CN110572736A - 无线耳机、充电盒及无线耳机充电系统 - Google Patents

无线耳机、充电盒及无线耳机充电系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种无线耳机、充电盒及无线耳机充电系统，该无线耳机包括：充电端口，被配置为接入耳机充电电压，以及接收/发送通信信号；通讯切换电路，包括第一输入/输出端及第二输入/输出端，其中，第一输入/输出端与充电端口连接；通讯切换电路在充电端口接入耳机充电电压时，切换为关闭状态，在充电端口接入通信信号时，切换为开启状态；通讯开关电路，与通讯开关电路的第二输入/输出端连接；耳机控制电路，被配置为对无线耳机进行入盒检测，并生成对应的检测信号，以根据检测信号控制通讯切换电路接通/断开耳机控制电路与通讯开关电路的电连接。本发明实现了充电端口实现充电和通信的复用，可以减少无线耳机和充电盒之间的接触点。

Description

无线耳机、充电盒及无线耳机充电系统
技术领域
本发明涉及无线耳机技术领域，特别涉及一种无线耳机、充电盒及无线耳机充电系统。
背景技术
随着耳机技术的快速发展，无线耳机，特别是蓝牙耳机的应用越来越广泛，最新出现的TWS(True Wireless Stereo，真无线立体声)耳机就是无线耳机中较为典型的一种智能化和无线化趋势良好结合的产品，TWS耳机凭借佩戴自由感和良好音质已在耳机市场持有一定的占有率。无线耳机大都内部自带电源，例如蓄电池，但是其自带电源一般容量有限，因此通常需要采用充电盒给无线耳机充电。充电盒可以与耳机之间通信，实现TWS耳机强制配对、开关盒动作、OTA升级。
目前，在充电盒与无线耳机之间，通常是设置充电接口和通信接口，使得无线耳机上的连接触点较多。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种无线耳机、充电盒及无线耳机充电系统，旨在实现充电端口实现充电和通信的复用，可以减少无线耳机和充电盒之间的接触点。
为实现上述目的，本发明提出一种无线耳机，所述无线耳机包括：
充电端口，所述充电端口被配置为接入耳机充电电压，以及接收/发送通信信号；
通讯切换电路，包括第一输入/输出端及第二输入/输出端，其中，所述第一输入/输出端与所述充电端口连接；所述通讯切换电路在所述充电端口接入耳机充电电压时，切换为关闭状态，在所述充电端口接入通信信号时，切换为开启状态；
通讯开关电路，与所述通讯开关电路的第二输入/输出端连接；
耳机控制电路，被配置为对无线耳机进行入盒检测，并生成对应的检测信号，以根据所述检测信号控制所述通讯切换电路接通/断开所述耳机控制电路与通讯开关电路的电连接。
可选地，所述无线耳机还包括充电开关电路，所述充电开关电路的输入端与所述充电端口连接；
所述充电开关电路，被配置为在所述充电端口接入耳机充电电压时，开启以接入所述耳机充电电压，在所述充电端口接入通信信号时，截止以停止耳机充电。
可选地，所述充电开关电路包括第一MOS管、第一电阻及第二电阻，所述第一电阻的第一端与第一直流电源连接，所述第一电阻的第二端经所述第二电阻接地，所述第一电阻和所述第二电阻的公共端与所述第一MOS管的栅极连接；所述第一MOS管的源极为所述充电开关电路的输入端，所述第一MOS管的漏极与无线耳机的储能组件连接。
可选地，在所述第一电阻及第二电阻的公共端输出的电压值小于所述充电端口的电压值时，所述第一MOS管导通；
在所述第一电阻及第二电阻的公共端输出的电压值大于或等于所述充电端口的电压值时，所述第一MOS管截止。
可选地，所述通讯开关电路包括第二MOS管及第一上拉电阻，所述上拉电阻的第一端与第一直流电源连接，所述上拉电阻的第二端与所述第二MOS管的栅极连接；所述第二MOS管的源极为所述通讯开关电路的第二输入/输出端，所述第二MOS管的漏极为所述通讯开关电路的第一输入/输出端。
可选地，所述耳机控制电路包括：
耳机主控制器，所述耳机主控制器的数据传输端与所述通讯开关电路连接；
