CN112366797A - Tws充电控制系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种‑TWS充电控制系统和方法,该控制方法包括,在耳机充电过程中,实时采集耳机的电池电压VBAT_EP;调节充电仓的输出电压VBOOT,并控制Vin‑VBAT_EP的压差在[0~D]范围内,其中,Vin为耳机电池的输入端电压,D为一固定电压值。本发明方法解决了当前市场产品在通信的状态下必须停止充电的缺点,在充电过程中通过通信实时获取耳机端电池的电压,然后通过实时通信调整充电仓输出电压,从而提高耳机端的充电效率,降低耳机发热。
Description
技术领域
本发明属于充电技术领域,具体涉及一种TWS充电控制系统和方法。
背景技术
TWS(True Wireless Stereo真正无线立体声)耳机包含充电仓和一对耳机两个部分。
现有技术中,耳机在进行通信的状态下必须停止充电,而且充电仓的输出电压为一固定电压,通常固定为5V,这样在充电过程中无法对充电仓的输出电压进行调节,但是在充电过程中,如果充电仓和耳机电池之间的压差过大,则会导致耳机端发热,降低充电效率。
如何提供一种可以降低耳机发热、提高充电效率的TWS充电控制系统和方法,是一个急需解决的问题。
发明内容
本发明一实施例提供一种TWS充电控制系统和方法,用于解决现有技术中耳机容易发热、充电效率低的问题,包括:
一实施例中,一种TWS充电控制方法,在耳机充电过程中,
实时采集耳机的电池电压VBAT_EP;
调节充电仓的输出电压VBOOT,并控制Vin-VBAT_EP的压差在[0~D]范围内,
其中,Vin为耳机电池的输入端电压,D为一固定电压值。
优选的,在上述的TWS充电控制方法中,调节充电仓的输出电压VBOOT,并控制Vin-VBAT_EP的压差在耳机充电过程中保持不变。
优选的,在上述的TWS充电控制方法中,所述充电仓包括升压/降压模块,
该升压/降压模块对充电仓电池的电压进行升压或降压,以控制Vin-VBAT_EP的压差在【0~D】范围内。
优选的,在上述的TWS充电控制方法中,所述充电仓包括升压模块,
若VBAT_CC≥VBAT_EP+Δ,所述升压模块工作在直通模式;
若VBAT_CC<VBAT_EP+Δ,所述升压模块对充电仓电池的电压进行升压,以控制Vin-VBAT_EP的压差在【0~D】范围内,
其中,VBAT_CC为电池仓电池电压,Δ为充电的回路压降。
优选的,在上述的TWS充电控制方法中,D的值为充电启动时,耳机电池输入端电压与耳机电池电压之间的电压差。
优选的,在上述的TWS充电控制方法中,D的值选自50-300mV之间。
优选的,在上述的TWS充电控制方法中,还包括:
耳机与充电仓通信,并采集充电仓的状态信息;
耳机将所述状态信息发送至智能终端。
优选的,在上述的TWS充电控制方法中,耳机与充电仓之间采用CPLD进行通信。
一实施例中,一种TWS充电控制系统,包括:
耳机,包括第一检测单元和耳机电池,该第一检测单元在耳机充电过程中,可实时采集耳机的电池电压VBAT_EP;
充电仓,包括调压单元,该充电仓与耳机在充电过程中进行通信并获取所述耳机的电池电压VBAT_EP,调压单元调节充电仓的输出电压VBOOT,并控制Vin-VBAT_EP的压差在[0~D]范围内,
其中,Vin为耳机电池的输入端电压,D为一固定电压值。
优选的,在上述的TWS充电控制系统中,还包括智能终端,
所述耳机与充电仓进行通信,并采集充电仓的状态信息;
耳机将所述状态信息通过无线的方式发送至智能终端。
与现有技术相比,本发明方法解决了当前市场产品在通信的状态下必须停止充电的缺点,在充电过程中通过通信实时获取耳机端电池的电压,然后通过实时通信调整充电仓输出电压,从而提高耳机端的充电效率,降低耳机发热。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例,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是本申请一实施方式中TWS充电控制系统的电路示意图;
图2是本申请一实施方式中TWS充电控制系统的原理方框图;
图3是本申请另一实施方式中TWS充电控制系统的原理方框图;
图4是本申请一实施方式中TWS充电控制方法的流程图;
图5是本申请另一实施方式中TWS充电控制方法的流程图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但该等实施方式并不限制本发明,本领域的普通技术人员根据该等实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
并且,应当理解的是尽管术语第一、第二等在本文中可以被用于描述各种元件或结构,但是这些被描述对象不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将这些描述对象彼此区分开。
