CN210491153U - 一种无线耳机电源电路及无线耳机 - Google Patents

Abstract

一种无线耳机电源电路，包括处理芯片，还包括：第一开关元件，其控制端连接耳机状态输出端；第二开关元件，其控制端连接第一开关元件的开关通路，第二开关元件的开关通路连接在无线耳机的电池和处理芯片之间；当无线耳机处于关机状态时，第一开关元件的控制端接收耳机状态输出端输出的关机状态电平信号，第一开关元件和第二开关元件的开关通路截止以关断电池和处理芯片之间的电源通路。同时还提供一种无线耳机。本实用新型可以确保在无线耳机关机条件下，耳机处理芯片和电池之间的电源通路断开，系统无法供电，降低无线耳机的漏电流，提高无线耳机关机状态下电池电量的蓄存能力。

Description

一种无线耳机电源电路及无线耳机

技术领域

本实用新型涉及便携式收听设备技术领域，尤其涉及一种无线耳机充电电路，以及一种采用此种无线耳机电源电路的无线耳机。

背景技术

耳机是指音频转换单元，工作时接收音频信号并通过入耳或非入耳式的扬声器将音频信号转换为能够被人耳识别的声波。市售的耳机分为有线耳机和无线耳机两个类别。其中，无线耳机近年来发展迅速，通过无线通信协议形成信号传递路径，如TWS耳机等。

由于电路设计的固有原因，当无线耳机处于关机状态时，存在一定的漏电流。经过测试，漏电流大致在20至40 uA左右。如果电池容量较小，那么耳机在存放一段时间后，很容易出现锂电池电压过低，耳机使用时无法正常开机的问题。尤其是对于双耳无线耳机及颈戴耳机，漏电流导致的影响非常明显。

发明内容

本实用新型针对现有技术中无线耳机处于关机状态时漏电流较高，容易出现锂电池电压过低，耳机使用时无法正常开机的问题，设计并提供一种全新的无线耳机电源电路。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用下述技术方案予以实现：

一种无线耳机电源电路，包括处理芯片，还包括：

第一开关元件，第一开关元件的控制端连接耳机状态输出端；

第二开关元件，第二开关元件的控制端连接第一开关元件的开关通路，第二开关元件的开关通路连接在无线耳机的电池和处理芯片之间；

当无线耳机处于关机状态时，第一开关元件的控制端接收耳机状态输出端输出的关机状态电平信号，第一开关元件和第二开关元件的开关通路截止，以关断电池和处理芯片之间的电源通路。

为确保无线耳机充电状态下正常工作，不影响系统供电，无线耳机电源电路还包括：

充电状态检测端，充电状态检测端通过第一选通元件连接耳机状态输出端；

当无线耳机处于充电状态下，充电状态检测端通过第一选通元件输出充电状态电平信号至耳机状态输出端，第一开关元件接收充电状态电平信号，第一开关元件和第二开关元件的开关通路导通，外部电源通过处理芯片为电池充电。

优选的，充电状态检测端连接设置在耳机上的Type-C接口。

为确保无线耳机开机时正常工作，还包括：

按键状态检测端，按键状态检测端通过第二选通元件连接耳机状态输出端；

当操作按键驱动无线耳机开机时，第二选通元件导通，按键状态检测端输出开机状态电平信号至耳机状态输出端，第一开关元件接收开机状态电平信号，第一开关元件和第二开关元件的开关通路导通，电池为处理芯片供电，耳机开机。

为确保耳机正常运行，还包括：

电源信号反馈端，电源信号反馈端通过第三选通元件连接耳机状态输出端；

无线耳机开机后，电源信号反馈端通过第三选通元件输出电源保持电平信号至耳机状态输出端，第一开关元件接收电源保持电平信号，第一开关元件和第二开关元件的开关通路导通，电池为处理芯片供电，耳机保持开机状态。