位置检测传感器，所述位置检测传感器的输出端与所述通讯切换电路的受控端连接，被配置为对无线耳机进行入盒检测，并生成相应的检测信号，以控制所述通讯切换电路接通/断开所述耳机控制电路与通讯开关电路的电连接；
或者，所述位置检测传感器的输出端与所述耳机主控制器连接，被配置为对无线耳机进行入盒检测，并生成相应的检测信号；所述耳机主控制器还被配置为，根据所述检测信号控制所述通讯切换电路接通/断开所述耳机控制电路与通讯开关电路的电连接。
可选地，所述耳机控制电路还包括第二上拉电阻，所述第二上拉电阻的一端与第一直流电源连接，所述第二上拉电阻的另一端与所述耳机主控制器的通讯端连接。
本发明还提出一种充电盒，所述充电盒包括：
电源接口，被配置为接入耳机充电电压，以及接收/发送通信信号；
供电电源，被配置为输出耳机充电电压；
通讯/充电切换电路，包括公共端、充电输出端、通讯传输端，其中，所述公共端与所述充电端口连接；所述通讯切换电路的充电输出端与所述供电电源连接；
充电盒主控制器，其数据传输端与所述通讯/充电切换电路的通讯传输端连接；所述充电盒主控制器，被配置为控制所述通讯/充电切换电路切换公共端与充电输出端和通讯传输端之间的电连接。
可选地，所述充电盒还包括充电控制开关，所述充电控制开关的受控端与所述充电盒主控制器连接，所述充电控制开关的输入端与所述供电电源连接，所述充电控制开关的输出端与所述通讯/充电切换电路的充电输出端。
本发明还提出一种无线耳机充电系统，包括如上所述的无线耳机，以及如权利要求上所述充电盒。
本发明通过设置耳机控制电路和通讯开关电路，耳机控制电路对无线耳机进行入盒检测，并生成对应的检测信号，以根据所述检测信号控制所述通讯切换电路接通/断开所述耳机控制电路与通讯开关电路的电连接。还通过设置通讯切换电路以在充电端口接入耳机充电电压时，切换为关闭状态，而在所述充电端口接入通信信号时，切换为开启状态。本发明在通讯开关电路导通，待通讯切换电路在充电端口接入通信信号而导通时，实现充电盒与无线耳机的通信，而在通讯开关电路截止，或者通讯切换电路在充电端口接入耳机充电电压而截止时，则切断实现充电盒与无线耳机的通信。如此设置，充电端口实现充电和通信的复用，从而可以减少无线耳机和充电盒之间的接触点。
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为本发明无线耳机应用于无线耳机充电系统一实施例的功能模块示意图；
图2为本发明充电盒应用于无线耳机充电系统一实施例的功能模块示意图；
图3为本发明无线耳机充电系统一实施例的电路结构示意图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
110 充电端口 210 电源接口
120 通讯切换电路 220 供电电源
130 通讯开关电路 230 通讯/充电切换电路
140 耳机控制电路 U1 耳机主控制器
150 储能组件 U2 第一单刀双掷开关
160 充电开关电路 U3 充电芯片
Q1～Q2 第一MOS管～第二MOS管 U4 充电盒控制器
R1～R2 第一电阻～第二电阻 U5 第二单刀双掷开关
R3～R5 第一上拉电阻～第三上拉电阻 U6 充电控制开关
R6 下拉电阻 U7 DC-DC转换芯片
BAT1 蓄电池 VCC1 第一直流电源
BAT2 电池
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，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“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，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。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本发明提出一种无线耳机，该无线耳机可以。
