CN111600357A - 无线耳机及其电路、充电仓及其电路、充电系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线耳机及其电路、充电仓及其电路、充电系统和方法。该无线耳机电路包括反馈单元、串联在第一接地端和第一电压端之间的第一电池和分压电阻，第一电压端和第一接地端能够与充电仓电路可断开地连接，反馈单元用于向充电仓电路反馈第一电池的第一电压数值或反馈以第一电池的第一电压数值为变量的函数值，以使得充电仓电路能够根据第一电压数值和设置的分压电阻充电时的压降之和提供充电电压。本发明能够提高充电效率，降低能量损耗，并且简化了无线耳机电路，有利于减小使用该电路的无线耳机的体积和降低成本。

Description

无线耳机及其电路、充电仓及其电路、充电系统和方法

技术领域

本发明涉及耳机技术领域，尤其涉及一种无线耳机及其电路、充电仓及其电路、充电系统和方法。

背景技术

与有线耳机相比，无线耳机具有方便携带的优势，因此越来越受到人们的欢迎。现有技术中的真无线立体声耳机(True Wireless Stereo，TWS)充电时存在充电效率低、能量损耗较大的问题，并且无线耳机内的电路设计复杂，导致无线耳机体积较大，成本较高。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述技术问题，提供一种无线耳机及其电路、充电仓及其电路、充电系统和方法，能够提高充电效率，降低能量损耗，且简化了无线耳机内的电路结构，有利于减小无线耳机的体积和降低成本。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种无线耳机电路，包括反馈单元、串联在第一接地端和第一电压端之间的第一电池和分压电阻，所述第一电压端和所述第一接地端能够与充电仓电路可断开地连接，所述反馈单元用于向所述充电仓电路反馈所述第一电池的第一电压数值或反馈以所述第一电池的第一电压数值为变量的函数值，以使得所述充电仓电路能够根据所述第一电压数值和设置的所述分压电阻充电时的压降之和提供充电电压。

可选地，所述反馈单元包括与所述第一电池连接的模数转换器，所述模数转换器用于输出所述第一电池的所述第一电压数值，其中：所述模数转换器在充电时与所述充电仓电路连接，以用于向所述充电仓电路反馈所述第一电压数值；或，所述反馈单元还包括与所述模数转换器连接的第一无线通信单元，所述第一无线通信单元能够与所述充电仓电路的第二无线通信单元进行通信，以向所述充电仓电路反馈所述第一电压数值。

可选地，所述反馈单元包括设置单元、加法器和与所述第一电池连接的模数转换器，所述模数转换器用于输出所述第一电池的所述第一电压数值，所述设置单元用于设置第二电压数值，所述第二电压数值代表充电电流在所述分压电阻上的压降，所述加法器用于计算所述第一电压数值与所述第二电压数值的和，其中：所述加法器在充电时与所述充电仓电路连接，以用于向所述充电仓电路反馈所述第一电压数值与所述第二电压数值的和；或，所述反馈单元还包括与所述加法器连接的第一无线通信单元，所述第一无线通信单元能够与所述充电仓电路的第二无线通信单元进行通信，以向所述充电仓电路反馈所述加法器计算的电压数值。

本发明第二方面提供了一种无线耳机，包括上述第一方面所述的无线耳机电路。

本发明第三方面提供了一种充电仓电路，包括电压调节单元、第二电池和与所述第二电池相连以用于对所述第二电池进行充电管理的充电管理单元，所述电压调节单元的输出端和第二接地端能够与无线耳机电路可断开地连接，且所述电压调节单元能够根据总电压数值，将所述第二电池输入的第一电压调节为第二电压后输出，以对所述无线耳机电路的第一电池进行充电，所述总电压数值为：所述充电仓电路设置的第二电压数值和所述无线耳机电路反馈的第一电压数值之和；或所述无线耳机电路反馈的以所述第一电压数值为变量的函数值；并且其中：所述第二电压的绝对值大于等于所述第一电压；或，所述第二电压的绝对值小于等于所述第一电压。

可选地，所述充电仓电路还包括设置单元和加法器，所述设置单元用于设置所述第二电压数值，所述第二电压数值代表充电电流在所述无线耳机电路的与所述第一电池串联的分压电阻上的压降，所述加法器能够接收所述无线耳机电路反馈的所述第一电池的所述第一电压数值，以计算所述第一电压数值与所述第二电压数值之和作为所述总电压数值输出给所述电压调节单元，其中：所述加法器在充电时与所述无线耳机电路连接，以用于接收所述第一电压数值；或，所述充电仓电路还包括与所述加法器连接的第二无线通信单元，所述第二无线通信单元能够与所述无线耳机电路的第一无线通信单元进行通信，以使所述加法器接收所述无线耳机电路反馈的所述第一电压数值。

可选地，所述电压调节单元能够接收所述无线耳机电路反馈的所述总电压数值，其中：所述电压调节单元在充电时与所述无线耳机电路连接，以用于接收所述总电压数值；或，所述充电仓电路还包括与所述电压调节单元连接的第二无线通信单元，所述第二无线通信单元能够与所述无线耳机电路的第一无线通信单元进行通信，以使所述电压调节单元接收所述无线耳机电路反馈的所述总电压数值。

