CN113206530A - 无线耳机充电方法及充电系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无线耳机充电方法，包括以下步骤：当充电盒检测到无线耳机插入时，充电盒向无线耳机执行充电输出，以对无线耳机进行充电；充电盒控制充电输出和串口通迅分时复用，以在充电每隔预设时间后切换到通迅模式；当充电盒处于通迅模式时，充电盒获取耳机电池的当前电压值，并调整输出电压值，以使输出电压值与当前电压值的压差维持在预设范围内；当充电盒检测到无线耳机充满电时，充电盒向无线耳机关闭充电输出。本发明通过充电盒和无线耳机之间的通迅交互，及及时识别耳机电池的当前电压值，利用电压跟随原理，调整充电盒输出电压值，使得充电盒输出电压值与耳机电池的当前电压值维持在预设范围内，达到提升充电效率，降低热损耗目的。

Description

无线耳机充电方法及充电系统

技术领域

本发明属于无线耳机充电的技术领域，具体地涉及一种无线耳机充电方法及充电系统。

背景技术

随着无线通讯技术的发展，智能化和无线化趋势已经深入地体现在了如TWS耳机等无线耳机产品之中。无线耳机产品通常适配有一个具有收纳和充电功能的充电盒，该充电盒具有能够给无线耳机充电以及发送配对命令等功能。为了提高充电盒的智能性，充电盒可以在无线耳机入盒时及时检测到耳机的入盒，然后给耳机充电，并与无线耳机实现信息交互。

目前，TWS耳机通常配备有充电盒，用于收纳TWS耳机和为TWS耳机充电使用。现有TWS耳机的充电系统主要可分为两部分，分别是充电盒部分以及TWS耳机部分。充电盒部分中含储能电池，以便对TWS耳机进行充电，受限于充电盒和TWS耳机的狭小空间，这两部分所用的电池容量都无法做大；目前，充电盒容量一般在500mAh，充电盒专门给两个无线耳机进行充电，而无线耳机端的容量更小，绝大部分都小于60mAh，故此只能使用线性充电方式。然而，因线性充电原理为输入与输出电流基本一致，比如当固定输入电压5V时，电池电压范围在2.8V～4.2V，造成整个线性充电过程充电效率约70％，加之结合充电盒升压电路充电约90％的效率，造成充电盒给无线耳机充电时的整体效率约60％，电能利用率低、热损耗高。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种无线耳机充电方法，有效改善现有无线耳机采用线性充电方式存在的电能利用率底、热损耗高的弊端。

该发明提供以下技术方案，一种无线耳机充电方法，用于充电盒对无线耳机自行充电，该无线耳机充电方法包括以下步骤：

当充电盒检测到无线耳机插入时，所述充电盒向所述无线耳机执行充电输出，以对所述无线耳机进行充电；

所述充电盒控制充电输出和串口通迅分时复用，以在充电每隔预设时间后切换到通迅模式；

当所述充电盒处于通迅模式时，所述充电盒获取所述无线耳机的耳机电池的当前电压值，并调整输出电压值，以使所述输出电压值与所述当前电压值的压差维持在预设范围内。

当所述充电盒检测到所述无线耳机充满电时，所述充电盒向所述无线耳机关闭充电输出，以完成对所述无线耳机的充电。

较现有无线耳机采用线性充电方式，本发明的有益效果为：通过充电盒和无线耳机之间的通迅交互，及时识别无线耳机的耳机电池的当前电压值，利用电压跟随原理，调整充电盒输出电压值，使得充电盒输出电压值与耳机电池的当前电压值维持在预设范围内，达到提升充电效率，降低热损耗的目的。

较佳地，当充电盒检测到无线耳机插入时，所述充电盒向所述无线耳机执行充电输出，以对所述无线耳机进行充电的步骤之后，所述方法还包括：

所述无线耳机实时监控自身的电池电压，并对所述电池电压进行存储。

较佳地，当所述充电盒处于通迅模式时，所述充电盒获取所述无线耳机的电池电池的当前电压值，并调整输出电压值，以使所述输出电压与所述当前电压值的压值维持在预设范围内的步骤包括：

