CN210202037U - 一种电源保护电路及一种蓝牙耳机 - Google Patents

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胡鹏飞
Li Wang
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Abstract

本申请适用于蓝牙耳机技术领域,提供了一种电源保护电路及一种蓝牙耳机,电源保护电路包括电池接口模块、供电接口模块、电池保护模块和滤波模块。其中,电池接口模块包括负极电池接口,电池接口模块与供电接口模块相连接,电池接口模块与供电接口模块的连接线路设置电池保护模块,滤波模块连接负极电池接口,用于与电池负极相连,当干扰信号通过电池负极进入到电源保护电路时,滤波模块能够对该干扰信号进行滤除,从而抑制干扰信号,降低对蓝牙耳机中的电源供电回路造成的干扰影响,避免蓝牙耳机受到干扰,进而避免蓝牙射频信号受到干扰,从而使得蓝牙射频参数达到标准要求,提升蓝牙耳机的传输距离,满足客户日常使用要求,极大增强用户体验。

Description

一种电源保护电路及一种蓝牙耳机
技术领域
本申请属于蓝牙耳机技术领域,尤其涉及一种电源保护电路及一种蓝牙耳机。
背景技术
目前,为了对蓝牙耳机的电源供电回路进行保护,蓝牙耳机中设置有电源保护电路,电源保护电路设置在蓝牙耳机的锂电池和电源供电回路之间,电源保护电路中设置有电池保护模块,比如电池保护芯片,用于实现基本的保护功能。但是,蓝牙耳机中的PCBA(PCBA为经过PCB空板SMT上件,再经过DIP插件的整个制程得到的电路板。其中,PCBA的英文全称为Printed Circuit Board+Assembly;PCB的英文全称为Printed Circuit Board,中文含义为印刷电路板;SMT的英文全称为Surface Mounted Technology,中文含义为表面贴装技术;DIP的英文全称为dual in-line package,中文含义为“插件”,也就是在PCB板上插入零件)上的DC/DC模块会产生振荡频率大约为2MHZ的干扰信号,且PCBA与锂电池(通常为钢壳锂电池)的负极的距离极短,约为1.5mm,DC/DC模块产生的干扰信号会通过锂电池负极进入到电源保护电路中,然后再进入蓝牙耳机中的电源供电回路。即便有电源保护电路的保护作用,仍旧会干扰到射频2.4GHZ,干扰过程为:干扰信号→锂电池负极→电源干扰→干扰射频,造成射频参数功率/灵敏度不达标准,蓝牙耳机实际传输距离变得较短,大约只有8米,容易与手机等移动终端断开连接,不能满足客户日常使用要求。
实用新型内容
有鉴于此,本申请实施方式提供了一种电源保护电路及一种蓝牙耳机,以解决现有技术中蓝牙耳机易受到射频干扰的问题。
本申请实施方式的第一方面提供了一种电源保护电路,应用于蓝牙耳机,所述电源保护电路包括:
用于连接电池的电池接口模块,包括负极电池接口;
用于输出电能的供电接口模块;
电池保护模块;以及
滤波模块;
所述电池接口模块与所述供电接口模块相连接,所述电池接口模块与所述供电接口模块的连接线路设置有所述电池保护模块,所述滤波模块连接所述负极电池接口。
进一步地,所述供电接口模块包括正极供电接口,所述电池接口模块包括正极电池接口,所述正极供电接口通过正极连接线路连接所述正极电池接口,所述负极电池接口通过所述滤波模块连接所述电池保护模块。
进一步地,所述滤波模块包括电容单元和电感单元,所述负极电池接口连接所述电容单元的一端和电感单元的一端,所述电容单元的另一端接地,所述电感单元的另一端连接所述电池保护模块。
进一步地,所述电容单元为一个电容,所述电感单元为一个电感。
进一步地,所述电池保护模块为电池保护芯片。