可选地，所述电压调节单元包括数模转换模块和与所述数模转换模块相连的调节模块，所述数模转换模块能够将接收的电压数值转换为模拟电压信号后输出给所述调节模块，所述调节模块根据所述模拟电压信号将所述第一电压调节为所述第二电压后输出，所述数模转换模块接收的电压数值与所述第二电压的数值相等，其中：所述数模转换模块接收的电压数值为所述总电压数值；或，所述充电仓电路还包括接收所述总电压数值的选择单元，当对所述第一电池进行恒流充电时，所述选择单元将所述总电压数值输出给所述数模转换模块；当对所述第一电池进行恒压充电时，所述选择单元将第一参考电压值输出给所述数模转换模块，所述第一参考电压值代表对所述第一电池进行恒压充电时所述无线耳机电路所需的电压数值。

可选地，所述调节模块包括串联在所述第二电池与所述电压调节单元的输出端之间的第一开关、电感和电容以及与所述电感和电容并联的第二开关、串联在所述数模转换模块的输出端和所述电压调节单元的输出端之间的第一电阻和第二电阻、控制电路和误差放大器，所述控制电路的第一输出端与所述第一开关连接以用于控制第一开关的导通和闭合，所述控制电路的第二输出端与所述第二开关连接以用于控制所述第二开关的导通和闭合，所述误差放大器的正输入端连接于所述第一电阻和所述第二电阻之间，所述误差放大器的负输入端连接于所述电感和所述电容之间的所述第二接地端，所述误差放大器的输出端连接所述控制电路的输入端，其中：所述第一开关闭合时，所述第二开关断开，所述电感储能；所述第一开关断开时，所述第二开关闭合，所述电感释放能量，使得所述电压调节单元的输出端输出所述第二电压；和/或，所述数模转换模块包括运算放大器、连接在所述第二电压端和所述第二接地端之间的第三电阻以及连接在第二电压端和第三电压端之间的多个串联电阻，所述第三电压端为所述数模转换模块的输出端，每个所述串联电阻上并联有控制开关，所述数模转换模块包括接收电压数值的多个输入端，多个所述输入端与多个所述控制开关一一对应地连接，以用于控制相应的所述控制开关的导通和关闭，所述运算放大器的输出端与所述第三电压端连接，所述运算放大器的正输入端与第二参考电压连接，所述运算放大器的负输入端与所述第二电压端连接。

本发明第四方面提供了一种充电仓，包括上述第三方面所述的充电仓电路。

本发明第五方面提供了一种充电系统，所述充电系统包括上述第一方面所述的无线耳机电路和上述第三方面所述的充电仓电路，其中，所述无线耳机电路和所述充电仓电路中的一者包括设置单元和加法器。

本发明第六方面提供了一种充电方法，所述充电方法包括：测量对无线耳机电路的第一电池进行充电时所需的总电压数值；根据所述总电压数值将充电仓电路的第二电池输出的第一电压调节为第二电压后，输出给所述无线耳机电路，以对所述第一电池进行充电，并且，所述第二电压的数值与所述总电压数值相等；其中：所述第二电压的绝对值大于等于所述第一电压；或，所述第二电压的绝对值小于等于所述第一电压。

在上述技术方案中，由于无线耳机电路的反馈单元能够向充电仓电路反馈第一电池的第一电压数值，此时充电仓电路可设置与无线耳机的第一电池相连的其他元件的电压数值，例如，设置分压电阻充电时的压降，并且充电仓电路能够计算该第一电压数值和设置的分压电阻充电时的压降数值的和作为无线耳机电路充电时所需的电压数值，或者无线耳机电路的反馈单元能够向充电仓电路反馈以第一电池的第一电压数值为变量的函数值，例如，第一电池的第一电压数值和设置的分压电阻充电时的压降数值的和，使得充电仓电路能够按照无线耳机电路充电时所需的电压数值提供充电电压，从而降低了能量损耗，提高了充电效率，并且无线耳机电路无需设置充电管理电路对第一电池进行诸如恒流充电或恒压充电的充电管理，这样简化了无线耳机内的电路结构，有利于减小无线耳机的体积和降低成本。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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获得其它的附图。

图1为一种无线耳机充电电路的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的无线耳机电路的结构示意图；

图3为本申请第一实施例提供的充电仓电路的结构示意图；

图4为本申请实施例的充电仓电路的电压调节单元的电路结构示意图；

图5为本申请第二实施例提供的充电仓电路的结构示意图；

图6为本申请第一实施例提供的充电系统的结构示意图；

图7为本申请第二实施例提供的充电系统的结构示意图。

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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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做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。

图1为一种无线耳机充电电路的结构示意图。如图1所示，该无线耳机充电电路由以下两部分电路组成：第一部分电路10，如图1中的右边虚线框中所示，位于无线耳机中，包括第一电池BAT1、至少一个完整的充电管理单元Charger1和设置单元Set；第二部分电路20，如图1中的左边虚线框中所示，位于充电仓中，包括第二电池BAT2、充电管理单元Charger2和升压单元Boost。其中，充电仓中的充电管理单元Charger2实现给充电仓中的第二电池BAT2进行恒流充电的功能，升压单元Boost的功能是将第二电池BAT2输入的电压升高至5V后输出，即VCHG的电压为5V电压，无线耳机中充电管理单元Charger1通过5V电压给第一电池BAT1充电，设置单元Set对充电管理单元Charger1进行设置，即可设置充电管理单元Charger1的恒流充电电流。在图1所示的无线耳机中，也可集成设置有射频单元RF和模数转换单元ADC，射频单元RF用于拾取声音，而模数转换单元ADC用于监测电量，但这些单元一般不影响第一电池BAT1的充电情况。