当所述充电盒处于通迅模式时，所述充电盒获取所述无线耳机的耳机电池的当前电压值；

所述充电盒计算所述当前电压值与所述输出电压值的压差，并判断所述压差是否在所述预设范围内；

若否，则充电盒调整所述输出电压值，以使所述输出电压值与所述当前电压值的压差维持在预设范围。

较佳地，判断所述压差是否在所述预设范围内的步骤之后，所述方法还包括：

若是，则所述充电盒切换至充电输出，以对所述无线耳机进行充电。

较佳地，当所述充电盒检测到所述无线耳机充满电时，所述充电盒向所述无线耳机关闭充电输出，以完成对所述无线耳机的充电步骤包括：

当所述充电盒检测到所述无线耳机充满电后，所述充电盒发出充满指令给所述无线耳机，所述无线耳机应答所述充电盒；

所述充电盒接收到所述无线耳机的应答，所述充电盒关闭其输出电压值，以使完成对所述无线耳机充电。

本发明还提供一种无线耳机跟随充电系统，其采用充电盒和无线耳机之间的通讯交互及及时识别耳机电池的当前电压值，利用电压跟随原理及时调整充电盒输出电压值，使得输出电压值与当前电压值的压差维持在预设范围内，达到提升充电闭环效率的目的。

该发明提供以下技术方案，一种无线耳机充电系统，包括充电盒和无线耳机；

当充电盒检测到无线耳机插入时，所述充电盒用于向所述无线耳机执行充电输出，以对所述无线耳机进行充电；

所述充电盒用于控制充电输出和串口通迅分时复用，以在充电每隔预设时间后切换到通迅模式；

当所述充电盒处于通迅模式时，所述充电盒用于获取所述无线耳机的耳机电池的当前电压值，并调整输出电压值，以使所述输出电压值与所述当前电压值的压差维持在预设范围内。

较佳地，所述无线耳机用于实时监控自身的电池电压，并对所述电池电压进行存储。

较佳地，当所述充电盒处于通迅模式时，所述充电盒用于获取所述无线耳机的耳机电池的当前电压值；

所述充电盒用于计算所述当前电压值与所述输出电压值的压差，并判断所述压差是否在所述预设范围内；

若否，则充电盒用于调整所述输出电压值，以使所述充电盒的输出电压值与所述当前电压值的压差维持在预设范围。

较佳地，若是，则所述充电盒用于切换至充电输出，以对所述无线耳机进行充电。

较佳地，当所述充电盒检测到所述无线耳机充满电后，所述充电盒用于发出充满指令给所述无线耳机，所述无线耳机用于应答所述充电盒；

所述充电盒接收到所述无线耳机的应答，所述充电盒用于关闭其输出电压值，以使完成对所述无线耳机充电。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术充电盒向无线耳机的电能转移原理框图；

图2为本发明实施例提供的无线耳机充电方法步骤流程框图；

图3为本发明实施例提供的无线耳机充电方法步骤S30流程框图；

图4为本发明实施例提供的无线耳机充电方法步骤S40流程框图；

图5为本发明实施例一提供的无线耳机充电系统原理图；

图6为本发明实施例二提供的无线耳机充电系统原理图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明的实施例，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

众所周知，无线耳机10通常采用充电盒20进行自行充电。如图1所示，所述无线耳机10收纳在所述充电盒20内，所述充电盒20可输出电能给予所述无线耳机10；与此同时，所述无线耳机10接收所述充电盒20输出的电能，且将输入的电能进行存储，实现自身的充电操作。但是，因现行无线耳机的电池容量小，只能使用线性充电方式，而线性充电方式采用输入与输出电流基本一致的原理，造成整个线性充电过程充电效率在70％左右，另结合充电盒升压90％左右的效率，整个充电盒的充电效率处于60％左右，可见充电盒的充电效率低下，且热损耗高。本发明针对此问题及无线耳机产品的特殊性，通过研发出的一种无线耳机充电方法及充电模块来提升充电盒产品整体充电效率，可实现充电效率提升到80％以上的目的。