为避免在松开按键后出现无线耳机工作异常，还包括：

延时电路，其包括：

第一电容，第一电容的第一端分别连接第二选通元件、第一开关元件的控制端和第一电阻器，第一电容的第二端接地；

第一电阻器的另一端接地。

优选的，第一电容为4.7uF电容，第一电阻器采用1M电阻。

优选的，第一选通元件、第二选通元件和第三选通元件为二极管；其中，第一选通元件的正极连接充电状态检测端，负极连接耳机状态输出端；第二选通元件的正极连接按键状态检测端，负极连接耳机状态输出端；第三选通元件的正极连接电源信号反馈端，负极连接耳机状态输出端。

优选的，第一开关元件为N沟道MOS管，第二开关元件为P沟道MOS管。

本实用新型的另一个方面提供一种无线耳机，包括无线耳机电源电路；其中无线耳机电源电路包括：包括处理芯片，还包括：

第一开关元件，第一开关元件的控制端连接耳机状态输出端；

第二开关元件，第二开关元件的控制端连接第一开关元件的开关通路，第二开关元件的开关通路连接在无线耳机的电池和处理芯片之间；

当无线耳机处于关机状态时，第一开关元件的控制端接收耳机状态输出端输出的关机状态电平信号，第一开关元件和第二开关元件的开关通路截止，以关断电池和处理芯片之间的电源通路。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型所提供的无线耳机电源电路，可以确保在无线耳机关机条件下，耳机处理芯片和电池之间的电源通路断开，系统无法供电，降低无线耳机的漏电流，提高无线耳机关机状态下电池电量的蓄存能力。

结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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 为本实用新型所公开的无线耳机电源电路一种实施例的电路原理示意框图；

图2为本实用新型所公开的无线耳机电源电路另一种实施例的电路原理示意框图；

图3为图2的电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本实用新型作进一步详细说明。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“横”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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实用新型的限制。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。

现有技术中的无线耳机，尤其是基于以蓝牙芯片和充电管理芯片为核心处理芯片10设计的无线耳机存在在关机状态下漏电电流高的问题。为了克服这一缺陷，延长无线耳机在关机状态下的电量蓄存时间，提高用户的使用体验，图1中示出了一种全新的无线耳机电源电路框图。参照图1所示，无线耳机电源电路设置在处理芯片10和无线耳机的电池12之间，其中，处理芯片10为构建无线耳机的核心音频芯片和电池管理芯片，如蓝牙芯片（BES芯片）和电池管理芯片（MPS芯片）。本领域技术人员可以毫无疑义地理解，芯片的具体型号可以根据产品不同而进行选择，在此不再进行进一步限定。

与现有技术完全不同，无线耳机电源电路还包括第一开关元件14和第二开关元件11。其中第一开关元件14的控制端连接耳机状态输出端13，第二开关元件11的控制端连接第一开关元件14的开关通路，第二开关元件11的开关通路连接在无线耳机的电池12和处理芯片10之间。

当无线耳机处于关机状态时，第一开关元件14的控制端接收耳机状态输出端13输出的关机状态电平信号，第一开关元件14和第二开关元件11的开关通路截止，以关断电池12和处理芯片10之间的电源通路；确保在耳机关机条件下，耳机处理芯片10和电池12之间的电源通路断开，系统无法供电，降低无线耳机的漏电流，提高存储时间。

如图3所示，在一种优选的实施方式中，第一开关元件14由N沟道MOS管实现，第二开关元件11由P沟道MOS管实现。MOS管具有体积小、重量轻、寿命长、抗干扰能力强、功耗低的优点，更为适合无线耳机的设计和使用需求。当然，本领域技术人员可以毫无疑义地理解，第一开关元件14和第二开关元件11还可以选择其它由电压控制的开关管。

如图2所示的电路示意框图示出了完整工作模式下的无线耳机电源电路。

无线耳机通过物理接口充电。如图2所示的无线耳机电源电路设计有与之匹配的充电状态检测端21。充电状态检测端21通过第一选通元件22连接耳机状态输出端13。当无线耳机处于充电状态下，充电状态检测端21通过第一选通元件22输出充电状态电平信号至耳机状态输出端13。第一开关元件14接收充电状态电平信号，第一开关元件14和第二开关元件11的开关通路导通，外部电源通过处理芯片10为电池12充电。

