CN210579159U - 一种无线耳机系统和无线耳机 - Google Patents

Abstract

一种无线耳机系统，包括：充电盒，充电盒中设置有电源管理芯片；和耳机本体，耳机本体中设置有充电芯片；还包括：信号选择电路，信号选择电路的输入端连接充电芯片或电源管理芯片；和电源开关芯片，电源开关芯片的使能端连接信号选择电路的输出端，电源开关芯片一端连接充电芯片，另一端连接电池；当无线耳机系统处于关机状态时，充电芯片和/或电源管理芯片通过信号选择电路输出关断信号至电源开关芯片的使能端，电源开关芯片切换为关断状态，断开充电芯片和电池之间的电源回路。同时还提供一种无线耳机。本实用新型可以显著降低处于关机状态下的无线耳机系统中的漏电流，使得无线耳机系统的能耗最小化，延长单次充电后的使用存放时间。

Description

一种无线耳机系统和无线耳机

技术领域

本实用新型属于音频设备技术领域，尤其涉及一种无线耳机系统，以及一种无线耳机。

背景技术

在主流电子产品逐渐取消3.5mm音频设备插孔后，无线耳机相关技术迅猛发展，以TWS（True Wireless Stereo）耳机为代表的新产品层出不穷。TWS耳机包括左右两个耳塞，其中一个按照主耳机模式工作，另一个按照从耳机模式工作。使用时，移动终端与主耳机建立无线通信，同时主耳机与从耳机建立无线通信，实现音频信号的传输。在TWS耳机中左右两个耳塞独立使用可以达到真正无线立体声的效果。

TWS受限于非常狭小的耳机空间，耳机端已经不能采用基于Micro-USB的充电接口，因此，对芯片的封装、电池的功耗也提出了更为严格的要求。通常配套设置一个充电盒实现收纳、充电的作用。TWS耳机的充电盒和耳机中通常均采用单节锂电池作为电源。充电盒中的单节锂电池的电能一部分升压到5V给耳机供电。另一部分降压到3V或3V以下给充电盒内的处理芯片和传感器供电。在耳机一端，来自充电盒升压稳定的5V电压通过充电芯片为耳机端的单节锂电池充电。在关机状态下，无论是否是放置在充电盒中，TWS耳机会产生一定的漏电流。由于单节锂电池的电量非常少，可能会出现关机状态下电池耗尽的问题，导致用户再次使用时无法开机，这种情况会影响用户的实际体验。

发明内容

本实用新型针对现有技术中无线耳机系统在关机状态下漏电流相对较高，容易导致电池耗尽的问题，本实用新型设计并公开一种全新的无线耳机系统。

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：

一种无线耳机系统，包括：充电盒，充电盒中设置有电源管理芯片；和无线耳机，无线耳机中设置有充电芯片；还包括：信号选择电路，信号选择电路的输入端连接充电芯片或电源管理芯片；和电源开关芯片，电源开关芯片的使能端连接信号选择电路的输出端，电源开关芯片一端连接充电芯片，另一端连接电池；当无线耳机系统处于关机状态时，充电芯片和/或电源管理芯片通过信号选择电路输出关断信号至电源开关芯片的使能端，电源开关芯片切换为关断状态，断开充电芯片和电池之间的电源回路。

为了确保无线耳机的正常充电功能，实现充电状态的自动切换，充电盒中还设置有处理芯片，处理芯片的一路输入端接收盒盖开启信号或盒盖关闭信号，处理芯片的输出端连接电源管理芯片；当耳机充电触点和充电盒充电触点接触且接收到盒盖关闭信号时，电源管理芯片通过信号选择电路输出充电信号至电源开关芯片的使能端，电源开关芯片切换为导通状态，导通充电芯片和电池之间的电源回路。

盒盖状态优选通过设置在充电盒上的霍尔传感器检测，霍尔传感器生成并输出盒盖开启信号或盒盖关闭信号至处理芯片。

受到结构空间的限制，耳机充电触点为铜柱，充电盒充电触点为Pogo pin端子。

为了确保无线耳机置于充电盒内且充电完成时的漏电流最小，充电芯片还接收电量蓄满反馈信号；当充电芯片接收到电量蓄满反馈信号且处理芯片接收到盒盖关闭信号时，电源管理芯片和充电芯片分别通过信号选择电路输出关断信号至电源开关芯片的使能端，电源开关芯片切换为关断状态，断开充电芯片和电池之间的电源回路。