这样当升压单元Boost输出5V电压而第一电池BAT1的电压较低时，充电效率很低，能量损耗较大，例如，当第一电池BAT1的电压为3V时，效率为3/5＝60％。另外，无线耳机内的电路设计比较复杂，占用空间较大，不利于减小无线耳机的体积和降低成本。

鉴于此，本申请实施例提供一种无线耳机及其电路、充电仓及其电路、充电系统和方法，能够提高充电效率，降低能量损耗，且无线耳机内的电路结构简单，有利于减小无线耳机的体积和降低成本。

图2为本申请实施例提供的无线耳机电路的结构示意图。如图2所示，该无线耳机电路包括反馈单元F、串联在第一接地端GND1和第一电压端VCHG之间的第一电池BAT1和分压电阻R，第一电压端VCHG和第一接地端GND1能够与充电仓电路可断开地连接，反馈单元F用于向充电仓电路反馈第一电池BAT1的第一电压数值或反馈以第一电池BAT1的第一电压数值为变量的函数值，以使得充电仓电路能够根据第一电压数值和设置的分压电阻R充电时的压降之和提供充电电压。其中，反馈单元F可以有但不限于以下两种情况：

第一种情况

反馈单元F包括与第一电池BAT1连接的模数转换器ADC，模数转换器ADC用于输出第一电池BAT1的第一电压数值。并且，反馈单元F可采用有线方式向充电仓电路反馈电压数值。即模数转换器ADC在充电时可与充电仓电路连接，以用于向充电仓电路反馈第一电压数值。或者，反馈单元F可采用无线方式向充电仓电路反馈电压数值。具体地，反馈单元F还可包括与模数转换器ADC连接的第一无线通信单元，例如，第一射频单元RF1，第一无线通信单元能够与充电仓电路的第二无线通信单元进行通信，以向充电仓电路反馈第一电压数值。

第二种情况

如图2所示，反馈单元F包括设置单元Set、加法器Adder和与第一电池BAT1连接的模数转换器ADC，模数转换器ADC用于输出第一电池BAT1的第一电压数值，设置单元Set用于设置第二电压数值，第二电压数值代表充电电流在分压电阻R上的压降，加法器Adder用于计算第一电压数值与第二电压数值的和。并且，反馈单元F可采用有线方式向充电仓电路反馈电压数值。即加法器Adder在充电时与充电仓电路连接，以用于向充电仓电路反馈第一电压数值与第二电压数值的和。或者，反馈单元F可采用无线方式向充电仓电路反馈电压数值。具体地，反馈单元F还包括与加法器Adder连接的第一无线通信单元，例如，第一射频单元RF1，第一无线通信单元能够与充电仓电路的第二无线通信单元进行通信，以向充电仓电路反馈加法器计算的电压数值。

在上述技术方案中，由于无线耳机电路的反馈单元F能够向充电仓电路反馈第一电池BAT1的第一电压数值，此时充电仓电路可设置分压电阻R充电时的压降，并且充电仓电路可计算第一电压数值和设置分压电阻R充电时的压降数值的和，作为无线耳机电路充电时所需的电压数值，或者无线耳机电路的反馈单元F能够向充电仓电路反馈以第一电池BAT1的第一电压数值为变量的函数值，例如，第一电池BAT1的第一电压数值和设置的分压电阻R充电时的压降数值的和，使得充电仓电路能够按照无线耳机电路充电时所需的电压数值提供充电电压，从而降低了能量损耗，提高了充电效率，并且充电时无线耳机电路无需设置充电管理电路对第一电池BAT1进行诸如恒流充电或恒压充电的充电管理，从而简化了无线耳机内的电路结构，有利于减小无线耳机的体积和降低成本。

另外，本发明实施例还提供一种无线耳机，该无线耳机包括上述的无线耳机电路。

图3为本申请第一实施例提供的充电仓电路的结构示意图。如图3所示，该充电仓电路包括电压调节单元Buck-Boost、第二电池BAT2和与第二电池BAT2相连以用于对第二电池BAT2进行充电管理的充电管理单元Charger，电压调节单元Buck-Boost的输出端和第二接地端GND2能够与无线耳机电路可断开地连接，且电压调节单元Buck-Boost能够根据总电压数值，将第二电池BAT2输入的第一电压调节为第二电压后输出，以对无线耳机电路的第一电池BAT1进行充电，总电压数值为：充电仓电路设置的第二电压数值和无线耳机电路反馈的第一电压数值之和；或无线耳机电路反馈的以所述第一电压数值为变量的函数值，例如，函数值为第一电压数值与无线耳机电路设置的分压电阻R充电时的压降之和，并且其中：第二电压的绝对值大于等于第一电压；或，第二电压的绝对值小于等于第一电压。

