CN209234010U - 用于真无线耳机的供电、充电通信电路和真无线耳机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于真无线耳机的供电、充电通信电路和真无线耳机，用于真无线耳机的供电通信电路应用于充电盒中，真无线耳机的充电通信电路应用于左右耳机中，左右两个耳机均通过一个充电/通信触点与充电盒的供电/通信触点对接，以一条电连接通路实现充电和通信两个功能，由充电盒主动发起充电或通信，通过主控CPLD的供电/通信切换引脚控制主切开关的通路，选择充电盒的供电通路或通信通路，耳机CPLD则通过其充电/通信切换引脚控制耳机切换电路的通路，选择耳机的充电通路或通信通路，减少了耳机上的触点设计，无需因为触点数目多而减小触点面积，从而保证了接触效果，解决了现有真无线耳机触点多导致接触不良的技术问题。

Description

用于真无线耳机的供电、充电通信电路和真无线耳机

技术领域

本实用新型属于真无线耳机技术领域，具体地说，是涉及一种用于真无线耳机的供电、充电通信电路和真无线耳机。

背景技术

真无线耳机（TWS）使用专用的充电盒对耳机进行收纳、充电和管理。

现有的真无线耳机中，大部分使用三根线用于充电盒对耳机的充电和通信，分别为地线、电源线和通信线。真无线耳机的体积小巧，若耳机中的触点多，则占用耳机面积的比例就大，为了减小占用面积比例，需要将触点设计尽可能的小，但这会导致耳机与充电盒接触不良。

发明内容

本申请提供了一种真无线耳机装置，解决现有真无线耳机触点多导致接触不良的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请采用以下技术方案予以实现：

提出一种用于真无线耳机的供电通信电路，包括主控CPLD、主切开关、主供电芯片和供电/通信触点； 所述主控CPLD包括供电/通信切换引脚和通信引脚；所述主切开关包括第一输入引脚、第二输入引脚、切换控制引脚和输出引脚；所述第一输入引脚连接所述主供电芯片的供电引脚，所述第二输入引脚连接所述主控CPLD的通信引脚，所述切换控制引脚连接所述主控CPLD的供电/通信切换引脚，所述输出引脚连接所述供电/通信触点。

进一步的，所述电路还包括主控芯片，所述主控芯片通过IIC总线连接所述主控CPLD。

进一步的，所述主控芯片通过供电使能引脚（OCP_EN）连接所述主供电芯片。

进一步的，所述主控CPLD还包括与所述主控芯片连接的主CPLD中断引脚。

提出一种真无线耳机的充电通信电路，包括耳机CPLD、耳机切换开关、耳机电池和充电/通信触点；所述耳机CPLD包括充电/通信切换引脚、耳机通信引脚和检测引脚；所述检测引脚连接所述充电/通信触点；所述耳机切换开关包括第三输入引脚、第二切换控制引脚、第二输出引脚和第三输出引脚；所述第三输入引脚连接所述充电/通信触点，所述第二切换控制引脚连接所述耳机CPLD的充电/通信切换引脚，所述第二输出引脚连接所述耳机电池，所述第三输出引脚连接所述耳机CPLD的耳机通信引脚。

进一步的，所述电路还包括耳机控制芯片，所述耳机控制芯片通过IIC总线连接所述耳机CPLD。

进一步的，所述耳机CPLD还包括与所述耳机控制芯片连接的耳机CPLD中断引脚。

提出一种真无线耳机，包括充电盒、左耳机和右耳机，其特征在于，所述充电盒中包含有上述的用于真无线耳机的供电通信电路，所述左耳机和所述右耳机中分别包含有上述的真无线耳机充电通信电路；其中，所述左耳机和所述右耳机置入所述充电盒之后，实现所述供电/通信触点与所述充电/通信触点的对接。