并且,在不同的实施方式中可能使用相同的标号或标记,但这并不代表结构或者功能上的联系,而仅仅是为了描述的方便。
结合图1所示,本申请一实施例提供了一种TWS充电控制系统,包括充电仓电路10和耳机电路20。
充电仓电路10包括第一控制单元11、调压单元12、第一通信单元13和第一检测单元14。第一检测单元14用以识别第一通信单元13的信号,并将该信号送至第一控制单元11,第一控制单元11对调压单元12进行控制,对充电仓的电池电压进行升压或降压并进行输出。
耳机电路20包括第二控制单元21、充电单元22、第二通信单元23和第二检测单元24。第二检测单元24用以识别第二通信单元23的信号,并将该信号送至第二控制单元21,充电单元22连接于耳机的充电接口。
一实施例中,第一通信单元13和第二通信单元23之间采用CPLD(ComplexProgrammable Logic Device复杂可编程逻辑器件)进行通信,充电仓内的CPLD将升压后的充电电源电压进行调制输出到耳机端,耳机上的CPLD对调制信号进行解调。
一实施例中,第一通信单元13为电流源开关,第二通信单元23为负载开关。
结合图2所示,TWS充电控制系统还包括智能终端30。耳机电路20还包括第三通信单元25,第三通信单元25与智能终端30之间通过无线方式通信。
一实施例中,智能终端30可以为一手持设备,比如手机或平板电脑。
一实施例中,第三通信单元25为蓝牙模块。
结合图3所示,在另一实施例中,智能终端30分别与充电仓10和耳机20进行无线通信,通信方式优选为蓝牙方式。
结合图4所示,基于上述TWS充电控制系统,本申请实施例还提供了一种TWS充电控制方法,包括:
s1、在耳机充电过程中,实时采集耳机的电池电压VBAT_EP;
s2、调节充电仓的输出电压VBOOT,并在整个充电过程中控制Vin-VBAT_EP的压差在[0~D]范围内,
其中,Vin为耳机电池的输入端电压,D为一固定电压值。
在一实施例中,结合图3所示,耳机电池电压的信息通过无线通信的方式,比如蓝牙发送至智能终端,智能终端可以直接与充电仓进行通信,并控制其调节输出电压。
在另一实施例中,结合图2所示,耳机内的第二控制单元21直接发送控制信号至充电仓10,充电仓10内的第一控制单元11调节输出电压,该实施例中,充电仓和耳机通过直接通信完成电压调节,不需要智能终端进行间接传输信号。
本发明目的在于在整个充电过程中,通过对输出电压的调节,以使得输出电压伴随电池电压的变化而变化,控制耳机电池的输入端电压等于或略大于耳机电池电压,从而可以避免耳机内发热,提高充电效率。为了实现该目的,其实现方式可包括:
一实施例中,调节充电仓的输出电压,控制Vin-VBAT_EP的差值在0-D范围之内变化,该实施例中,在整个充电过程中,Vin-VBAT_EP的差值可以是变化的,只要不超出0-D的范围即可。
另一实施例中,调节充电仓的输出电压VBOOT,并控制Vin-VBAT_EP的压差在耳机充电过程中保持不变。该实施例中,Vin-VBAT_EP的差值为一固定值,该固定值可以为0V,也可以为任意的D,为了控制耳机发热,D的值不能太大,D的值优选为50-300mV。
在一实施例中,调压单元12为升压/降压模块(BOOST/BUCKBOOST),该升压/降压模块对充电仓电池的电压进行升压或降压,以控制Vin-VBAT_EP的压差在【0~D】范围内。
在一实施例中,调压单元12为升压模块,只能对电池仓的电池进行升压,该实施例中:
若VBAT_CC≥VBAT_EP+Δ,所述升压模块工作在直通模式;
若VBAT_CC<VBAT_EP+Δ,所述升压模块对充电仓电池的电压进行升压,以控制Vin-VBAT_EP的压差在【0~D】范围内,
其中,VBAT_CC为电池仓电池电压,Δ为充电的回路压降。
该实施例中,为了降低成本(相对于升压/降压模块),可以采用升压模块对电压进行调节,由于其只能进行升压不能进行降压,因此,该模块主要存在两种工作模式:直通(不进行升压)模式和升压模式,当VBAT_CC≥VBAT_EP+Δ时,如果进行升压,则会增大耳机端的发热,此时升压模块可以不工作,电池仓电池电压直接对耳机端进行充电;当VBAT_CC<VBAT_EP+Δ,可以正常进入升压模块,针对耳机电池电压的变化,而通过升压模块实时调节输出电压。
需要说明的是,在升压模块不工作的状态下,电池仓的输出电压为一恒定值,其与耳机电池输入端的电压差在充电过程中逐渐减小,在该实施例中,D的值为充电启动时,耳机电池输入端电压与耳机电池电压之间的电压差。
当调压单元12为升压模块时,D的值为充电启动时,耳机电池输入端电压与耳机电池电压之间的电压差。
在一示例中,比如耳机侧电池电压是3.5V,指令通知电池仓电压调节输出为3.6V(目前市场上都是5V),这样耳机侧功耗降低,降低耳机发热;当电池电压冲到3.6V,发送指令通知电池仓输出3.7V,始终维持100mV压差(也可以是50,200,300mV,取决于耳机充电器的选择)。