进一步地，为了简化无线耳机电路，以减小无线耳机体积和降低成本，充电仓电路还可包括设置单元Set和加法器Adder(未在图3中示出，可参见图2)，设置单元Set用于设置第二电压数值，第二电压数值代表充电电流在无线耳机电路的与第一电池BAT1串联的分压电阻R上的压降，加法器Adder能够接收无线耳机电路反馈的第一电池BAT1的第一电压数值，以计算第一电压数值与第二电压数值之和，作为总电压数值输出给电压调节单元Buck-Boost。并且，加法器Adder可采用有线方式接收无线耳机电路反馈的第一电压数值。即加法器Adder在充电时与无线耳机电路连接，以用于接收第一电压数值。或者，加法器Adder可采用无线方式接收无线耳机电路反馈的第一电压数值。具体地，充电仓电路还包括与加法器Adder连接的第二无线通信单元，例如，第二射频单元RF2，第二无线通信单元能够与无线耳机电路的第一无线通信单元进行通信，以使加法器Adder接收无线耳机电路反馈的第一电压数值。

或者，为了使充电仓电路能够适应不同的无线耳机电路的充电需求，可选地，电压调节单元Buck-Boost接收无线耳机电路反馈的以所述第一电压数值为变量的函数值作为总电压数值。也就是说，电压调节单元Buck-Boost能够接收无线耳机电路反馈的总电压数值。并且，电压调节单元Buck-Boost可采用有线方式接收无线耳机电路反馈的总电压数值。即电压调节单元Buck-Boost在充电时与无线耳机电路连接，以用于接收总电压数值。或者电压调节单元Buck-Boost可采用无线方式接收无线耳机电路反馈的总电压数值。具体地，如图3所示，充电仓电路还包括与电压调节单元Buck-Boost连接的第二无线通信单元，例如，第二射频单元RF2，第二无线通信单元能够与无线耳机电路的第一无线通信单元进行通信，以使电压调节单元Buck-Boost接收无线耳机电路反馈的总电压数值。

图4为本申请实施例的充电仓电路的电压调节单元的电路结构示意图。如图4所示，电压调节单元Buck-Boost可包括数模转换模块1和与数模转换模块1相连的调节模块2，数模转换模块1能够将接收的电压数值转换为模拟电压信号后输出给调节模块，调节模块2根据模拟电压信号将第一电压调节为第二电压后输出，数模转换模块1接收的电压数值与第二电压的数值相等，其中，数模转换模块1接收的电压数值为总电压数值。

图5为本申请第二实施例提供的充电仓电路的结构示意图。如图3和图5所示，在图3所示的第一实施例的充电仓电路的基础上，图5所示的第二实施例的充电仓电路还包括接收总电压数值的选择单元Min，当对第一电池BAT1进行恒流充电时，选择单元Min将总电压数值输出给数模转换模块1；当对第一电池进行恒压充电时，选择单元Min将第一参考电压值VDRef1输出给数模转换模块1，第一参考电压值VDRef1代表对第一电池BAT1进行恒压充电时无线耳机电路所需的电压数值。

继续参考图4，调节模块2包括串联在第二电池BAT2与电压调节单元Buck-Boost的输出端VO之间的第一开关K1、电感L1和电容C1以及与电感L1和电容C1并联的第二开关K2、串联在数模转换模块1的输出端和电压调节单元Buck-Boost的输出端VO之间的第一电阻R1和第二电阻R2、控制电路和误差放大器EA，控制电路的第一输出端与第一开关K1连接以用于控制第一开关K1的导通和闭合，控制电路的第二输出端与第二开关K2连接以用于控制第二开关K2的导通和闭合，误差放大器EA的正输入端连接于第一电阻R1和第二电阻R2之间，误差放大器EA的负输入端连接于电感L1和电容C1之间的第二接地端GND2，误差放大器EA的输出端连接控制电路的输入端，其中：第一开关K1闭合时，第二开关K2断开，电感L1储能；第一开关K1断开时，第二开关K2闭合，电感L1释放能量，使得电压调节单元Buck-Boost的输出端VO输出第二电压。

数模转换模块1包括运算放大器OP、连接在第二电压端V2和第二接地端GND2之间的第三电阻R3以及连接在第二电压端V2和第三电压端V1之间的多个串联电阻R4、R5、R6、R7，第三电压端V1为数模转换模块1的输出端，每个串联电阻R4、R5、R6、R7上并联有控制开关KA、KB、KC，数模转换模块1包括接收电压数值的多个输入端，多个输入端与多个控制开关KA、KB、KC一一对应地连接，以用于控制相应的控制开关的导通和关闭，运算放大器OP的输出端与第三电压端V1连接，运算放大器OP的正输入端与第二参考电压VRef2连接，运算放大器OP的负输入端与第三电压端V1连接。