进一步地,所述电池保护芯片设置有正电源引脚、负电源引脚和检测引脚,所述负极电池接口通过所述滤波模块连接所述电池保护芯片的负电源引脚,所述正极电池接口通过正极供电线路连接所述负电源引脚,所述正极供电线路依次串设有第一电阻和第二电容,所述第一电阻和第二电容之间的连接点连接所述正电源引脚,所述检测引脚通过第二电阻接地。
进一步地,所述正极连接线路串设有自恢复保险器件。
进一步地,所述电池保护芯片的型号为BM197-LFMA-DE。
进一步地,所述电感为磁珠。
本申请实施方式的第二方面提供了一种蓝牙耳机,包括:
蓝牙耳机本体;以及
设置于所述蓝牙耳机本体的如上述本申请实施方式的第一方面提供的电源保护电路。
本申请实施方式与现有技术相比存在的有益效果是:滤波模块连接负极电池接口,即滤波模块设置在负极电池接口处,用于与电池的负极相连,当干扰信号通过电池负极进入到电源保护电路时,滤波模块能够对该干扰信号进行滤除,从而抑制干扰信号,降低对蓝牙耳机中的电源供电回路造成的干扰影响,避免蓝牙耳机受到干扰,进而避免蓝牙射频信号受到干扰,从而使得蓝牙射频参数达到标准要求,提升蓝牙耳机的传输距离,满足客户日常使用要求,极大增强用户体验。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施方式中的技术方案,下面将对实施方式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的一些实施方式,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是本申请实施例一提供的电源保护电路的第一种电路结构示意图;
图2是本申请实施例一提供的电源保护电路的第二种电路结构示意图。
具体实施方式
以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节,以便透彻理解本申请实施方式。然而,本领域的技术人员应当清楚,在没有这些具体细节的其它实施方式中也可以实现本申请。在其它情况中,省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明,以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
应当理解,当在本说明书和所附权利要求书中使用时,术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解,在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施方式的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样,除非上下文清楚地指明其它情况,否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
为了说明本申请所述的技术方案,下面通过具体实施方式来进行说明。
参见图1,是本申请实施例一提供的电源保护电路的第一种电路结构示意图。为了便于说明,仅示出了与本申请实施例相关的部分。该电源保护电路应用于蓝牙耳机,如图1所示,该电源保护电路包括电池接口模块100、供电接口模块101、电池保护模块102和滤波模块103。其中,电池接口模块100为该电源保护电路的电能输入接口,用于连接蓝牙耳机的电池(通常为锂电池),电池接口模块100包括负极电池接口1000。供电接口模块101为该电源保护电路的电能输出接口,用于输出电能,比如:连接蓝牙耳机的相关供电回路,为蓝牙耳机供电。电池保护模块102为电池保护器件,可以是电池保护芯片(即电池保护IC),也可以是相关的电池保护电路。滤波模块103用于滤除从负极电池接口1000传输的电池负极的干扰信号。滤波模块103连接负极电池接口1000。电池接口模块100与供电接口模块101相连接,电池接口模块100与供电接口模块101的连接线路设置电池保护模块102,电池保护模块102的具体设置位置不做限定,可以由电池保护模块102的具体类型决定,比如:负极电池接口1000通过滤波模块103连接电池保护模块102,再或者电池保护模块102设置在电池接口模块100的正极电池接口(图1中未示出)处。