为了确保无线耳机的正常使用，实现使用状态的自动切换，处理芯片还接收盒盖开启信号；当充电芯片接收到电量蓄满反馈信号且处理芯片接收到盒盖开启信号时，电源管理芯片和处理芯片分别通过信号选择电路输出供电信号至电源开关芯片的使能端，电源开关芯片切换为导通状态，导通充电芯片和电池之间的电源回路。

为了确保无线耳机置于充电盒外且处于关闭状态时的漏电流最小，当耳机充电触点和充电盒触点未接触且无线耳机处于关闭状态时，充电芯片接收耳机状态检测信号，充电芯片通过信号选择电路输出关断信号至电源开关芯片的使能端，电源开关芯片切换为关断状态，断开充电芯片和电池之间的电源回路。

信号选择电路优选由两颗二极管实现，包括第一二极管，第一二极管的正极连接电源管理芯片，第一二极管的负极连接电源开关芯片的使能端；和第二二极管，第二二极管的正极连接充电芯片，第二二极管的负极连接电源开关芯片的使能端。

优选的，电源开关芯片为负载开关。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：

当无线耳机系统处于关断状态时，充电芯片和/或电源管理芯片即可以通过信号选择电路输出关断信号至电源开关芯片的使能端，电源开关芯片即切换为关断状态，断开充电芯片和电池之间的电源回路，从而处于关机状态下的无线耳机系统中的漏电流维持在最低状态，使得无线耳机系统的能耗最小化，延长单次充电后的存放使用时间。

本实用新型的另一个方面提供一种无线耳机，无线耳机中设置有充电芯片。还包括信号选择电路，所述信号选择电路的输入端连接所述充电芯片；和电源开关芯片，所述电源开关芯片的使能端连接所述信号选择电路的输出端，所述电源开关芯片的一端连接所述充电芯片，另一端连接电池；当无线耳机处于关机状态时，所述充电芯片通过信号选择电路输出关断信号至所述电源开关芯片的使能端，所述电源开关芯片切换为关断状态，断开所述充电芯片和电池之间的电源回路。

本实用新型所提供的无线耳机具有漏电流小，能耗低的优点。

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系统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系统另一种实施例的电路原理示意框图；

图3为本实用新型所公开的无线耳机一种实施例的电路原理示意框图。

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。

图1为一种无线耳机系统1的内部电路示意框图。以TWS耳机系统为例，TWS（TrueWireless Stereo,真无线立体声）蓝牙耳机借助蓝牙芯片，先将移动终端，如智能手机、平板电脑、可穿戴设备、具有蓝牙功能的音响设备等与主耳机建立无线连接，再建立主耳机和从耳机之间的无线通讯，从而完全摈弃了传统耳机之间所采用的线材，方便用户的使用。无线耳机系统1主要分为充电盒10和无线耳机20两个部分，充电盒10一方面起到收纳无线耳机20的作用，另一方面专门用于为两个无线耳机20充电。充电盒10和无线耳机20中均分别设置有锂电池，充电盒10中的锂电池的容量通常不大于1000mA，而无线耳机20中的电池24容量在100mA左右，因此，低功耗是无线耳机系统设计的主要方向，本实用新型则是通过降低无线耳机系统的漏电流达到降低无线耳机系统中电池功耗的作用。

如图1所示，本实施例所提供的无线耳机系统1包括充电盒10和无线耳机20两个部分。为了便于描述，在下文进行详细解释时均以无线耳机20指代主耳机和从耳机中的任意一个。充电盒10上设置有物理充电接口(图中未示出)。物理充电接口通过过压保护电路连接电源管理芯片11。其中，物理充电接口可以是Micro USB接口。电源管理芯片11一方面可以实现升压功能，另一方面也可以实现锂电池充电管理，电池电量指示等其它功能。电源管理芯片11可以选用市售的电源管理芯片11，如德州仪器生产销售的路径管理充电芯片22，在此不对芯片的具体型号进行限定。在无线耳机20一端设置有充电芯片22。充电芯片22可以是一颗单独的充电芯片22，也可以是封装在蓝牙芯片中的独立实现充电功能的电池管理模块。电源管理芯片11及充电芯片22实现其本身电池管理功能的技术是现有技术中所公知的，在此不再详细描述。

与现有技术完全不同，图1中的无线耳机系统1还包括信号选择电路21。信号选择电路21的输入端连接充电芯片22或电源管理芯片11，信号选择电路21的输出端连接电源开关芯片23。电源开关芯片23优选为一颗集成负载开关芯片。电源开关芯片23的使能端EN连接信号选择电路21的输出端，电源开关的芯片信号通路的两个引脚则分别连接所述充电芯片22和电池24。由于设置有信号选择电路21和电源开关芯片23，当无线耳机系统1处于关断状态时，充电芯片22或电源管理芯片11即可以通过信号选择电路21输出关断信号至电源开关芯片23的使能端EN，电源开关芯片23即切换为关断状态，断开充电芯片22和电池24之间的电源回路，从而使得处于关机状态下的无线耳机系统1中不存在漏电流，使得无线耳机系统的能耗最小化，延长存放时间。负载开关芯片的型号可以选用德州仪器公司生产的TPS22916BYFPR。