另外，本发明实施例还提供一种充电仓，包括上述的充电仓电路。

图6为本申请第一实施例提供的充电系统的结构示意图。如图6所示，该无线耳机充电电路包括设置在无线耳机内的第一部分电路100和设置在充电仓内的第二部分电路200。第一部分电路100包括模数转换器ADC以及串联在第一接地端GND1和第一电压端VCHG之间的第一电池BAT1和分压电阻R，模数转换器ADC与第一电池BAT1连接以用于输出第一电池BAT1的第一电压数值。第二部分电路200包括电压调节单元Buck-Boost、第二电池BAT2和与第二电池BAT2相连以用于对第二电池BAT2进行充电管理的充电管理单元Charger，电压调节单元Buck-Boost的输出端VO和第二接地端GND2中的一者连接第一接地端GND1，且电压调节单元Buck-Boost的输出端VO和第二接地端GND2中的另一者连接第一电压端VCHG。无线耳机充电电路还包括设置在无线耳机或充电仓内的设置单元Set和加法器Adder，设置单元Set用于设置第二电压数值，第二电压数值代表对第一电池BAT1进行恒流充电时施加在分压电阻R上的电压值，即充电电流在分压电阻R上的压降，加法器Adder用于计算第一电压数值与第二电压数值的和，电压调节单元Buck-Boost用于根据加法器Adder计算的电压数值将从第二电池BAT2输入的第一电压调节为第二电压后输出，以对第一电池BAT1进行充电。

其中，分压电阻R可设置在芯片的外部，例如在印刷电路板上安装的电阻，也可以集成在芯片内部，例如采用金属电阻或者多晶硅电阻实现。而设置单元Set的电路可以由数字电路设计，例如由verilog语言设计综合形成，其中可能包括一些寄存器，存储分压电阻R的电阻值、充电电流值等并进行简单运算。例如将分压电阻R的电阻值和充电电流值相乘后输出至加法器Adder。在一些设计中分压电阻R的电阻值可以由软件改写，充电电流值也可设计成可由软件改写。

另外，第一电压端VCHG与第一电池BAT1的正极连接，第一接地端GND1与第一电池BAT1的负极连接。电压调节单元的输出端输出的第二电压可为正电压，此时，电压调节单元的输出端与第一电压端VCHG连接，第二接地端GND2与第一接地端GND1连接。然而，为了简化电路结构，以便降低成本，电压调节单元的输出端VO输出的第二电压可为负电压，电压调节单元的输出端VO与第一接地端GND1连接，第二接地端GND2与第一电压端VCHG连接。并且，在电压调节单元的输出端VO输出的第二电压为负电压或为正电压的两种情况下，第二电压的绝对值可大于等于第一电压或第二电压的绝对值可小于等于第一电压。也就是说，电压调节单元可将第二电池BAT2输入的电压调高或调低后输出，以对第一电池BAT1进行充电，电压调节单元可为Buck-Boost电路。

由于设置在无线耳机内的第一部分电路100包括模数转换器ADC以及串联在第一接地端GND1和第一电压端VCHG之间的第一电池BAT1和分压电阻R，模数转换器ADC能够输出第一电池BAT1的第一电压数值，设置单元Set用于设置第二电压数值，第二电压数值代表对第一电池BAT1进行恒流充电时施加在分压电阻R上的电压值，加法器Adder能够计算第一电压数值与第二电压数值的和，电压调节单元Buck-Boost能够根据加法器Adder计算的电压数值将从第二电池BAT2输入的第一电压调节为第二电压后输出，以对第一电池BAT1进行充电，也就是说，在对无线耳机进行充电时，充电仓内的第二部分电路200可根据加法器Adder计算的电压数值输出无线耳机内的第一部分电路100所需要的充电电压，从而降低了能量损耗，提高了充电效率，并且无线耳机内的电路结构简单，有利于减小无线耳机的体积和降低成本。

其中，在设置单元Set和加法器Adder位于无线耳机内的情况下，使用充电仓对无线耳机进行充电时，电压调节单元Buck-Boost可与加法器Adder有线连接，以便根据加法器Adder计算的电压数值将从第二电池BAT2输入的第一电压调节为第二电压后输出。可替代地，无线耳机充电电路还可包括设置在无线耳机内的第一无线通信单元和设置在充电仓内的第二无线通信单元。并且，第一无线通信单元和第二无线通信单元之间的无线通信方式可为射频、蓝牙、WiFi和ZigBee中的一者。如图6所示，加法器Adder与第一无线通信单元例如射频单元RF1连接，电压调节单元Buck-Boost与第二无线通信单元例如射频单元RF2连接，以通过第一无线通信单元和第二无线通信单元之间的无线通信接收加法器Adder计算的电压数值。

图7为本申请第二实施例提供的充电系统的结构示意图。如图7所示，为了实现对第一电池BAT1进行恒流或恒压充电，无线耳机充电电路还可包括选择单元Min。若加法器Adder计算的电压数值小于第一参考电压值VDRef1，则选择单元Min输出加法器Adder计算的电压数值，此时对第一电池BAT1进行恒流充电，其中，第一参考电压值VDRef1代表对第一电池BAT1进行恒压充电时分压电阻R和第一电池BAT1所需的充电电压数值；若加法器Adder计算的电压数值大于第一参考电压值VDRef1，则选择单元Min输出第一参考电压值VDRef1，此时对第一电池BAT1进行恒压充电。