进一步的，所述主控CPLD通过所述供电/通信切换引脚发出第一电平信号，使得所述主切开关切换其第一输入引脚与其输出引脚相连，实现所述供电/通信触点连接所述主供电芯片的供电，以为所述左耳机和所述右耳机供电；所述耳机CPLD通过其检测引脚检测到所述第一电平后，通过其充电/通信切换引脚发出第三电平信号，使得所述耳机切换开关切换其第三输入引脚与第二输出引脚连接，实现为所述左耳机和所述右耳机的耳机电池充电；所述主控CPLD通过所述供电/通信切换引脚发出第二电平信号，使得所述主切开关切换其第二输入引脚与其输出引脚连接，实现所述供电/通信触点连接所述主控CPLD的通信引脚，以向所述左耳机和所述右耳机发送信息，或从所述左耳机和所述右耳机接收信息；所述耳机CPLD通过其检测引脚检测到所述第二电平后，通过其充电/通信切换引脚发出第四电平信号，使得所述耳机切换开关切换其第三输入引脚与第三输出引脚连接，实现所述耳机CPLD从所述充电/通信引脚接收信息，或向所述充电盒发送信息。

进一步的，在所述主控CPLD通过所述供电/通信切换引脚发出所述第二电平信号时，不向所述左耳机和所述右耳机发送信息，以实现对所述左耳机和右耳机的复位。

与现有技术相比，本申请的优点和积极效果是：本申请提出的用于真无线耳机的供电通信电路、真无线耳机的充电通信电路和真无线耳机中，左右两个耳机均通过一个充电/通信触点与充电盒的供电/通信触点对接，以一条电连接通路实现充电和通信两个功能；具体的，以充电盒为主动方、耳机为被动方，当充电盒主控芯片发起充电或通信指令，由主控CPLD通过其供电/通信切换引脚向主切开关发送切换电平，使得主切开关切换通路实现与主供电芯片连接或与主控CPLD的通信引脚连接，从而通过其供电/通信触点输出供电或实现与耳机的通信；在耳机方，基于其充电/通信触点与充电盒的供电/通信触点的对接，在耳机CPLD的检测引脚检测到充电/通信触点上的电平时，根据电平的不同判断是充电还是通信，根据功能不同通过其充电/通信切换引脚向耳机切换开关发送不同的切换电平，使得耳机切换开关切换通路实现为耳机电池充电或基于耳机CPLD的耳机通信引脚与充电/通信引脚的连接与充电盒实现通信；这种通过一个触点实现通信和充电两种功能的电路设计，减少了耳机上的触点设计，无需因为触点数目多而减小触点面积，从而保证了接触效果，解决了现有真无线耳机触点多导致接触不良的技术问题。

结合附图阅读本申请实施方式的详细描述后，本申请的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1 为本申请提出的用于真无线耳机的供电通信电路中主控CPLD的电路图；

图2为本申请提出的用于真无线耳机的供电通信电路中主切开关的电路图；

图3为本申请提出的用于真无线耳机的供电通信电路中主供电芯片的电路图；

图4为本申请提出的真无线耳机的充电通信电路中耳机CPLD的电路图；

图5为本申请提出的真无线耳机的充电通信电路中耳机切换开关的电路图

图6为本申请提出的真无线耳机的实现供电、充电/通信的电路架构图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的具体实施方式作进一步详细地说明。

本申请提出的一种真无线耳机，包括充电盒、左耳机和右耳机，为使得耳机上的触点尽可能的少，且保证充电和与充电盒通信两种功能，本申请分别针对充电盒和耳机设计了用于真无线耳机的供电通信电路和真无线耳机的充电通信电路，由充电盒发起充电或通信，耳机作为被动方实施充电或与充电盒通信。

具体的，用于真无线耳机的供电通信电路，如图1、图2、图3和图6（左右两个耳机的充电通信电路架构相同，图中仅示出一个耳机的示意图）所示，包括主控CPLD U1、主切开关U2、主供电芯片U3和供电/通信触点P1，以及主控芯片U4； 主控CPLD U1包括供电/通信切换引脚SW_CTL和通信引脚CPLD_DATA；主切开关U2包括第一输入引脚、第二输入引脚、切换控制引脚和输出引脚；第一输入引脚连接主供电芯片U3的供电引脚CHG_5V，第二输入引脚连接主控CPLD U1的通信引脚CPLD_DATA，切换控制引脚连接主控CPLD U1的供电/通信切换引脚SW_CTL，输出引脚连接供电/通信触点P1。