实施例一：

如图2、图3、图4和图5所示，本实施例一提供了一种无线耳机充电方法，用于充电盒对无线耳机自行充电，该无线耳机充电方法包括步骤S10～S40：

步骤S10：当充电盒检测到无线耳机插入时，所述充电盒向所述无线耳机执行充电输出，以对所述无线耳机进行充电；

其中，具体实施时，所述无线耳机插入所述充电盒内，所述充电盒通过其内置的充电盒MCU检测到所述无线耳机插入后，启动所述充电盒内置的升压电路输出电压给所述无线耳机内置的充电电路，所述无线耳机内置的无线耳机MCU控制所述充电电路对所述无线耳机的耳机电池进行充电。

进一步地，所述无线耳机MCU实时监控自身的电池电压，并控制对所述电池电压进行存储。

步骤S20：所述充电盒控制充电输出和串口通迅分时复用，以在充电每隔预设时间后切换到通迅模式；

其中，所述充电盒内置有充电盒串口单线半双工控制电路，经所述充电盒串口单线半双工控制电路与所述无线耳机实现串口通讯交互操作；本实施例中，所述充电盒MCU控制所述升压电路及所述充电盒串口单线半双工控制电路分时复用，使得所述升压电路输出电压对所述无线耳机充电后每隔预设时间后，自动切换至所述充电盒串口单线半双工控制电路的通讯模式，以使所述充电盒与所述无线耳机进行串口通讯交互操作；具体实施时，所述充电盒内置有充电盒开关电路，通过所述充电盒开关电路实现所述升压电路和所述充电盒串口单线半双工控制电路的切换；其中，所述充电盒控制充电输出和串口通迅分时复用的预设时间，根据不同的电池容量、电池充电曲线、充电电流等因素来设置。

步骤S30：当所述充电盒处于通迅模式时，所述充电盒获取所述无线耳机的耳机电池的当前电压值，并调整输出电压值，以使所述输出电压值与所述当前电压值的压差维持在预设范围内；

其中，当所述充电盒处于通迅模式时，所述无线耳机MCU通过轮询的方式获取所述耳机电池的当前电压，并通过所述无线耳机内置的无线耳机串口单线半双工控制电路，经所述充电盒串口单线半双工控制电路反馈给所述充电盒MCU，所述充电盒MCU获取所述耳机电池的当前电压值；具体实施时，所述无线耳机内置有无线耳机开关电路，通过所述无线耳机开关电路实现所述充电电路和所述无线耳机串口单线半双工控制电路之间的切换；

进一步地，所述充电盒MCU根据获取的所述当前电压值与所述输出电压值对比，得到一个压差，并判断所述压差是否在所述预设范围内，本实施例中，所述预设范围设定在0.4V以内；具体地，当所述压差非处于所述预设范围内，则所述充电盒MCU控制所述升压电路调整所述输出电压值，以使所述输出电压值与所述当前电压值的压差维持在预设范围，所述MCU控制通讯模式切换至所述升压电路输出电压模式，使得所述充电盒继续对所述无线耳机充电；当所述压差处于所述预设范围内，则所述充电盒MCU直接控制通讯模式切换至所述升压电路输出电压模式，使得所述充电盒继续对所述无线耳机充电。

步骤S40：当所述充电盒检测到所述无线耳机充满电时，所述充电盒向所述无线耳机关闭充电输出，以完成对所述无线耳机的充电；

其中，当所述充电盒MCU检测到所述耳机电池充满电后，所述充电盒MCU经所述充电盒串口单线半双工控制电路发出充满指令给所述无线耳机，所述无线耳机应答经所述无线耳机串口单线半双工控制电路反馈给所述充电盒MCU；