继续参考图7，VDRef1[2:0]与VDRF2[2:0]具有相同的位数，两者都为三位数字信号。VDRef1[2:0]表示恒压充电的恒压电压值，例如4.2V。当VDRF2[2:0]大于VDRef1[2:0]时，选择单元Min选择VDRef1[2:0]的值输出到VD[2:0]，用以控制Buck-Boost的输出电压；当VDRF2[2:0]小于VDRef1[2:0]时，选择单元Min选择VDRF2[2:0]的值输出到VD[2:0]，以控制Buck-Boost的输出电压。

由上述内容可知，本发明实施例提供的充电系统包括上述的无线耳机电路和上述的充电仓电路，其中，无线耳机电路和充电仓电路中的一者包括设置单元Set和加法器Adder。

另外，本发明实施例还提供了一种充电方法，该充电方法包括：测量对无线耳机电路的第一电池进行充电时所需的总电压数值；根据总电压数值将充电仓电路的第二电池输出的第一电压调节为第二电压后，输出给无线耳机电路，以对第一电池进行充电，其中，第二电压的数值与总电压数值相等；并且，第二电压的绝对值大于等于第一电压；或，第二电压的绝对值小于等于第一电压。

下面参考图4和图7对本申请实施例的无线耳机充电电路进行进一步说明。其中，第一无线通信单元为射频单元RF1，第二无线通信单元为射频单元RF2，电压调节单元为Buck-Boost电路。

如图7所示，左边虚线框中的电路为位于充电仓中的第二部分电路200，右边虚线框中的电路为位于无线耳机中的第一部分电路100。第二部分电路200可包括充电管理单元Charger、射频单元RF2、电压调节单元Buck-Boost电路(降压-升压电路)、第二电池BAT2和选择单元Min。充电管理单元Charger的功能是给第二电池BAT2进行充电，Buck-Boost电路的功能是根据射频单元RF2的指令来产生合适的输出电压。由于射频单元RF2的指令期望电压调节单元输出的电压可能比第二电池BAT2的电压高，也可能比BAT2的电压低，因此需要降压-升压电路。当期望输出电压比第二电池BAT2的电压高时，则Buck-Boost电路工作在升压模式，当期望输出电压比第二电池BAT2的电压低时，则Buck-Boost电路工作在降压模式。在无线耳机中，分压电阻R为固定电阻，其电阻值期望为固定值，第一电池BAT1为无线耳机中的电池，模数转换器ADC用于把第一电池BAT1的电压转化为表示第一电池BAT1的电压值的数字信号，设置单元Set用于根据设置的恒流充电电流值产生一个电压值，并以数字信号输出，设置单元Set输出的电压值表示分压电阻R上所需的电压，其等于第一电池BAT1的充电电流值乘以分压电阻R的电阻。加法器Adder将模数转换器ADC输出的电压值加上设置单元Set产生的电压值后得出的电压数值输出给射频单元RF1。在无线耳机中，射频单元RF1一般遵循蓝牙协议，当然原理上也可以为其他的无线通讯协议，例如Wifi或者Zigbee等。射频单元RF1一般为射频接收机，既可以发射无线信号，也可以接受无线信号。射频单元RF1可以是以频率调制原理工作或者以幅度调制原理工作。射频单元RF1可以与射频单元RF2进行无线通讯，把接受来自加法器Adder输出的电压数值的数字信号传输给射频单元RF2，射频单元RF2经过选择单元Min将加法器Adder计算的电压数值或第一参考电压值VDRef1输出给降压-升压电路Buck-Boost，其中，第一参考电压值VDRef1代表对第一电池BAT1进行恒压充电时分压电阻R和第一电池BAT1所需的充电电压数值。降压-升压电路Buck-Boost根据选择单元Min输入的电压数值输出相应的电压，其输出电压施加在第一电压端VCHG与第一接地端GND1之间，此处降压-升压电路Buck-Boost优选输出电压为负电压，即VO相对地电压为负值，因此降压-升压电路Buck-Boost的输出端VO被连接到无线耳机中的第一部分电路100的第一接地端GND1端，而充电仓的第二部分电路200的第二接地端GND2被连接至第一电路部分100的第一电压端VCHG。

参考图4，描述了本申请的一种降压-升压电路Buck-Boost的实现方式。该降压-升压电路Buck-Boost包括运算放大器OP、误差放大器EA、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、控制电路、电感L1、电容C1、开关K1、K2。K1和K2工作时交替导通，即当K1导通时，K2截止；当K1截止时，K2导通。假设K1导通的占空比为D，则K2导通的占空比为1-D，则根据磁通量守恒可知：

VIN·D+(1-D)VOUT＝0(即K1导通电感L1上储存能量时的磁通量与K2导通电感L1上释放能量时的磁通量之和为零)

其中，VIN是输入第一电压端VCHG的电压值，VOUT是降压-升压电路Buck-Boost的输出端VO的输出电压值，D是开关K1导通的占空比。

整理上述等式可得：VOUT＝-VIN·D/(1-D)。

当D>50％时，D/(1-D)大于1，VOUT为升压模式，输出电压的绝对值大于输入电压的绝对值。当D<50％时，D/(1-D)小于1，VOUT为降压模式，输出电压的绝对值小于输入电压的绝对值。