在日常生活中，无线耳机系统1有置于充电盒10中充电，置于充电盒10中电量充满，开机使用，以及置于充电盒10外但未使用几种状态，为确保无线耳机系统1的正常使用，同时将整个系统的漏电流降低至最小范畴，如图2所示为无线耳机系统1的一种优选实施方式。具体来说，在充电盒10中设置有处理芯片12。处理芯片12优选为一颗MCU芯片。处理芯片12的一路输入端接收由设置在充电盒10上的霍尔传感器13生成的盒盖开启信号或者盒盖关闭信号。霍尔传感器13用于检测盒盖的位置，当与盒体扣合到位时，则输出盒盖关闭信号；当盒盖处于打开位置时，则输出盒盖开启信号。处理芯片12的输出端连接电源管理芯片11。

由于不具备设置Micro USB充电接口的空间条件，无线耳机20和充电盒10之间的充电回路优选由一组金属触点实现。在本实施例中，无线耳机20上设置有呈弹簧铜柱形式的耳机充电触点，在充电盒10中设置有呈金属触片形式的充电盒充电触点。本领域技术人员可以毫无疑义地理解，耳机充电触点和充电盒充电触点还可以采用其它不同的形式，如无线耳机20上设置有呈金属触片式的耳机充电触点，而在充电盒10中设置呈弹簧铜柱形式的充电盒充电触点。

针对无线耳机系统1有置于充电盒10中充电的使用状态，即当检测到耳机充电触点和充电盒充电触点接触，且同时接收到盒盖关闭信号时，电源管理芯片11即通过信号选择电路21输出充电信号至电源开关芯片23的使能端EN，电源开关芯片23切换为导通状态，导通充电芯片22和电池24之间的电源回路，使得电源管理芯片11通过充电芯片22为无线耳机20中的电池24充电。

充电过程中，充电芯片22还接收电量蓄满反馈信号。电池24的实时电量可以通过现有技术中的电量检测电路检测，不是本实用新型的保护重点，在此不再进行进一步具体介绍。当充电芯片22接收到电量蓄满反馈信号且处理芯片12同时接收到盒盖关闭信号时，电源管理芯片11和充电芯片22分别通过信号选择电路21输出关断信号至电源开关芯片23的使能端EN。电源开关芯片23切换为关断状态，断开充电芯片22和电池24之间的电源回路，以在无线耳机20置于充电盒10且电量满的状态下减小漏电流。

如用户将无线耳机20从充电盒10中取出使用，处理芯片12即接收到霍尔传感器13输出的盒盖开启信号。当充电芯片22接收到电量蓄满反馈信号且处理芯片12接收到盒盖开启信号时，电源管理芯片11和处理芯片12通过信号选择电路21输出供电信号至电源开关芯片23的使能端EN，电源开关芯片23切换为导通状态，导通充电芯片22和电池24之间的电源回路，电池24开始为无线耳机20供电，

如果用户将无线耳机20从充电盒10中取出但关闭未使用，则充电芯片22通过按键触发等检测电路接收到耳机状态检测信号，充电芯片22通过信号选择电路21输出关断信号至电源开关芯片23的使能端EN，电源开关芯片23切换为关断状态，断开充电芯片22和电池24之间的电源回路。在无线耳机未置于充电盒10中并保持关机状态时，也可以降低无线耳机中的漏电流。

如图2所示，信号选择电路21优选有两颗肖特基二极管实现，具体可以选用得捷电子的电子元件，型号如RB520ZS-30T2R。具体来说，包括第一二极管D1，第一二极管D1的正极连接电源管理芯片11，第一二极管D1的负极连接电源开关芯片23的使能端EN；和第二二极管D2，第二二极管D2的正极连接充电芯片22，第二二极管D2的负极连接所述电源开关芯片23的使能端EN。基于上述信号选择电路21，关断信号为低电平控制信号，充电信号为高电平控制信号，供电信号也为高电平控制信号。