所述充电盒MCU接收到所述无线耳机的应答，所述充电盒MCU控制所述升压电路关闭输出电压值，以使完成对所述无线耳机充电。

本实施例一通过所述充电盒和所述无线耳机之间的串口单线半双工控制的通迅交互，及及时识别所述耳机电池的当前电压值，利用电压跟随原理，调整所述升压电路的输出电压值，使得所述升压电路的输出电压值与所述耳机电池的当前电压值维持在0.4V以内，使得整体所述充电盒的充电效率提升至87％，且有效降低热损耗。

实施例二：

如图2、图3、图4和图6所示，本实施例二提供了另一种无线耳机充电方法，用于充电盒对无线耳机自行充电，该无线耳机充电方法包括步骤S10～S40：

步骤S10：该步骤同实施例一，在此就不一一赘述。

步骤S20：所述充电盒控制充电输出和串口通迅分时复用，以在充电每隔预设时间后切换到通迅模式；

其中，所述充电盒内置有充电盒PLD串口通讯控制电路，经所述充电盒PLD串口通讯控制电路与所述无线耳机实现串口通讯交互操作；本实施例中，所述充电盒MCU控制所述升压电路及所述充电盒PLD串口通讯控制电路分时复用，使得所述升压电路输出电压对所述无线耳机充电后每隔预设时间后，自动切换至所述充电盒PLD串口通讯控制电路的通讯模式，以使所述充电盒与所述无线耳机进行串口通讯交互操作；具体实施时，所述充电盒内置有充电盒开关电路，通过所述充电盒开关电路实现所述升压电路和所述充电盒PLD串口通讯控制电路的切换；其中，所述充电盒控制充电输出和串口通迅分时复用的预设时间，根据不同的电池容量、电池充电曲线、充电电流等因素来设置。

步骤S30：该步骤同实施例一，在此就不一一赘述。

步骤S40：该步骤同实施例一，在此就不一一赘述。

本实施例二通过所述充电盒和所述无线耳机之间的串口单线半双工控制的通迅交互，及及时识别所述耳机电池的当前电压值，利用电压跟随原理，调整所述升压电路的输出电压值，使得所述升压电路的输出电压值与所述耳机电池的当前电压值维持在0.4V以内，使得整体所述充电盒的充电效率提升至83％，且有效降低热损耗。

本发明还提供了一种采用上述实施例方法的无线耳机充电系统，包括充电盒和无线耳机；参考图5和图6所示，该系统的具体工作机理为：

当充电盒检测到无线耳机插入时，所述充电盒用于向所述无线耳机执行充电输出，以对所述无线耳机进行充电；其中，所述无线耳机用于实时监控自身的电池电压，并对所述电池电压进行存储。

所述充电盒用于控制充电输出和串口通迅分时复用，以在充电每隔预设时间后切换到通迅模式。当所述充电盒处于通迅模式时，所述充电盒用于获取所述无线耳机的耳机电池的当前电压值，并调整输出电压值，以使所述输出电压值与所述当前电压值的压差维持在预设范围内。具体地，当所述充电盒处于通迅模式时，所述充电盒用于获取所述无线耳机的耳机电池的当前电压值；所述充电盒用于计算所述当前电压值与所述输出电压值的压差，并判断所述压差是否在所述预设范围内；

若否，则充电盒用于调整所述输出电压值，以使所述充电盒的输出电压值与所述当前电压值的压差维持在预设范围；

若是，则所述充电盒用于切换至充电输出，以对所述无线耳机进行充电。

当所述充电盒检测到所述无线耳机充满电后，所述充电盒用于发出充满指令给所述无线耳机，所述无线耳机用于应答所述充电盒；所述充电盒接收到所述无线耳机的应答，所述充电盒用于关闭其输出电压值，以使完成对所述无线耳机充电。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无线耳机充电方法，用于充电盒对无线耳机自行充电，其特征在于，该无线耳机充电方法包括以下步骤：