随着耳机技术的快速发展，无线耳机，特别是蓝牙耳机的应用越来越广泛，最新出现的TWS(True Wireless Stereo，真无线立体声)耳机就是无线耳机中较为典型的一种智能化和无线化趋势良好结合的产品，TWS耳机凭借佩戴自由感和良好音质已在耳机市场持有一定的占有率，这种无线耳机在各种场合也得到越来越频繁的使用，单次使用时间也越来越长。而且在实际使用过程中，人们经常会将无线耳机与智能电子设备，例如手机、智能手表等建立通讯链接，利用无线耳机播放语音，例如通话或者播放音乐灯，并采集用户的语音，通过配置在无线耳机内的无线通讯模块输出至智能电子设备。TWS耳机虽然小巧方便，但不比传统挂脖式和头戴式蓝牙耳机具有强大的电池容量，双耳之间的蓝牙传输也避免不了成为一个耗电点。无线耳机大都内部自带电源，例如蓄电池，但是其自带电源一般容量有限，因此通常需要采用耳机充电装置给无线耳机充电。耳机充电装置大多设置为充电盒形状，无线耳机在未使用时，也可以将其收纳进充电盒内，以免丢失。充电盒可以与耳机之间通信，实现TWS耳机强制配对、开关盒动作、OTA升级。
充电盒需要给无线耳机进行充电，同时两者也要实现通讯，目前，在充电盒与无线耳机之间，通常是设置充电接口和通信接口，使得无线耳机上的连接触点较多。
为了解决上述问题，参照图1及图3，在本发明一实施例中，该无线耳机包括：
充电端口110，所述充电端口110被配置为接入耳机充电电压，以及接收/发送通信信号；
通讯切换电路120，包括第一输入/输出端及第二输入/输出端，其中，所述第一输入/输出端与所述充电端口110连接；所述通讯切换电路120在所述充电端口110接入耳机充电电压时，切换为关闭状态，在所述充电端口110接入通信信号时，切换为开启状态；
通讯开关电路130，与所述通讯开关电路130的第二输入/输出端连接；
耳机控制电路140，被配置为对无线耳机进行入盒检测，并生成对应的检测信号，以根据所述检测信号控制所述通讯切换电路120接通/断开所述耳机控制电路140与通讯开关电路130的电连接。
本实施例中，充电端口110可选采用pogo pin连接器来实现，充电端口110包括与充电盒的电源接口210连接的电源接口210连接，以将充电盒的供电电源220输出至耳机进行充电。该充电端口110可以设置于耳机壳体的尾部，在一些实施例中，充电端口110还可以的金属接口，例如金属探针、金属弹片等来实现，且位于耳机壳体的尾部。
通讯开关电路130可以采用第一单刀双掷开关U2，例如模拟开关来实现，第一单刀双掷开关U2的公共端与通讯切换电路120的第二输入/输出端连接，一个输出端与耳机控制电路140连接，另一端则可以连接一个下拉电阻R6。当公共端与耳机控制电路140连接时，则可以接通耳机控制电路140与充电盒的通讯路径，当公共端与下拉电阻R6连接时，则断开耳机控制电路140与充电盒的通讯路径。
通讯切换电路120的一端与充电端口110连接，通讯切换电路120的另一端则与通讯开关电路130连接。可以理解的是，无线耳机和充电盒中都设置有主控芯片，而主控芯片的供电电压通常为3.3V或者1.8V，在主控芯片输出的通讯信号的电压值也即为3.3V或者1.8V，无线耳机中的储能组件150的电量通常为5V。因而，可以根据充电端口110接入的信号的电压值大小来控制无线耳机换为通讯模式还是充电模式。具体地，在充电盒需要输出通信信号至耳机控制电路140，实现充电盒与无线耳机的通信时，通讯切换电路120接到该通信信号则导通，以使充电端口110的通信信号能通过通讯开关电路130输出至耳机控制电路140。而在充电盒需要输出耳机充电电压时，通讯切换电路120接到该通信信号则截止，从而切断耳机控制电路140与充电盒之间通信回路，此时充电盒的耳机充电电压则通过无线耳机的充电回路给无线耳机中的储能组件150充电。
可以理解的是通讯切换电路120无需通过耳机控制电路140的控制，直接基于充电端口110接入的通信信号/耳机充电电压的控制，可以减少耳机控制电路140的控制程序，并且直接控制还可以提高充电开关电路160的开关速度，从而可以提高无线耳机的响应速度。