结合图1所示,充电仓和耳机之间通过电流源开关和负载开关进行通信,工作过程:耳机端根据实时充电状态发送指令到电池仓,发送过程如下,通过控制电流源开关SW1的开关抽取方波电流,从而在充电仓负载开关load switch两端产生方波电压,该方波电压被detect检测电路识别后送至控制器Controller,控制器根据收到的指令实时调节BOOST/BUCKBOOST的输出电压,从而调高耳机端充电器的充电效率。
结合图5所示,基于上述TWS充电控制系统,本申请实施例还提供了另外一种TWS充电控制方法,包括:
s1、耳机与充电仓通信,并采集充电仓的状态信息;
s2、耳机将所述状态信息发送至智能终端。
智能终端获取充电仓的状态信息包括充电仓的电池剩余电量、电流、电池仓是否处于充电状态、电池仓发生异常导致停冲或未达到额定充电电流的原因(读取电池仓中断信息)、电池仓的电池的温度等。还可以是软件升级包,固件版本,出厂信息等基本产品信息。
智能终端通过获取充电仓的状态信息对其进行监控,比如,耳机放入充电仓后一直冲不饱,用户可以实时了解充电过慢的原因是否时充电仓本身异常引起,可以监控电池仓的剩余电量还能用多久,是否有过温等异常状态等信息,取决于电池仓的功能。
另外,如果电池在低温充电和高温时,耳机也可以主控控制Boost输出,降低充电电流和充电电压,防止电池寿命老化。
本实施例中,用户通过手机或平板及其他智能终端与TWS耳机连接,耳机与充电仓通过接触点物理连接。用户发送读取电池仓信息的指令至耳机端,耳机端与电池仓的通信机理如下:发射过程,耳机端通过控制SW1抽取开关电流,从而在充电仓load switch两端产生电压方波,该方波电压被detect检测电路识别并送到电池仓控制系统;接受过程,电池仓控制系统通过调制BOOST/BUCKBOOST的输出电压产生方波,该方波在而耳机被detect检测电路识别并送至耳机端Controller实现接受,再由Controller通过蓝牙将该信息发送至智能终端。
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囊括在本发明内。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,应当理解,虽然本说明书按照实施例加以描述,但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种TWS充电控制方法,其特征在于,在耳机充电过程中,
实时采集耳机的电池电压VBAT_EP;
调节充电仓的输出电压VBOOT,并控制Vin-VBAT_EP的压差在[0~D]范围内,
其中,Vin为耳机电池的输入端电压,D为一固定电压值。
2.根据权利要求1所述的TWS充电控制方法,其特征在于,调节充电仓的输出电压VBOOT,并控制Vin-VBAT_EP的压差在耳机充电过程中保持不变。
3.根据权利要求1所述的TWS充电控制方法,其特征在于,所述充电仓包括升压/降压模块,
该升压/降压模块对充电仓电池的电压进行升压或降压,以控制Vin-VBAT_EP的压差在【0~D】范围内。
4.根据权利要求1所述的TWS充电控制方法,其特征在于,所述充电仓包括升压模块,
若VBAT_CC≥VBAT_EP+Δ,所述升压模块工作在直通模式;
若VBAT_CC<VBAT_EP+Δ,所述升压模块对充电仓电池的电压进行升压,以控制Vin-VBAT_EP的压差在【0~D】范围内,
其中,VBAT_CC为电池仓电池电压,Δ为充电的回路压降。
5.根据权利要求4所述的TWS充电控制方法,其特征在于,D的值为充电启动时,耳机电池输入端电压与耳机电池电压之间的电压差。
6.根据权利要求1所述的TWS充电控制方法,其特征在于,D的值选自50-300mV之间。
7.根据权利要求1所述的TWS充电控制方法,其特征在于,还包括:
耳机与充电仓通信,并采集充电仓的状态信息;
耳机将所述状态信息发送至智能终端。
8.根据权利要求1或7所述的TWS充电控制方法,其特征在于,耳机与充电仓之间采用CPLD进行通信。
9.一种TWS充电控制系统,其特征在于,包括:
耳机,包括第一检测单元和耳机电池,该第一检测单元在耳机充电过程中,可实时采集耳机的电池电压VBAT_EP;
充电仓,包括调压单元,该充电仓与耳机在充电过程中进行通信并获取所述耳机的电池电压VBAT_EP,调压单元调节充电仓的输出电压VBOOT,并控制Vin-VBAT_EP的压差在[0~D]范围内,
其中,Vin为耳机电池的输入端电压,D为一固定电压值。
10.根据权利要求9所述的TWS充电控制系统,其特征在于,还包括智能终端,
所述耳机与充电仓进行通信,并采集充电仓的状态信息;
耳机将所述状态信息通过无线的方式发送至智能终端。
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