在一个实施例中,滤波模块103包括电容单元和电感单元,当然,滤波模块103还可以仅仅是电容单元或者电感单元,其中,电容单元中设置至少一个电容,具体个数根据实际需要进行设定;电感单元中设置至少一个电感,具体个数根据实际需要进行设定。当然,作为其他的实施方式,滤波模块103还可以是现有的其他能够起到滤波作用的器件或者器件组合。
滤波模块103设置在负极电池接口1000处,用于与电池的负极相连,当干扰信号通过电池负极进入到该电源保护电路时,滤波模块103能够对该干扰信号进行滤除,降低对蓝牙耳机中的电源供电回路造成的干扰影响,避免蓝牙耳机受到干扰,进而避免蓝牙射频信号受到干扰,从而使得蓝牙射频参数达到标准要求,提升蓝牙耳机的传输距离,满足客户日常使用要求,极大增强用户体验。
参见图2,是本申请实施例一提供的电源保护电路的第二种电路结构示意图。为了便于说明,仅示出了与本申请实施例相关的部分。
该电源保护电路应用于蓝牙耳机,如图2所示,该电源保护电路包括电池接口模块、供电接口模块、电池保护芯片204和滤波模块。
其中,电池接口模块为该电源保护电路的电能输入接口,包括正极电池接口201和负极电池接口202,用于对应连接蓝牙耳机的电池(通常为锂电池)的正极和负极。供电接口模块为该电源保护电路的电能输出接口,用于输出电能,比如:连接蓝牙耳机的相关供电回路,为蓝牙耳机供电,供电接口模块包括正极供电接口203。
滤波模块包括电容单元和电感单元,其中,电容单元中设置至少一个电容,具体个数根据实际需要进行设定;电感单元中设置至少一个电感,具体个数根据实际需要进行设定。在一个实施例中,电容单元为一个电容,为图2中的电容205(为了与下文中的第二电容208和第三电容211相区分,电容205定义为第一电容),电容205为滤波电容,对高频率的干扰信号的等效容抗小,近似短路,因此,高频干扰信号直接等效为对地短路,从而滤除了干扰信号;电感单元为一个电感,为图2中的电感206,电感206具体为磁珠(Ferrite Bead),主要用于抑制信号或电源线的高频噪声和尖峰干扰,对高频信号有较大阻碍作用。当然,滤波模块还可以仅仅是电容单元或者电感单元,另外,滤波模块还可以是现有的其他能够起到滤波作用的者器件或者器件组合。
在一个实施例中,电池保护芯片204的型号为BM197-LFMA-DE,该型号的电池保护芯片204为一款专为穿戴设备电池而设计的单节锂离子/锂聚合物电池保护芯片,内部集成了保护IC和MOSFET,可为电池提供过充电、过放电、放电过电流、短路等保护功能。除此之外,电池保护芯片204还可以是现有的其他型号的芯片。当然,电池保护芯片204的具体型号不同,其引脚个数以及外围电路也就有所差异。就上述给出的电池保护芯片204的具体型号而言,包括八个引脚,分别对应图2中的引脚1至引脚8。以下列举其中部分引脚:引脚6为VDD引脚,即正电源引脚;引脚4和5为VSS引脚,即负电源引脚;引脚1为VM引脚,即检测引脚,比如:放电过电流及短路检测引脚。
正极供电接口203通过正极连接线路连接正极电池接口201,负极电池接口202连接电容205的一端以及电感206的一端,电容205的另一端接地,电感206的另一端连接电池保护芯片204的负电源引脚,即电感206串设在负极电池接口202与电池保护芯片204的负电源引脚的负极连接线路上。