本发明通过设置耳机控制电路140和通讯开关电路130，耳机控制电路140对无线耳机进行入盒检测，并生成对应的检测信号，以根据所述检测信号控制所述通讯切换电路120接通/断开所述耳机控制电路140与通讯开关电路130的电连接。还通过设置通讯切换电路120以在充电端口110接入耳机充电电压时，切换为关闭状态，而在所述充电端口110接入通信信号时，切换为开启状态。本发明在通讯开关电路130导通，待通讯切换电路120在充电端口110接入通信信号而导通时，实现充电盒与无线耳机的通信，而在通讯开关电路130截止，或者通讯切换电路120在充电端口110接入耳机充电电压而截止时，则切断实现充电盒与无线耳机的通信。如此设置，充电端口110实现充电和通信的复用，从而可以减少无线耳机和充电盒之间的接触点。
参照图1及图3，在一实施例中，所述耳机控制电路140包括：
耳机主控制器U1，所述耳机主控制器U1的数据传输端与所述通讯开关电路130连接；
位置检测传感器(图未示出)，所述位置检测传感器的输出端与所述通讯切换电路120的受控端连接，被配置为对无线耳机进行入盒检测，并生成相应的检测信号，以控制所述通讯切换电路120接通/断开所述耳机控制电路140与通讯开关电路130的电连接；
或者，所述位置检测传感器的输出端与所述耳机主控制器U1连接，被配置为对无线耳机进行入盒检测，并生成相应的检测信号；所述耳机主控制器U1还被配置为，根据所述检测信号控制所述通讯切换电路120接通/断开所述耳机控制电路140与通讯开关电路130的电连接。
其中，耳机主控制器U1可以采用无线耳机内的专用无线耳机控制芯片来实现，例如蓝牙芯片，也可以采用独立的微处理器来实现，此处不做限制。耳机主控制器U1可以是单片机、DSP及FPGA等微处理器，本领域的技术人员能够通过在耳机主控制器U1中集成一些硬件电路和软件程序或算法，利用各种接口和线路连接整个无线耳机的各个部分，通过运行或执行耳机主控制器U1内的软件程序和/或模块，以及调用耳机主控制器U1内的数据，执行无线耳机的各种功能和处理数据，从而对无线耳机进行整体监控。
本实施例中，位置检测传感器可以为弹片或者传感器等可以检测耳机是否入盒的检测元件，传感器可以是霍尔传感器、红外传感器等可以检测位置的传感器，弹片可以是微动开关。在检测到耳机放入至充电盒内时，则可以触发通讯开关电路130闭合，进而实现充电盒中的充电盒控制器U4与无线耳机的耳机主控制器U1之间进行通讯准备，当充电端口110接入通信信号时，则可以使无线耳机与充电盒之间进行信息交互。
位置检测传感器可以将位置检测信号输出至耳机主控制器U1，由耳机主控制器U1来控制通讯开关电路130的通/断，或者位置检测传感器直接根据检测到无线耳机的位置信息控制通讯开关电路130的通/断，从而可以减少耳机主控制器U1的算法、软件控制程序，并且直接由位置检测传感器的控制还可以提高充电开关电路160的开关速度，从而可以提高无线耳机的响应速度。
上述实施例中，在耳机主控制器U1的通信脚上，还连接有一第一上拉电阻U4，第一上拉电阻U4的一端接入第一直流电源VCC1，另一端则与耳机主控制器U1的通信脚连接，该通信脚的常态电平为高电平，而在需要实现通讯时，则可以将该通信脚的电平拉低，根据高低电平的脉冲输出既可以实现通信信号的传输。
参照图1及图3，在一实施例中，无线耳机还包括储能组件150，储能组件150包括充电芯片U3和蓄电池BAT1，充电芯片U3的受控端与耳机主控制器U1连接，充电芯片U3基于耳机主控制器U1的控制，蓄电池BAT1通过直流母线与充电芯片U3连接，充电芯片U3对蓄电池BAT1进行充电控制。充电芯片U3一般具有休眠状态，也即待机状态、正常工作状态和关闭状态。充电芯片U3中，还可以设置有DC-DC转换电路，以将接入的电源电压转换为蓄电池BAT1的储能电压后输出。充电芯片U3还可以对蓄电池BAT1进行涓流充电，恒流充电，或者恒压充电，以实现对蓄电池BAT1进行快充或者缓慢充电等充电模式。电池的存储电能的范围可以设置为3.5～5V，具体可以设置为3.9V，4.3V等，电池可以采用储锂离子电池或镍氢电池等可充电电池实现。
需要说明的是，在一些实施例中，当耳机放入至充电盒时，或者在耳机的耳机主控制器U1与充电盒通讯连接后，即给无线耳机充电时，有可能存在无线耳机的电量充足的情况，此时充电盒也会自动给无线耳机充电，这样可能导致无线耳机过充而被损害。