当充电盒检测到无线耳机插入时，所述充电盒向所述无线耳机执行充电输出，以对所述无线耳机进行充电；

所述充电盒控制充电输出和串口通迅分时复用，以在充电每隔预设时间后切换到通迅模式；

当所述充电盒处于通迅模式时，所述充电盒获取所述无线耳机的耳机电池的当前电压值，并调整输出电压值，以使所述输出电压值与所述当前电压值的压差维持在预设范围内；

当所述充电盒检测到所述无线耳机充满电时，所述充电盒向所述无线耳机关闭充电输出，以完成对所述无线耳机的充电。

2.根据权利要求1所述的无线耳机充电方法，其特征在于，当充电盒检测到无线耳机插入时，所述充电盒向所述无线耳机执行充电输出，以对所述无线耳机进行充电的步骤之后，所述方法还包括：

所述无线耳机实时监控自身的电池电压，并对所述电池电压进行存储。

3.根据权利要求1所述的无线耳机充电方法，其特征在于，当所述充电盒处于通迅模式时，所述充电盒获取所述无线耳机的电池电池的当前电压值，并调整输出电压值，以使所述输出电压与所述当前电压值的压值维持在预设范围内的步骤包括：

当所述充电盒处于通迅模式时，所述充电盒获取所述无线耳机的耳机电池的当前电压值；

所述充电盒计算所述当前电压值与所述输出电压值的压差，并判断所述压差是否在所述预设范围内；

若否，则充电盒调整所述输出电压值，以使所述输出电压值与所述当前电压值的压差维持在预设范围。

4.根据权利要求3所述的无线耳机充电方法，其特征在于，判断所述压差是否在所述预设范围内的步骤之后，所述方法还包括：

若是，则所述充电盒切换至充电输出，以对所述无线耳机进行充电。

5.根据权利要求1所述的无线耳机充电方法，其特征在于，当所述充电盒检测到所述无线耳机充满电时，所述充电盒向所述无线耳机关闭充电输出，以完成对所述无线耳机的充电步骤包括：

当所述充电盒检测到所述无线耳机充满电后，所述充电盒发出充满指令给所述无线耳机，所述无线耳机应答所述充电盒；

所述充电盒接收到所述无线耳机的应答，所述充电盒关闭其输出电压值，以使完成对所述无线耳机充电。

6.一种无线耳机充电系统，其特征在于，包括充电盒和无线耳机；

当充电盒检测到无线耳机插入时，所述充电盒用于向所述无线耳机执行充电输出，以对所述无线耳机进行充电；

所述充电盒用于控制充电输出和串口通迅分时复用，以在充电每隔预设时间后切换到通迅模式；

当所述充电盒处于通迅模式时，所述充电盒用于获取所述无线耳机的耳机电池的当前电压值，并调整输出电压值，以使所述输出电压值与所述当前电压值的压差维持在预设范围内。

7.根据权利要求6所述的无线耳机充电系统，其特征在于，所述无线耳机用于实时监控自身的电池电压，并对所述电池电压进行存储。

8.根据权利要求6所述的无线耳机充电系统，其特征在于，当所述充电盒处于通迅模式时，所述充电盒用于获取所述无线耳机的耳机电池的当前电压值；

所述充电盒用于计算所述当前电压值与所述输出电压值的压差，并判断所述压差是否在所述预设范围内；

若否，则充电盒用于调整所述输出电压值，以使所述充电盒的输出电压值与所述当前电压值的压差维持在预设范围。

9.根据权利要求7所述的无线耳机充电系统，其特征在于，

若是，则所述充电盒用于切换至充电输出，以对所述无线耳机进行充电。

10.根据权利要求6所述的无线耳机充电系统，其特征在于，当所述充电盒检测到所述无线耳机充满电后，所述充电盒用于发出充满指令给所述无线耳机，所述无线耳机用于应答所述充电盒；

所述充电盒接收到所述无线耳机的应答，所述充电盒用于关闭其输出电压值，以使完成对所述无线耳机充电。

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