主控芯片U4通过IIC总线IIC_SCL、IIC_SDA连接主控CPLD U1；主控芯片U4还通过供电使能引脚OCP_EN连接主供电芯片U3；主控CPLD U1还包括与主控芯片U4连接的主CPLD中断引脚CPLD_INT。

在耳机端的真无线耳机的充电通信电路，如图4、图5和图6所示，包括耳机CPLDu1、耳机切换开关u2、耳机电池和充电/通信触点P2、P3；真无线耳机的充电通信电路在左耳机和右耳机中均应用，故P2对应左耳机的充电/通信触点，P3对应右耳机的充电/通信触点。

耳机CPLD u1包括充电/通信切换引脚sw_ctl、耳机通信引脚cpld_data和检测引脚；检测引脚连接充电/通信触点P2/P3；耳机切换开关u2包括第三输入引脚、第二切换控制引脚、第二输出引脚和第三输出引脚；第三输入引脚连接充电/通信触点P2/P3，第二切换控制引脚连接耳机CPLD u1的充电/通信切换引脚sw_ctl，第二输出引脚VBUS_5V连接耳机电池B，第三输出引脚连接耳机CPLD u1耳机通信引脚cpld_data。

耳机控制芯片u3通过IIC总线连接耳机CPLD u1；耳机CPLD u1还包括与耳机控制芯片u3连接的耳机CPLD中断引脚cpld_int。

结合上述提出的用于真无线耳机的供电通信电路以及真无线耳机的充电通信电路，在将左耳机和右耳机置入充电盒之后，实现供电/通信触点P1与充电/通信触点P2和P3的对接。

充电或通信由充电盒发起，当要充电的时候，主控芯片U4会通知主控CPLD U1，主控CPLD U1经供电/通信切换引脚SW_CTL向主切开关U2发送第一电平信号，使得主切开关U2切换其第一输入引脚与其输出引脚相连，实现供电/通信触点P1连接主供电芯片U3的供电端CHG_5V，实现为左耳机和右耳机供电；耳机CPLD u1则通过其检测引脚检测到第一电平后，通过其充电/通信切换引脚sw_ctl发出第三电平信号，使得耳机切换开关u2切换其第三输入引脚与第二输出引脚连接，实现为左耳机和右耳机的耳机电池充电。当要通信的时候，主控CPLD U1通过供电/通信切换引脚SW_CTL发出第二电平信号，使得主切开关U2切换其第二输入引脚与其输出引脚连接，实现供电/通信触点P1连接主控CPLD U1的通信引脚CPLD_DATA，以向左耳机和右耳机发送信息，或从左耳机和右耳机接收信息；耳机CPLD u1通过其检测引脚检测到第二电平后，通过其充电/通信切换引脚sw_ctl发出第四电平信号，使得耳机切换开关u2切换其第三输入引脚与第三输出引脚连接，实现耳机CPLD u1从充电/通信引脚cpld_data接收信息，或向充电盒发送信息。

充电电压为5V，通信电压为3.3V，通信过程中，充电盒发送给耳机设定字节，同时再拉取设定字节，通信结束，由3.3V拉高到5V进行充电，每个耳机通过单根线路在通信和充电之间切换，能够极大的提高通信和充电的效率。

下面以具体的实施例对本申请提出的真无线耳机的充电和通信过程做出详细的说明。

实施例一

充电过程：由图3所示，控制主供电芯片U3的VCHG_5V引脚保持高电平，主控芯片U4通过供电使能引脚OCP_EN拉高，使得供电引脚CHG_5V与VCHG_5V连接，保持与VCHG_5V电平一致；而供电引脚CHG_5V 的电平被加载到主切开关U2的第一输入引脚上。这里，VCHG_5V在没有无线或者typc时由电池提供，有无线或者typc时则是外部电源供电，同时也为主切开关U2供电。

如图1和图2所示，主控芯片U1发送充电指令后，主控CPLD U1通过其供电/通信切换引脚发出高电平，使得主切开关U2的切换控制引脚被拉高，主切开关U2将第一输入引脚与输出引脚连接，从而将主供电芯片U3的供电引脚CHG_5V输出的5V电压加载到供电/通信触点P1上。