参照图1及图3，为此，在一可选实施例中，所述无线耳机还可以包括：
电压检测电路(图未示出)，所述电压检测电路的检测端与所述储能组件150连接，所述电压检测电路的输出端与所述耳机主控制器U1连接，所述电压检测电路，配置为检测所述储能组件150的电量，并输出电量检测信号；
耳机主控制器U1的芯片上可以设置有接收电池电量检测信号的反馈脚，根据电量检测信号确定电池当前的电量。在通讯开关电路130接通时，耳机主控制器U1则可以通过通讯开关电路130和通讯切换电路120与充电盒进行电量信息、工作状态等信息交互，以使充电盒根据该电量信息制定对无线耳机的充电策略。例如当电池电量较充足时，则可以不输出电能，此时充电盒起到收纳的作用。当电池需要充电时，可以计算出充电盒需要输出的电能总量，充电时间，是否需要采用恒压充电、恒流充电、涓流充电中的一种或者多种组合充电方式等。耳机主控制器U1也可以根据信号来对电池进行过压、欠压保护。
参照图1及图3，在一实施例中，所述无线耳机还包括充电开关电路160，所述充电开关电路160的输入端与所述充电端口110连接；
所述充电开关电路160，被配置为在所述充电端口110接入耳机充电电压时，开启以接入所述耳机充电电压，在所述充电端口110接入通信信号时，截止以停止耳机充电。
本实施例中，充电开关电路160基于充电端口110接入的通信信号/耳机充电电压的控制，在充电盒需要输出通信信号至耳机控制电路140，实现充电盒与无线耳机的通信时，充电开关电路160接到该通信信号则截止，从而断开充电端口110与储能组件150之间的电连接，此时该通信信号不会输出至储能组件150。而在充电盒需要输出耳机充电电压时，充电开关电路160接到该通信信号则导通，此时充电盒的耳机充电电压则通过无线耳机的充电开关电路160给无线耳机中的储能组件150充电。可以理解的是充电开关电路160无需通过耳机控制电路140的控制，直接基于充电端口110接入的通信信号/耳机充电电压的控制，可以减少耳机控制电路140的控制程序，并且直接控制还可以提高充电开关电路160的开关速度，从而可以提高无线耳机的响应速度。充电开关电路160和通讯切换电路120两者独立控制，分别实现充电和通讯功能，有利于充电电源和通信信号的分开，防止信号的串扰。
参照图1及图3，在一实施例中，所述充电开关电路160包括第一MOS管Q1、第一电阻R1及第二电阻R2，所述第一电阻R1的第一端与第一直流电源VCC1连接，所述第一电阻R1的第二端经所述第二电阻R2接地，所述第一电阻R1和所述第二电阻R2的公共端与所述第一MOS管Q1的栅极连接；所述第一MOS管Q1的源极为所述充电开关电路160的输入端，所述第一MOS管Q1的漏极与无线耳机的储能组件150连接。
本实施例中，第一MOS管Q1可选采用P-MOS管来实现，第一电阻R1及第二电阻R2组成分压电路，以将接收的第一直流电源VCC1的电压进行分压后，输出至第一MOS管Q1的栅极，以为第一MOS管Q1提供栅极电压，第一直流电源VCC1可以是耳机控制电路140的供电电压。可以理解的是，第一电阻R1及第二电阻R2的比值越大，第二电阻R2上分得的电压值越大，因此通过调整第一电阻R1和第二电阻R2的阻值可以调节输出至第一MOS管Q1栅极的电压值。在所述第一电阻R1及第二电阻R2的公共端输出的电压值小于所述充电端口110的电压值时，所述第一MOS管Q1导通；在所述第一电阻R1及第二电阻R2的公共端输出的电压值大于或等于所述充电端口110的电压值时，所述第一MOS管Q1截止。
也即，当无线耳机放入至充电盒，充电端口110上有电流流过，若充电端口110接入的是无线耳机的耳机充电电压时，该电压值大于第一电阻R1和第二电阻R2的分压值，此时VGS＜0，而使得第一MOS管Q1导通，并给储能组件150充电。
若充电端口110接入的是充电盒的通信信号时，该电压值小于或等于第一电阻R1和第二电阻R2的分压值，此时VGS≥0V，而使得第一MOS管Q1截止，防止通信信号窜入储能组件150。本实施例通过设置第一电阻R1和第二电阻R2组成的分压电路，持续输出一预设的电压值至MOS管，再通过充电端口110接入的电压值大小来控制MOS管导通，无需软件的控制，通过硬件电路即可实现对无线耳机储能组件150充电的控制。