无线耳机电源电路还具有按键状态检测端23。适用于无线耳机的按键包括机械按键、薄膜按键、触摸按键等等，在此不对按键的具体物理状态进行限定。关机状态下，用户按动按键，即可以驱动无线耳机开始开机工作。开机状态下，用户按动按键，即可以驱动无线耳机停止工作。按键状态检测端23通过第二选通元件24连接耳机状态输出端13。当操作按键驱动无线耳机开机时，第二选通元件24导通，按键状态检测端23输出开机状态电平信号至耳机状态输出端13。第一开关元件14接收开机状态电平信号，第一开关元件14和第二开关元件11的开关通路导通，电池12开始为处理芯片10供电，无线耳机开机。

与正常开机工作状态匹配，如图2所示的无线耳机电源电路设计有与之匹配的电源信号反馈端25。电源信号反馈端25通过第三选通元件26连接耳机状态输出端13。无线耳机开机后，电源信号反馈端25通过第三选通元件26输出电源保持电平信号至耳机状态输出端13。第一开关元件14接收电源保持电平信号，第一开关元件14和第二开关元件11的开关通路导通，耳机保持在开机状态。

如图2和图3所示，在一种优选的实施例中，第一选通元件22、第二选通元件24和第三选通元件26为二极管。其中，第一选通元件22的正极连接充电状态检测端21，负极连接耳机状态输出端13；第二选通元件24的正极连接按键状态检测端23，负极连接耳机状态输出端13；第三选通元件26的正极连接电源信号反馈端25，负极连接耳机状态输出端13。二极管具有开关性能稳定的优点，但本领域技术人员可以毫无疑义地理解，第一选通元件22、第二选通元件24和第三选通元件26还可以选择其它由电压控制的开关管。

以下结合图3所示的电路图对无线耳机电源电路的工作过程进行具体介绍，如图3所示，当无线耳机处于关机状态时，充电状态检测端VCHG、按键状态检测端POWER_ON和电源信号反馈端POWER_HOLD的输出信号均为低电平信号，因此，第一选通元件D65、第二选通元件D64和第三选通元件D63均保持关断状态。耳机状态输出端S1即接收到低电平信号并输出至第一开关元件Q10，即N沟道MOS管的门极G。第一开关元件Q10的源极S接地，其开关通路保持截止状态。第一开关元件Q10的开关通路连接第二开关元件Q9的控制端，即P沟道MOS管的门极G，第二开关元件Q9的开关通路也保持截止状态。由于第二开关元件Q9的开关通路连接在处理芯片的电池检测引脚VBAT_SENSE和电池VBAT之间，因此，电池和处理芯片之间的电源通路断开，电源漏电流为0mA，降低系统漏电流至最低状态。

在本实施例中，优选的充电接口为设置在无线耳机壳体上的Type-C接口。充电状态检测端VCHG与Type-C连接。无线耳机充电时，Type-C接口输出5V高电平信号至充电状态检测端VCHG。第一选通元件D65导通，耳机状态输出端S1接收到高电平的充电状态电平信号，第一开关元件Q10的控制端即接收到高电平信号，其开关通路导通，进一步驱动第二开关元件Q9的开关通路导通，外部电源通过处理芯片中的充电管理模块或独立的充电管理芯片为电池充电。

通过按键打开无线耳机时，按下按键，生成高电平信号通过按键状态检测端POWER_ON输出，第二选通元件D64导通，耳机状态输出端S1接收到高电平的开机状态电平信号，第一开关元件Q10的控制端即接收到高电平信号，其开关通路导通，进一步驱动第二开关元件Q9的开关通路导通，电池为处理芯片供电，无线耳机进入正常工作状态。

无线耳机进入正常工作状态后，处理芯片反馈高电平的电源保持电平信号至电源信号反馈端POWER_HOLD，第三选通元件D63导通，电源信号反馈端POWER_HOLD通过第三选通元件D63输出电源保持电平信号至耳机状态输出端S1。第一开关元件Q10的控制端即接收到高电平信号，其开关通路导通，进一步驱动第二开关元件Q9的开关通路导通，无线耳机保持在开机状态。