在将耳机放置到充电盒时，左耳机和右耳机的充电/通信触点P2和P3与充电盒的供电/通信触点P1对接，故在耳机端，如图4和图5所示，当耳机CPLD u1的检测引脚检测到高电平后，通过其充电/通信切换引脚sw_ctl向耳机切换开关u2发送一个高电平信号，耳机切换开关u2控制将其第三输入引脚与第二输出引脚连接，使得耳机切换开关u2的第二输出引脚VBUS_5V与供电/通信触点P1连通，充电盒开始为耳机充电。

实施例二

通信过程：由图1和图2所示，由主控芯片U4往主控CPLD U1的寄存器写入数据使其进入通信状态，主控CPLD U1通过供电/通信切换引脚SW_CTL向主切开关U2发送一个低电平信号，使得主切开关U2的第二输入引脚CPLD_DATA与其输出引脚相连，从而使得第二输入引脚CPLD_DATA与供电/通信触点P1导通；主控芯片U4基于IIC总线IIC_SCL、IIC_SDA往主控CPLD U1内写入通信数据，主控CPLD U1将通信数据转化为波形发送给供电/通信触点P1。

耳机端，如图4和图5所示，当耳机CPLD u1的检测引脚检测到低电平后，通过其充电/通信切换引脚sw_ctl向耳机切换开关u2发送一个低电平信号，耳机切换开关u2控制将其第三输入引脚与第三输出引脚连接，使得耳机切换开关u2的第三输出引脚cpld_data与供电/通信触点P1连通，接收充电盒发送的数据；耳机CPLD u1在接收到充电盒发送的数据后，通过其耳机CPLD中断引脚cpld_int向耳机控制芯片u3发送中断信号，通知耳机控制芯片u3接收充电盒发送的数据，耳机控制芯片u3接收数据并解析，把要发送给充电盒的数据通过IIC总线写给耳机CPLD u1，充电盒则读取数据耳机发送的数据，并通过主控CPLD的主CPLD中断引脚CPLD_INT产生一个中断信号，通知主控芯片U4接收数据，由此完成一次充电盒与耳机的通信过程。

通信完成后，由充电盒的主控芯片U4发起充电指令，基于实施例一的过程继续充电。

实施例三

耳机复位过程：基于本申请提出的电路，除了基于单线实现对耳机实施充电和实现通信外，还可以对耳机进行复位，基于实施例二实现的通信过程，在处于通信状态时，主控芯片U4不向主控CPLD U1写入数据，耳机端的耳机CPLD u1在持续设定时间（例如6秒）检测到充电/通信触点接收的电平为3.3V，而非充电的5V电压时，拉低耳机CPLD u1与耳机控制芯片u3连接的复位引脚BT_REST，实现对耳机的复位操作。

实施例四

升级过程（包括耳机升级充电盒和充电盒升级耳机），基于实施例二的通信过程，在主控芯片和主控CPLD之间基于USART_TX以及USART_RX引脚传输升级数据传输，主控CPLD再基于通信引脚CPLD_DATA、主切开关和供电/通信触点将升级数据发送给耳机，在耳机端，基于充电/通信触点、耳机通信引脚cpld_data、耳机CPLD与耳机控制芯片之间的TX和RX引脚的连通将升级数据传输给耳机控制芯片。

上述本申请提出的用于真无线耳机的供电通信电路、真无线耳机的充电通信电路和真无线耳机中，左右两个耳机均通过一个充电/通信触点与充电盒的供电/通信触点对接，以一条电连接通路实现充电和通信两个功能；具体的，以充电盒为主动方、耳机为被动方，当充电盒主控芯片发起充电或通信指令，由主控CPLD通过其供电/通信切换引脚向主切开关发送切换电平，使得主切开关切换通路实现与主供电芯片连接或与主控CPLD的通信引脚连接，从而通过其供电/通信触点输出供电或实现与耳机的通信；在耳机方，基于其充电/通信触点与充电盒的供电/通信触点的对接，在耳机CPLD的检测引脚检测到充电/通信触点上的电平时，根据电平的不同判断是充电还是通信，根据功能不同通过其充电/通信切换引脚向耳机切换开关发送不同的切换电平，使得耳机切换开关切换通路实现为耳机电池充电或基于耳机CPLD的耳机通信引脚与充电/通信引脚的连接与充电盒实现通信；这种通过一个触点实现通信和充电两种功能的电路设计，减少了耳机上的触点设计，无需因为触点数目多而减小触点面积，从而保证了接触效果，解决了现有真无线耳机触点多导致接触不良的技术问题。