继续参考图4，当FB节点的电压大于第二接地端GND2的电压时，误差放大器EA的输出电压增加，从而控制电路增加其输出的开关信号SW1的占空比D1，而SW2为SW1的反相信号，因此降压-升压电路Buck-Boost的输出端VO的电压将下降，导致FB的电压也下降。当FB节点的电压小于第二接地端GND2的电压时，误差放大器EA的输出电压减小，从而控制电路减小其输出的开关信号SW1的占空比D1，而SW2为SW1的反相信号，因此降压-升压电路Buck-Boost的输出端VO的电压将增加，导致FB的电压也增加。

由此可知，Buck-Boost中的控制电路为负反馈电路，负反馈电路当增益足够时，稳定状态下，FB电压应该等于第二接地端GND2的电压。因此，稳定状态下满足：VO＝-R2·V1/R1。

其中，R1为图4中第一电阻R1的电阻值，R2为图4中第二电阻R2的电阻值，V1为图4中第三电压端V1的电压值。

第三电压端V1的电压为运算放大器OP与电阻R3～R7及开关KA～KC产生。其满足：V1/(Req+R3)＝V2/R3，而VRef2＝V2，则V1＝(Req+R3)VRef2/R3。

其中，Req为串联在第三电压端V1与第二电压端V2之间的所有电阻(由R4～R7以及开关KA～KC的闭合和断开状态决定)的等效电阻值，R3为第三电阻R3的电阻值，第二参考电压VRef2为第二电压端V2的电压值。因此可以通过VD0～VD2信号控制开关的导通或断开来改变Req的电阻值，从而设置V1的电压值。这里的实现方式为VD0、VD1和VD2三位数字信号，在实际设计中，可为更多位的数字信号。

综上所述，本发明相对于现有技术具有以下优点：第一，无线耳机中的电路结构设计简单，使得充电电路占用的无线耳机的空间较小，有助于减小无线耳机的体积和重量，便于佩戴，并且成本较低；第二，对于整个系统，充电时的能量效率更高。具体地，在如图1所示的充电电路中，当升压单元Boost的输出电压为5V且电池电压较低时，例如电池电压为3V，效率为3/5＝60％，充电效率较低。而在图6和图7所示的本申请实施例提供的充电系统中，设置在无线耳机内的第一部分电路100串联了一个分压电阻R，该分压电阻R上的电压降可以设计的尽可能小，从而提高了系统的能量利用效率。例如设计分压电阻R的电阻值为1欧姆，当充电电流为0.1A时，分压电阻R上的电压降为0.1V，当第一电池BAT1的电压为3V时，Buck-Boost输出的电压为-3.1V，施加在第一电压端VCHG与第一接地端GND1之间的电压为3.1V，则系统效率为3/3.1＝96.8％。进一步地，根据本发明的原理，如果减小串联电阻R的电阻值，可以进一步提高效率。例如当串联电阻R的电阻为0.2欧姆时，如果第一电池BAT1的电压为3V，充电电流为0.1A，本发明实施例的充电电路可控制Buck-Boost的输出电压为3+0.1*0.2＝3.02V，则系统效率为3/3.02＝99.3％。另外，在提高能量利用效率后，能够增加充满后的充电仓对无线耳机进行充电的次数，从而提升了用户使用效果。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种无线耳机电路，其特征在于，包括反馈单元、串联在第一接地端和第一电压端之间的第一电池和分压电阻，所述第一电压端和所述第一接地端能够与充电仓电路可断开地连接，所述反馈单元用于向所述充电仓电路反馈所述第一电池的第一电压数值或反馈以所述第一电池的第一电压数值为变量的函数值，以使得所述充电仓电路能够根据所述第一电压数值和设置的所述分压电阻充电时的压降之和提供充电电压。

2.根据权利要求1所述的无线耳机电路，其特征在于，所述反馈单元包括与所述第一电池连接的模数转换器，所述模数转换器用于输出所述第一电池的所述第一电压数值，其中：

所述模数转换器在充电时与所述充电仓电路连接，以用于向所述充电仓电路反馈所述第一电压数值；或，

所述反馈单元还包括与所述模数转换器连接的第一无线通信单元，所述第一无线通信单元能够与所述充电仓电路的第二无线通信单元进行通信，以向所述充电仓电路反馈所述第一电压数值。

3.根据权利要求1所述的无线耳机电路，其特征在于，所述反馈单元包括设置单元、加法器和与所述第一电池连接的模数转换器，所述模数转换器用于输出所述第一电池的所述第一电压数值，所述设置单元用于设置第二电压数值，所述第二电压数值代表充电电流在所述分压电阻上的压降，所述加法器用于计算所述第一电压数值与所述第二电压数值的和，其中：

所述加法器在充电时与所述充电仓电路连接，以用于向所述充电仓电路反馈所述第一电压数值与所述第二电压数值的和；或，

所述反馈单元还包括与所述加法器连接的第一无线通信单元，所述第一无线通信单元能够与所述充电仓电路的第二无线通信单元进行通信，以向所述充电仓电路反馈所述加法器计算的电压数值。