在一个实施例中,以下给出电池保护芯片204的一种具体的外围电路:正极电池接口201通过正极供电线路连接电池保护芯片204的负电源引脚,该正极供电线路依次串设有第一电阻207和第二电容208,第一电阻207和第二电容208之间的连接点连接电池保护芯片204的正电源引脚,电池保护芯片204的检测引脚通过第二电阻209接地。电池保护芯片204的引脚2和引脚3接地,电池保护芯片204的引脚7和引脚8悬空。而且,电池保护芯片204的负电源引脚通过第三电容211接地,第三电容211与第二电阻212并联设置。
在一个实施例中,正极供电接口203与正极电池接口201之间的正极连接线路串设有自恢复保险器件210,本实施例给出自恢复保险器件210的一种具体型号,为SMD0603P035TF_PTC。
以下给出图2中的各相关元器件的一种具体电参数:电容205的电参数为3.3pF/16V,电容205选取该电参数能够降低对高频干扰信号的等效容抗,从而提升干扰信号的滤除效率;电感206的电参数为100MHZ/600Ω,即在100MHZ时有600Ω的阻值,进一步抑制高频干扰信号;第一电阻207的电阻值为470Ω;第二电容208和第三电容211的电参数均为100nF/10V;第二电阻209的电阻值为2.7kΩ;第三电阻212的电阻值为1MΩ。
因此,当蓝牙耳机中的PCBA上的DC/DC模块产生振荡频率大约为2MHZ的干扰信号时,由于PCBA与电池负极的距离大约为1.5mm,DC/DC模块产生的2MHZ的干扰信号通过电池负极进入电源保护电路,滤除干扰信号的过程为:干扰信号→电池负极→电容205(滤除干扰信号)→电感206(对干扰信号有较大阻碍作用)→电池供电回路没有高频干扰→蓝牙射频参数达到标准。因此,该电源保护电路能够解决因QCC3020加钢壳锂电池方案射频受到的干扰不良,避免了因为受到的射频干扰而导致功率/灵敏度参数达不到标准的问题,可以100%确保成品蓝牙耳机的射频功率/灵敏度参数达到标准,确保蓝牙耳机有效传输距离大于15米,客户体验良好。
本申请实施例二提供一种蓝牙耳机,该蓝牙耳机可以为一般的蓝牙耳机,也可以为TWS蓝牙耳机。该蓝牙耳机包括电源保护电路,当然,除了该电源保护电路之外,还包括蓝牙耳机本体,即蓝牙耳机中的其他部分,比如电源供电回路和电池(通常为锂电池)。电源供电回路和电池属于蓝牙耳机中常规组成部分,本实施例就不再赘述。图1所示是电源保护电路的第一种电路结构示意图。
如图1所示,该电源保护电路包括电池接口模块100、供电接口模块101、电池保护模块102和滤波模块103。其中,电池接口模块100为该电源保护电路的电能输入接口,用于连接蓝牙耳机的电池,电池接口模块100包括负极电池接口1000。供电接口模块101为该电源保护电路的电能输出接口,用于输出电能,比如:连接蓝牙耳机的电源供电回路,为蓝牙耳机供电。电池保护模块102为电池保护器件,可以是电池保护芯片(即电池保护IC),也可以是相关的电池保护电路。滤波模块103用于滤除从负极电池接口1000传输的电池负极的干扰信号。滤波模块103连接负极电池接口1000。电池接口模块100与供电接口模块101相连接,电池接口模块100与供电接口模块101的连接线路设置电池保护模块102,电池保护模块102的具体设置位置不做限定,可以由电池保护模块102的具体类型决定,比如:负极电池接口1000通过滤波模块103连接电池保护模块102,再或者电池保护模块102设置在电池接口模块100的正极电池接口(图1中未示出)处。
在一个实施例中,滤波模块103包括电容单元和电感单元,当然,滤波模块103还可以仅仅是电容单元或者电感单元,其中,电容单元中设置至少一个电容,具体个数根据实际需要进行设定;电感单元中设置至少一个电感,具体个数根据实际需要进行设定。当然,作为其他的实施方式,滤波模块103还可以是现有的其他能够起到滤波作用的器件或者器件组合。
