所述充电芯片设置在充电盒中，其特征在于，还包括：

电源芯片，所述电源芯片连接所述充电芯片，其具有：

输出端，所述输出端连接设置在充电盒中的第一充电触点；和

反馈端，所述反馈端连接第一开关元件的开关通路的一端，所述第一开关元件的开关通路的另一端接地，所述第一开关元件的控制端连接微处理器；

第一电阻，所述第一电阻的一端连接所述电源芯片的输出端，另一端连接所述电源芯片的反馈端；

第二电阻，所述第二电阻的一端连接所述电源芯片的反馈端，另一端接地；和

第三电阻，所述第三电阻的一端连接所述第一开关元件的开关通路，另一端连接所述电源芯片的反馈端，其中，所述第三电阻的阻值大于第二电阻的阻值；

当充电盒检测到耳机本体放入时，所述微处理器输出第一控制信号控制所述第一开关元件的开关通路导通，所述电源芯片以第一充电电压向耳机本体充电；在以第一充电电压向耳机本体充电后，所述微处理器输出第二控制信号控制所述第一开关元件的开关通路关断，所述电源芯片以第二充电电压向耳机本体充电；其中所述第二充电电压小于所述第一充电电压。

2.根据权利要求1所述的无线耳机充电电路，其特征在于，

所述第一开关元件为N沟道MOS管，所述第一开关元件的栅极连接所述微处理器，所述第一开关元件的源极接地，所述第一开关元件的漏极通过第三电阻连接所述电源芯片的反馈端。

3.根据权利要求1或2所述的无线耳机充电电路，其特征在于，

所述第一控制信号为高电平信号，所述第二控制信号为低电平信号。

4.根据权利要求3所述的无线耳机充电电路，其特征在于，

所述电源芯片为DC-DC电压转换器。

5.根据权利要求4所述的无线耳机充电电路，其特征在于，

所述第一充电端子为Pogo pin接头。

6.一种无线耳机，其特征在于，包括如权利要求1至5任一项所述的无线耳机充电电路。

7.一种无线耳机充电方法，其特征在于，包括以下步骤：

检测耳机本体是否放入充电盒充电；

当耳机本体放入充电盒充电时，设置在充电盒中的微处理器输出第一控制信号控制第一开关元件的开关通路导通，与充电芯片连接的电源芯片以第一充电电压向耳机本体充电；

在以第一充电电压向耳机本体充电后，所述微处理器输出第二控制信号控制第一开关元件的开关通路关断，所述电源芯片以第二充电电压向耳机本体充电；

其中第一充电电压大于第二充电电压；所述充电芯片设置在充电盒中，所述电源芯片具有输出端和反馈端，所述输出端连接设置在充电盒中的第一充电触点，所述反馈端连接第一开关元件的开关通路的一端，所述第一开关元件的开关通路的另一端连接接地，所述第一开关元件的控制端连接微处理器；所述充电盒中还设置有第一电阻，第二电阻和第三电阻，其中所述第一电阻的一端连接所述电源芯片的输出端，另一端连接所述电源芯片的反馈端；所述第二电阻的一端连接所述电源芯片的反馈端，另一端接地；所述第三电阻的一端连接所述第一开关元件的开关通路，另一端连接所述电源芯片的反馈端，其中，所述第三电阻的阻值大于第二电阻的阻值。

8.根据权利要求7所述的无线耳机充电方法，其特征在于，

所述第一控制信号为高电平信号，所述第二控制信号为低电平信号。

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