通过上述实施例所详细描述的无线耳机系统，可以在无线耳机系统的多种使用状态下自动切换，确保真个系统的漏电流最小，提高的无线耳机系统非使用状态下的蓄电能力。

本实用新型的另一个方面提供一种无线耳机2。无线耳机2中设置有充电芯片32。在充电芯片32的基础上，在无线耳机2中还特别设计了信号选择电路31和电源开关芯片33。信号选择电路31的输入端连接充电芯片32，输出端连接电源开关芯片33的使能端EN。电源开关芯片33的一端连接充电芯片32，另一端连接电池34。当无线耳机处于关机状态时，例如置于充电盒中充电或者置于充电盒外但未开机时，充电芯片32通过信号选择电路31输出关断信号至电源开关芯片33的使能端EN，电源开关芯片33切换为关断状态，断开充电芯片32和电池34之间的电源回路，从而确保无线耳机处于关机状态时，整体漏电流最小，降低能耗。

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)

1.一种无线耳机系统，包括：

充电盒，所述充电盒中设置有电源管理芯片；和

无线耳机，所述无线耳机中设置有充电芯片；

其特征在于，还包括：

信号选择电路，所述信号选择电路的输入端连接所述充电芯片或电源管理芯片；和

电源开关芯片，所述电源开关芯片的使能端连接所述信号选择电路的输出端，所述电源开关芯片一端连接所述充电芯片，另一端连接电池；

当无线耳机处于关机状态时，所述充电芯片和/或电源管理芯片通过信号选择电路输出关断信号至所述电源开关芯片的使能端，所述电源开关芯片切换为关断状态，断开所述充电芯片和电池之间的电源回路。

2.根据权利要求1所述的无线耳机系统，其特征在于：

所述充电盒中还设置有处理芯片，所述处理芯片的一路输入端接收盒盖开启信号或盒盖关闭信号，所述处理芯片的输出端连接所述电源管理芯片；

当耳机充电触点和充电盒充电触点接触且接收到盒盖关闭信号时，所述电源管理芯片通过信号选择电路输出充电信号至所述电源开关芯片的使能端，所述电源开关芯片切换为导通状态，导通所述充电芯片和电池之间的电源回路。

3.根据权利要求2所述的无线耳机系统，其特征在于：

所述充电盒上设置有霍尔传感器，所述霍尔传感器生成并输出盒盖开启信号或盒盖关闭信号至所述处理芯片。

4.根据权利要求2所述的无线耳机系统，其特征在于：

所述耳机充电触点为铜柱，所述充电盒充电触点为Pogo pin端子。

5.根据权利要求2所述的无线耳机系统，其特征在于：

所述充电芯片还接收电量蓄满反馈信号；

当所述充电芯片接收到电量蓄满反馈信号且所述处理芯片接收到盒盖关闭信号时，所述电源管理芯片和充电芯片分别通过信号选择电路输出关断信号至所述电源开关芯片的使能端，所述电源开关芯片切换为关断状态，断开所述充电芯片和电池之间的电源回路。

6.根据权利要求3所述的无线耳机系统，其特征在于：

所述处理芯片还接收盒盖开启信号；

当所述充电芯片接收到电量蓄满反馈信号且所述处理芯片接收到盒盖开启信号时，所述电源管理芯片和所述处理芯片分别通过信号选择电路输出供电信号至所述电源开关芯片的使能端，所述电源开关芯片切换为导通状态，导通充电芯片和电池之间的电源回路。

7.根据权利要求4所述的无线耳机系统，其特征在于：

当耳机充电触点和充电盒触点未接触且无线耳机处于关闭状态时，所述充电芯片接收耳机状态检测信号，所述充电芯片通过信号选择电路输出关断信号至所述电源开关芯片的使能端，所述电源开关芯片切换为关断状态，断开所述充电芯片和电池之间的电源回路。

8.根据权利要求1至7任一项所述的无线耳机系统，其特征在于：

所述信号选择电路包括：

第一二极管，所述第一二极管的正极连接所述电源管理芯片，所述第一二极管的负极连接所述电源开关芯片的使能端；和

第二二极管，所述第二二极管的正极连接所述充电芯片，所述第二二极管的负极连接所述电源开关芯片的使能端。

9.根据权利要求1至7任一项所述的无线耳机系统，其特征在于，所述电源开关芯片为负载开关。

10.一种无线耳机，包括：充电芯片；其特征在于, 还包括：

信号选择电路，所述信号选择电路的输入端连接所述充电芯片；和

电源开关芯片，所述电源开关芯片的使能端连接所述信号选择电路的输出端，所述电源开关芯片的一端连接所述充电芯片，另一端连接电池；

当无线耳机处于关机状态时，所述充电芯片通过信号选择电路输出关断信号至所述电源开关芯片的使能端，所述电源开关芯片切换为关断状态，断开所述充电芯片和电池之间的电源回路。

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