4.一种无线耳机，其特征在于，包括根据权利要求1-3中任一项所述的无线耳机电路。

5.一种充电仓电路，其特征在于，包括电压调节单元、第二电池和与所述第二电池相连以用于对所述第二电池进行充电管理的充电管理单元，所述电压调节单元的输出端和第二接地端能够与无线耳机电路可断开地连接，且所述电压调节单元能够根据总电压数值，将所述第二电池输入的第一电压调节为第二电压后输出，以对所述无线耳机电路的第一电池进行充电，所述总电压数值为：所述充电仓电路设置的第二电压数值和所述无线耳机电路反馈的第一电压数值之和；或，所述无线耳机电路反馈的以所述第一电压数值为变量的函数值；并且其中：所述第二电压的绝对值大于等于所述第一电压；或，所述第二电压的绝对值小于等于所述第一电压。

6.根据权利要求5所述的充电仓电路，其特征在于，所述充电仓电路还包括设置单元和加法器，所述设置单元用于设置所述第二电压数值，所述第二电压数值代表充电电流在所述无线耳机电路的与所述第一电池串联的分压电阻上的压降，所述加法器能够接收所述无线耳机电路反馈的所述第一电池的所述第一电压数值，以计算所述第一电压数值与所述第二电压数值之和作为所述总电压数值输出给所述电压调节单元，其中：

所述加法器在充电时与所述无线耳机电路连接，以用于接收所述第一电压数值；或，

所述充电仓电路还包括与所述加法器连接的第二无线通信单元，所述第二无线通信单元能够与所述无线耳机电路的第一无线通信单元进行通信，以使所述加法器接收所述无线耳机电路反馈的所述第一电压数值。

7.根据权利要求5所述的充电仓电路，其特征在于，所述电压调节单元能够接收所述无线耳机电路反馈的所述总电压数值，其中：

所述电压调节单元在充电时与所述无线耳机电路连接，以用于接收所述总电压数值；或，

所述充电仓电路还包括与所述电压调节单元连接的第二无线通信单元，所述第二无线通信单元能够与所述无线耳机电路的第一无线通信单元进行通信，以使所述电压调节单元接收所述无线耳机电路反馈的所述总电压数值。

8.根据权利要求6或7所述的充电仓电路，其特征在于，所述电压调节单元包括数模转换模块和与所述数模转换模块相连的调节模块，所述数模转换模块能够将接收的电压数值转换为模拟电压信号后输出给所述调节模块，所述调节模块根据所述模拟电压信号将所述第一电压调节为所述第二电压后输出，所述数模转换模块接收的电压数值与所述第二电压的数值相等，其中：

所述数模转换模块接收的电压数值为所述总电压数值；或，

所述充电仓电路还包括接收所述总电压数值的选择单元，当对所述第一电池进行恒流充电时，所述选择单元将所述总电压数值输出给所述数模转换模块；当对所述第一电池进行恒压充电时，所述选择单元将第一参考电压值输出给所述数模转换模块，所述第一参考电压值代表对所述第一电池进行恒压充电时所述无线耳机电路所需的电压数值。

9.根据权利要求8所述的充电仓电路，其特征在于，所述调节模块包括串联在所述第二电池与所述电压调节单元的输出端之间的第一开关、电感和电容以及与所述电感和电容并联的第二开关、串联在所述数模转换模块的输出端和所述电压调节单元的输出端之间的第一电阻和第二电阻、控制电路和误差放大器，所述控制电路的第一输出端与所述第一开关连接以用于控制第一开关的导通和闭合，所述控制电路的第二输出端与所述第二开关连接以用于控制所述第二开关的导通和闭合，所述误差放大器的正输入端连接于所述第一电阻和所述第二电阻之间，所述误差放大器的负输入端连接于所述电感和所述电容之间的所述第二接地端，所述误差放大器的输出端连接所述控制电路的输入端，其中：所述第一开关闭合时，所述第二开关断开，所述电感储能；所述第一开关断开时，所述第二开关闭合，所述电感释放能量，使得所述电压调节单元的输出端输出所述第二电压；和/或，

所述数模转换模块包括运算放大器、连接在所述第二电压端和所述第二接地端之间的第三电阻以及连接在第二电压端和第三电压端之间的多个串联电阻，所述第三电压端为所述数模转换模块的输出端，每个所述串联电阻上并联有控制开关，所述数模转换模块包括接收电压数值的多个输入端，多个所述输入端与多个所述控制开关一一对应地连接，以用于控制相应的所述控制开关的导通和关闭，所述运算放大器的输出端与所述第三电压端连接，所述运算放大器的正输入端与第二参考电压连接，所述运算放大器的负输入端与所述第二电压端连接。

10.一种充电仓，其特征在于，包括根据权利要求5-9中任一项所述的充电仓电路。

11.一种充电系统，其特征在于，所述充电系统包括根据权利要求1-3中任一项所述的无线耳机电路和根据权利要求5-9中任一项所述的充电仓电路，其中，所述无线耳机电路和所述充电仓电路中的一者包括设置单元和加法器。

12.一种充电方法，其特征在于，所述充电方法包括：

测量对无线耳机电路的第一电池进行充电时所需的总电压数值；

根据所述总电压数值将充电仓电路的第二电池输出的第一电压调节为第二电压后，输出给所述无线耳机电路，以对所述第一电池进行充电，

并且，所述第二电压的数值与所述总电压数值相等；其中：所述第二电压的绝对值大于等于所述第一电压；或，所述第二电压的绝对值小于等于所述第一电压。

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