滤波模块103设置在负极电池接口1000处,与电池的负极相连,当干扰信号通过电池负极进入到该电源保护电路时,滤波模块103能够对该干扰信号进行滤除,降低对蓝牙耳机中的电源供电回路造成的干扰影响,避免蓝牙耳机受到干扰,进而避免蓝牙射频信号受到干扰,从而使得蓝牙射频参数达到标准要求,提升蓝牙耳机的传输距离,满足客户日常使用要求,极大增强用户体验。
本申请实施例二提供另外一种蓝牙耳机,该蓝牙耳机可以为一般的蓝牙耳机,也可以为TWS蓝牙耳机。该蓝牙耳机包括电源保护电路,当然,除了该电源保护电路之外,还包括蓝牙耳机本体,即蓝牙耳机中的其他部分,比如电源供电回路和电池(通常为锂电池)。电源供电回路和电池属于蓝牙耳机中常规组成部分,本实施例就不再赘述。图2所示是电源保护电路的第二种电路结构示意图。
如图2所示,该电源保护电路包括电池接口模块、供电接口模块、电池保护芯片204和滤波模块。
其中,电池接口模块为该电源保护电路的电能输入接口,包括正极电池接口201和负极电池接口202,用于对应连接蓝牙耳机的电池的正极和负极。供电接口模块为该电源保护电路的电能输出接口,用于输出电能,比如:连接蓝牙耳机的电源供电回路,为蓝牙耳机供电,供电接口模块包括正极供电接口203。
滤波模块包括电容单元和电感单元,其中,电容单元中设置至少一个电容,具体个数根据实际需要进行设定;电感单元中设置至少一个电感,具体个数根据实际需要进行设定。在一个实施例中,电容单元为一个电容,为图2中的电容205(为了与下文中的第二电容208和第三电容211相区分,电容205定义为第一电容),电容205为滤波电容,对高频率的干扰信号的等效容抗小,近似短路,因此,高频干扰信号直接等效为对地短路,从而滤除了干扰信号;电感单元为一个电感,为图2中的电感206,电感206具体为磁珠(Ferrite Bead),主要用于抑制信号或电源线的高频噪声和尖峰干扰,对高频信号有较大阻碍作用。当然,滤波模块还可以仅仅是电容单元或者电感单元,另外,滤波模块还可以是现有的其他能够起到滤波作用的者器件或者器件组合。
在一个实施例中,电池保护芯片204的型号为BM197-LFMA-DE,该型号的电池保护芯片204为一款专为穿戴设备电池而设计的单节锂离子/锂聚合物电池保护芯片,内部集成了保护IC和MOSFET,可为电池提供过充电、过放电、放电过电流、短路等保护功能。除此之外,电池保护芯片204还可以是现有的其他型号的芯片。当然,电池保护芯片204的具体型号不同,其引脚个数以及外围电路也就有所差异。就上述给出的电池保护芯片204的具体型号而言,包括八个引脚,分别对应图2中的引脚1至引脚8。以下列举其中部分引脚:引脚6为VDD引脚,即正电源引脚;引脚4和5为VSS引脚,即负电源引脚;引脚1为VM引脚,即检测引脚,比如:放电过电流及短路检测引脚。
正极供电接口203通过正极连接线路连接正极电池接口201,负极电池接口202连接电容205的一端以及电感206的一端,电容205的另一端接地,电感206的另一端连接电池保护芯片204的负电源引脚,即电感206串设在负极电池接口202与电池保护芯片204的负电源引脚的负极连接线路上。
在一个实施例中,以下给出电池保护芯片204的一种具体的外围电路:正极电池接口201通过正极供电线路连接电池保护芯片204的负电源引脚,该正极供电线路依次串设有第一电阻207和第二电容208,第一电阻207和第二电容208之间的连接点连接电池保护芯片204的正电源引脚,电池保护芯片204的检测引脚通过第二电阻209接地。电池保护芯片204的引脚2和引脚3接地,电池保护芯片204的引脚7和引脚8悬空。而且,电池保护芯片204的负电源引脚通过第三电容211接地,第三电容211与第二电阻212并联设置。
在一个实施例中,正极供电接口203与正极电池接口201之间的正极连接线路串设有自恢复保险器件210,本实施例给出自恢复保险器件210的一种具体型号,为SMD0603P035TF_PTC。