参照图1及图3，在一实施例中，所述通讯开关电路130包括第二MOS管Q2及上拉电阻R3，所述上拉电阻R3的第一端与第一直流电源VCC1连接，所述上拉电阻R3的第二端与所述第二MOS管Q2的栅极连接；所述第二MOS管Q2的源极为所述通讯开关电路130的第二输入/输出端，所述第二MOS管Q2的漏极为所述通讯开关电路130的第一输入/输出端。
本实施例中，该第一直流电源VCC1可以是耳机控制电路140的供电电压，第一直流电源VCC1的电压值小于耳机充电电压值。第二MOS管Q2可选为N-MOS管来实现，当无线耳机放入至充电盒，充电端口110上有电流流过。
若充电端口110接入的是无线耳机的耳机充电电压时，该电压值大于第一直流电源VCC1的电压值，此时VGS＝0，而使得第二MOS管Q2截止，此时第一MOS管Q1导通，并给储能组件150充电。
若充电端口110接入的是充电盒的通信信号时，该通信信号为1.8V或者0V的高低电平，当充电端口110为0V时，此时虽然第二MOS管Q2的VGS＝0V，第二MOS管Q2处于截至状态，通过第二MOS管Q2内部的体二极管，源极S处的电平会被漏极D处拉低，实现了低电平由充电端口110传递至耳机控制电路140；当充电端口110为1.8V电平时，此时第二MOS管Q2处于截至状态，可以通过设置上拉电阻R3输出1.8V的上拉电平输出至耳机控制电路140，间接实现高电平由充电端口110传递至耳机控制电路140侧。本实施例将第二MOS管Q2的栅极上拉，持续输出一预设的电压值至MOS管，再通过充电端口110接入的电压来控制MOS管导通/截止，无需软件的控制，通过硬件电路即可实现对无线耳机的耳机控制电路140通信的控制。
在无线耳机需要给充电盒发送通信信号时，在输出0V的低电平至第二MOS管Q2的源极时，此时第二MOS管Q2的VGS＞0V，第二MOS管Q2导通，从而输出低电平的通信信号至充电盒，在输出1.8V的高电平信号至第二MOS管Q2的源极时，此时第二MOS管Q2＝0V，第二MOS管Q2处于截至状态，充电盒的控制器侧也可以连接有一上拉电阻R4，上拉电阻R4的一端接入第一直流电源VCC1，另一端则与充电盒控制器U4的通信脚连接，该通信脚的常态电平为高电平，而在需要实现通讯时，则可以将该通信脚的电平拉低，根据高低电平的脉冲输出既可以实现通信信号的传输。
可以理解的是，上述实施例中，通讯开关电路130和通讯切换电路120均只需要简单的分立器件就可以实现充电与通信功能的自动切换，具有所需器件摆放空间小，成本低，控制逻辑简单等特点，可以降低无线耳机的生产成本。并且，本实施例无需设置无线模块，例如专用IC实现充电盒和无线耳机的通讯，这样势必需要在充电盒中设置无线通信模块。
本发明还提出一种充电盒，参照图2及图3，所述充电盒包括：
电源接口210，被配置为接入耳机充电电压，以及接收/发送通信信号；
供电电源220，被配置为输出耳机充电电压；
通讯/充电切换电路230，包括公共端、充电输出端、通讯传输端，其中，所述公共端与所述电源接口210连接；所述通讯切换电路120的充电输出端与所述供电电源220连接；
充电盒控制器U4，其数据传输端与所述通讯/充电切换电路230的通讯传输端连接；所述充电盒控制器U4，被配置为控制所述通讯/充电切换电路230切换公共端与充电输出端和通讯传输端之间的电连接。
本实施例中，充电盒内可以设置有耳机底座，该耳机底座中配置有采用的金属接口，例如金属探针、金属弹片等来实现电源接口210，该电源接口210与无线耳机的充电端口110适配，例如在无线耳机采用pogo pin连接器来实现时，电源接口210可选采用pogo pin连接器来实现，在无线耳机100置入充电盒的耳机底座上时，无线耳机的充电端口110与充电盒的金属接口接触，由于金属接口均为导电性物质，此时，无线耳机与充电盒电导通。由于无线耳机一般针对人耳使用，因此，所述无线耳机可以包括壳体对称的一对，充电盒中可以对应设置有成对出现的电源接口210。该充电盒在无线耳机在非充电状态时，还可以用于收纳耳机。在一些实施例中，电连接器还可以设置有磁性导电件，以在耳机置入至充电盒的电连接器上时，保证充电盒的连接器与无线耳机的电连接器能够紧固连接，从而防止连接器之间因接触不良而损坏无线耳机或者充电盒。