在松开按键至接收到电源保持电平信号之间可能存在有延时，为避免无线耳机在这段时间内出现工作异常。在本实施例中还设置有延时电路。延时电路包括第一电容C118，第一电容C118的第一端分别连接第二选通元件D64、第一开关元件Q10的控制端和第一电阻器R125，第一电容C118的第二端接地。第一电阻器R125的另一端同样接地。当按下开机按键时，第二选通元件D64导通，第一电容C118处于充电状态。当松开按键时，第一电容C118处于放电状态，以保持第一开关元件Q10的控制端维持高电平。在延时电路中，优选设置第一电容C118为4.7uF电容，第一电阻器R125的阻值为1M，以使得第一电容C118通过第一电阻器R125的放电时间保持在8s左右，足以保证延迟状态下的无线耳机的正常工作。

本实用新型同时还提供了一种无线耳机。无线耳机中设置有无线耳机电源电路。无线耳机电源电路的具体结构参见上述实施例的详细描述和说明书附图的详细记载，在此不再赘述。具有无线耳机电源电路的无线耳机可以实现同样的技术效果。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例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；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种无线耳机电源电路，包括处理芯片，其特征在于，还包括：

第一开关元件，所述第一开关元件的控制端连接耳机状态输出端；

第二开关元件，所述第二开关元件的控制端连接所述第一开关元件的开关通路，所述第二开关元件的开关通路连接在无线耳机的电池和处理芯片之间；

当无线耳机处于关机状态时，所述第一开关元件的控制端接收耳机状态输出端输出的关机状态电平信号，所述第一开关元件和第二开关元件的开关通路截止，以关断电池和处理芯片之间的电源通路。

2.根据权利要求1所述的无线耳机电源电路，其特征在于，

还包括：

充电状态检测端，所述充电状态检测端通过第一选通元件连接所述耳机状态输出端；

当无线耳机处于充电状态下，充电状态检测端通过第一选通元件输出充电状态电平信号至耳机状态输出端，所述第一开关元件接收充电状态电平信号，所述第一开关元件和第二开关元件的开关通路导通，外部电源通过处理芯片为电池充电。

3.根据权利要求2所述的无线耳机电源电路，其特征在于，

所述充电状态检测端连接设置在耳机上的Type-C接口。

4.根据权利要求2所述的无线耳机电源电路，其特征在于，还包括：

按键状态检测端，所述按键状态检测端通过第二选通元件连接所述耳机状态输出端；

当操作按键驱动无线耳机开机时，所述第二选通元件导通，按键状态检测端输出开机状态电平信号至耳机状态输出端，所述第一开关元件接收开机状态电平信号，所述第一开关元件和第二开关元件的开关通路导通，电池为处理芯片供电。

5.根据权利要求4所述的无线耳机电源电路，其特征在于，

还包括：

电源信号反馈端，所述电源信号反馈端通过第三选通元件连接所述耳机状态输出端；

无线耳机开机后，所述电源信号反馈端通过第三选通元件输出电源保持电平信号至耳机状态输出端，所述第一开关元件接收电源保持电平信号，所述第一开关元件和第二开关元件的开关通路导通，耳机保持开机状态。

6.根据权利要求5所述的无线耳机电源电路，其特征在于，

还包括：

延时电路，其包括：

第一电容，所述第一电容的第一端分别连接所述第二选通元件、第一开关元件的控制端和第一电阻器，所述第一电容的第二端接地；

所述第一电阻器的另一端接地。

7.根据权利要求6所述的无线耳机电源电路，其特征在于：

所述第一电容为4.7uF电容，所述第一电阻器的阻值为1M。

8.根据权利要求5所述的无线耳机电源电路，其特征在于，

所述第一选通元件、第二选通元件和第三选通元件为二极管；其中，所述第一选通元件的正极连接所述充电状态检测端，负极连接所述耳机状态输出端；所述第二选通元件的正极连接所述按键状态检测端，负极连接所述耳机状态输出端；所述第三选通元件的正极连接所述电源信号反馈端，负极连接所述耳机状态输出端。

9.根据权利要求1至8任一项所述的无线耳机电源电路，其特征在于，

所述第一开关元件为N沟道MOS管，所述第二开关元件为P沟道MOS管。

10.一种无线耳机，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的无线耳机电源电路。

Images