以下给出图2中的各相关元器件的一种具体电参数:电容205的电参数为3.3pF/16V,电容205选取该电参数能够降低对高频干扰信号的等效容抗,从而提升干扰信号的滤除效率;电感206的电参数为100MHZ/600Ω,即在100MHZ时有600Ω的阻值,进一步抑制高频干扰信号;第一电阻207的电阻值为470Ω;第二电容208和第三电容211的电参数均为100nF/10V;第二电阻209的电阻值为2.7kΩ;第三电阻212的电阻值为1MΩ。
表1为现有的蓝牙耳机的测试数据表,表2为本申请提供的蓝牙耳机的测试数据表。
表1
表2
因此,当蓝牙耳机中的PCBA上的DC/DC模块产生振荡频率大约为2MHZ的干扰信号时,由于PCBA与电池负极的距离大约为1.5mm,DC/DC模块产生的2MHZ的干扰信号通过电池负极进入了电池供电回路,滤除干扰信号的过程为:干扰信号→电池负极→电容205(滤除干扰信号)→电感206(对干扰信号有较大阻碍作用)→电池供电回路没有高频干扰→蓝牙射频参数达到标准。因此,该蓝牙耳机能够解决因QCC3020加钢壳锂电池方案射频受到的干扰不良,避免了因为受到的射频干扰而导致功率/灵敏度参数达不到标准的问题,可以100%确保成品蓝牙耳机的射频功率/灵敏度参数达到标准,确保蓝牙耳机有效传输距离大于15米,客户体验良好。
以上所述实施方式仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施方式对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施方式技术方案的精神和范围,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电源保护电路,应用于蓝牙耳机,其特征在于,所述电源保护电路包括:
用于连接电池的电池接口模块,包括负极电池接口;
用于输出电能的供电接口模块;
电池保护模块;以及
滤波模块;
所述电池接口模块与所述供电接口模块相连接,所述电池接口模块与所述供电接口模块的连接线路设置有所述电池保护模块,所述滤波模块连接所述负极电池接口。
2.根据权利要求1所述的电源保护电路,其特征在于,所述供电接口模块包括正极供电接口,所述电池接口模块包括正极电池接口,所述正极供电接口通过正极连接线路连接所述正极电池接口,所述负极电池接口通过所述滤波模块连接所述电池保护模块。
3.根据权利要求2所述的电源保护电路,其特征在于,所述滤波模块包括电容单元和电感单元,所述负极电池接口连接所述电容单元的一端和电感单元的一端,所述电容单元的另一端接地,所述电感单元的另一端连接所述电池保护模块。
4.根据权利要求3所述的电源保护电路,其特征在于,所述电容单元为一个电容,所述电感单元为一个电感。
5.根据权利要求2所述的电源保护电路,其特征在于,所述电池保护模块为电池保护芯片。
6.根据权利要求5所述的电源保护电路,其特征在于,所述电池保护芯片设置有正电源引脚、负电源引脚和检测引脚,所述负极电池接口通过所述滤波模块连接所述电池保护芯片的负电源引脚,所述正极电池接口通过正极供电线路连接所述负电源引脚,所述正极供电线路依次串设有第一电阻和第二电容,所述第一电阻和第二电容之间的连接点连接所述正电源引脚,所述检测引脚通过第二电阻接地。
7.根据权利要求2-6任意一项所述的电源保护电路,其特征在于,所述正极连接线路串设有自恢复保险器件。
8.根据权利要求5或6所述的电源保护电路,其特征在于,所述电池保护芯片的型号为BM197-LFMA-DE。
9.根据权利要求4所述的电源保护电路,其特征在于,所述电感为磁珠。
10.一种蓝牙耳机,其特征在于,包括:
蓝牙耳机本体;以及
设置于所述蓝牙耳机本体的如权利要求1-9任意一项所述的电源保护电路。
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