供电电源220包括电池BAT2及电源转换电路，电源转换电路可选为采用DC-DC转换芯片U7来实现，本实施例的充电盒控制器U4、电源转换电路设置于电控板上，电池与电源转换电路之间可以通过柔性电路板实现电连接。电源转换电路上设置有使能脚，充电盒控制器U4可以输出使能信号来控制电源转换电路工作，充电盒控制器U4可以通过控制使能信号的中断的时间来控制供电电源220输出的电能中断时间。
本实施例中，通讯/充电切换电路230可选采用第二单刀双掷开关U5，例如模拟开关来实现，第二单刀双掷开关U5的公共端与电源接口210连接，一个输入端与充电盒控制器U4连接，另一端与供电电源220连接。当公共端与充电盒控制器U4连接时，则可以接通充电盒控制器U4与无线耳机的通讯路径，当公共端与供电电源220连接时，则可以给无线耳机提供充电电源。
参照图2及图3，在一些实施例中，充电盒还包括开/关盒检测电路(图未示出)，开/关盒检测电路可以采用霍尔传感器、红外传感器等传感器，用以对盒体的状态进行检测，由于无线耳机入盒时需要将充电盒上盖打开后才能够将无线耳机放入充电盒中，或者从盒体内取出耳机，所以当检测到充电盒上盒盖未开启时，则可以控制充电盒中的其他电路模块及充电盒控制器U4自身进入休眠状态。
当检测到充电盒上盒盖开启时，则说明用户需要将耳机放入至盒体内，给无线耳机充电或者收纳无线耳机，因此在检测到无线耳机入盒时，则可以控制通讯/充电切换电路230的公共端与通讯传输端接通，从而实现充电盒和无线耳机的通讯传输端连接。而在完成充电盒和无线耳机的通讯之后，若需要给无线耳机充电，则可以控制通讯/充电切换电路230的公共端与充电输出端接通，以为无线耳机提供充电电压，若在充电期间，需要与无线耳机进行通讯，也可以重新切换通讯传输端。本实施例可以根据应用需求，控制通讯/充电切换电路230在通讯功能和充电功能进行切换，充电端口110实现充电和通信的复用，从而可以减少无线耳机和充电盒之间的接触点。
充电盒的控制器侧也可以连接有一第三上拉电阻R5，第三上拉电阻R5的一端接入第一直流电源VCC1，另一端则与充电盒控制器U4的通信脚连接，该通信脚的常态电平为高电平，而在需要实现通讯时，则可以将该通信脚的电平拉低，根据高低电平的脉冲输出既可以实现通信信号的传输。
参照图2及图3，在一实施例中，所述充电盒还包括充电控制开关U6，所述充电控制开关U6的受控端与所述充电盒控制器U4连接，所述充电控制开关U6的输入端与所述供电电源220连接，所述充电控制开关U6的输出端与所述通讯/充电切换电路230的充电输出端。
充电控制开关U6用于控制充电盒电能的输出，该充电控制开关U6可以基于充电盒控制器U4的控制，也可以基于开/关盒检测电路的控制，当无线耳机入盒时，则控制充电控制开关U6开启，当无线耳机自充电盒取出时，则控制充电控制开关U6断开，以避免在通讯/充电切换电路230的公共端与充电输出端接通，而无线耳机自盒中取出时，充电端口110带电。当然在其他实施例中，也可以是在充电盒获取到无线耳机的电量确定需要给无线耳机供电时，则给控制充电控制开关U6闭合。本实施例通过设置充电控制开关U6和通讯/充电切换电路230，当两者同时接通时，则实现供电电源220的输出，从而可以防止在无线耳机无需充电时，充电端口110带电。
本发明还一种无线耳机充电系统，包括如上所述的无线耳机，以及如上所述充电盒。
该无线耳机以及充电盒的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本发明无线耳机充电系统中使用了上述无线耳机以及充电盒，因此，本发明无线耳机充电系统的实施例包括上述无线耳机以及充电盒全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的可选实施例，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)