应该指出的是，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.用于真无线耳机的供电通信电路，其特征在于，包括主控CPLD、主切开关、主供电芯片和供电/通信触点；

所述主控CPLD包括供电/通信切换引脚和通信引脚；

所述主切开关包括第一输入引脚、第二输入引脚、切换控制引脚和输出引脚；所述第一输入引脚连接所述主供电芯片的供电引脚，所述第二输入引脚连接所述主控CPLD的通信引脚，所述切换控制引脚连接所述主控CPLD的供电/通信切换引脚，所述输出引脚连接所述供电/通信触点。

2.根据权利要求1所述的用于真无线耳机的供电通信电路，其特征在于，所述电路还包括主控芯片，所述主控芯片通过IIC总线连接所述主控CPLD。

3.根据权利要求2所述的用于真无线耳机的供电通信电路，其特征在于，所述主控芯片通过供电使能引脚连接所述主供电芯片。

4.根据权利要求2所述的用于真无线耳机的供电通信电路，其特征在于，所述主控CPLD还包括与所述主控芯片连接的主CPLD中断引脚。

5.真无线耳机的充电通信电路，其特征在于，包括耳机CPLD、耳机切换开关、耳机电池和充电/通信触点；

所述耳机CPLD包括充电/通信切换引脚、耳机通信引脚和检测引脚；所述检测引脚连接所述充电/通信触点；

所述耳机切换开关包括第三输入引脚、第二切换控制引脚、第二输出引脚和第三输出引脚；所述第三输入引脚连接所述充电/通信触点，所述第二切换控制引脚连接所述耳机CPLD的充电/通信切换引脚，所述第二输出引脚连接所述耳机电池，所述第三输出引脚连接所述耳机CPLD的耳机通信引脚。

6.根据权利要求5所述的真无线耳机的充电通信电路，其特征在于，所述电路还包括耳机控制芯片，所述耳机控制芯片通过IIC总线连接所述耳机CPLD。

7.根据权利要求5所述的真无线耳机的充电通信电路，其特征在于，所述耳机CPLD还包括与所述耳机控制芯片连接的耳机CPLD中断引脚。

8.真无线耳机，包括充电盒、左耳机和右耳机，其特征在于，所述充电盒中包含有如权利要求1-4任一项所述的用于真无线耳机的供电通信电路，所述左耳机和所述右耳机中分别包含有如权利要求5-7任一项所述的真无线耳机充电通信电路；

其中，所述左耳机和所述右耳机置入所述充电盒之后，实现所述供电/通信触点与所述充电/通信触点的对接。

9.根据权利要求8所述的真无线耳机，其特征在于，所述主控CPLD通过所述供电/通信切换引脚发出第一电平信号，使得所述主切开关切换其第一输入引脚与其输出引脚相连，实现所述供电/通信触点连接所述主供电芯片的供电，以为所述左耳机和所述右耳机供电；所述耳机CPLD通过其检测引脚检测到所述第一电平后，通过其充电/通信切换引脚发出第三电平信号，使得所述耳机切换开关切换其第三输入引脚与第二输出引脚连接，实现为所述左耳机和所述右耳机的耳机电池充电；

所述主控CPLD通过所述供电/通信切换引脚发出第二电平信号，使得所述主切开关切换其第二输入引脚与其输出引脚连接，实现所述供电/通信触点连接所述主控CPLD的通信引脚，以向所述左耳机和所述右耳机发送信息，或从所述左耳机和所述右耳机接收信息；所述耳机CPLD通过其检测引脚检测到所述第二电平后，通过其充电/通信切换引脚发出第四电平信号，使得所述耳机切换开关切换其第三输入引脚与第三输出引脚连接，实现所述耳机CPLD从所述充电/通信引脚接收信息，或向所述充电盒发送信息。

10.根据权利要求9所述的真无线耳机，其特征在于，在所述主控CPLD通过所述供电/通信切换引脚发出所述第二电平信号时，不向所述左耳机和所述右耳机发送信息，以实现对所述左耳机和右耳机的复位。