1.一种无线耳机，其特征在于，所述无线耳机包括：
充电端口，被配置为接入耳机充电电压，以及接收/发送通信信号；
通讯切换电路，包括第一输入/输出端及第二输入/输出端，其中，所述第一输入/输出端与所述充电端口连接；所述通讯切换电路在所述充电端口接入耳机充电电压时，切换为关闭状态，在所述充电端口接入通信信号时，切换为开启状态；
通讯开关电路，与所述通讯开关电路的第二输入/输出端连接；
耳机控制电路，被配置为对无线耳机进行入盒检测，并生成对应的检测信号，以根据所述检测信号控制所述通讯切换电路接通/断开所述耳机控制电路与通讯开关电路的电连接。
2.如权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，所述无线耳机还包括充电开关电路，所述充电开关电路的输入端与所述充电端口连接；
所述充电开关电路，被配置为在所述充电端口接入耳机充电电压时，开启以接入所述耳机充电电压，在所述充电端口接入通信信号时，截止以停止耳机充电。
3.如权利要求2所述的无线耳机，其特征在于，所述充电开关电路包括第一MOS管、第一电阻及第二电阻，所述第一电阻的第一端与第一直流电源连接，所述第一电阻的第二端经所述第二电阻接地，所述第一电阻和所述第二电阻的公共端与所述第一MOS管的栅极连接；所述第一MOS管的源极为所述充电开关电路的输入端，所述第一MOS管的漏极与无线耳机的储能组件连接。
4.如权利要求3所述的无线耳机，其特征在于，在所述第一电阻及第二电阻的公共端输出的电压值小于所述充电端口的电压值时，所述第一MOS管导通；
在所述第一电阻及第二电阻的公共端输出的电压值大于或等于所述充电端口的电压值时，所述第一MOS管截止。
5.如权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，所述通讯开关电路包括第二MOS管及第一上拉电阻，所述上拉电阻的第一端与第一直流电源连接，所述上拉电阻的第二端与所述第二MOS管的栅极连接；所述第二MOS管的源极为所述通讯开关电路的第二输入/输出端，所述第二MOS管的漏极为所述通讯开关电路的第一输入/输出端。
6.如权利要求1至5任意一项所述的无线耳机，其特征在于，所述耳机控制电路包括：
耳机主控制器，所述耳机主控制器的数据传输端与所述通讯开关电路连接；
位置检测传感器，所述位置检测传感器的输出端与所述通讯切换电路的受控端连接，被配置为对无线耳机进行入盒检测，并生成相应的检测信号，以控制所述通讯切换电路接通/断开所述耳机控制电路与通讯开关电路的电连接；
或者，所述位置检测传感器的输出端与所述耳机主控制器连接，被配置为对无线耳机进行入盒检测，并生成相应的检测信号；所述耳机主控制器还被配置为，根据所述检测信号控制所述通讯切换电路接通/断开所述耳机控制电路与通讯开关电路的电连接。
7.如权利要求6所述的无线耳机，其特征在于，所述耳机控制电路还包括第二上拉电阻，所述第二上拉电阻的一端与第一直流电源连接，所述第二上拉电阻的另一端与所述耳机主控制器的通讯端连接。
8.一种充电盒，其特征在于，所述充电盒包括：
电源接口，被配置为接入耳机充电电压，以及接收/发送通信信号；
供电电源，被配置为输出耳机充电电压；
通讯/充电切换电路，包括公共端、充电输出端、通讯传输端，其中，所述公共端与所述充电端口连接；所述通讯切换电路的充电输出端与所述供电电源连接；
充电盒主控制器，其数据传输端与所述通讯/充电切换电路的通讯传输端连接；所述充电盒主控制器，被配置为控制所述通讯/充电切换电路切换公共端与充电输出端和通讯传输端之间的电连接。
9.如权利要求8所述的充电盒，其特征在于，所述充电盒还包括充电控制开关，所述充电控制开关的受控端与所述充电盒主控制器连接，所述充电控制开关的输入端与所述供电电源连接，所述充电控制开关的输出端与所述通讯/充电切换电路的充电输出端。
10.一种无线耳机充电系统，其特征在于，包括如权利要求1至7任意一项所述的无线耳机，以及如权利要求8至9任意一项所述充电盒。
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