CN212063548U

CN212063548U - 一种蓝牙耳机有线充电盒

Info

Publication number: CN212063548U
Application number: CN202020845880.3U
Authority: CN
Inventors: 谈政武
Original assignee: Shenzhen Lidexin Electronic Co ltd
Current assignee: Shenzhen Lidexin Electronic Co ltd
Priority date: 2020-05-20
Filing date: 2020-05-20
Publication date: 2020-12-01
Anticipated expiration: 2030-05-20

Abstract

本实用新型提供了一种蓝牙耳机有线充电盒，包括USB接口、电池充电管理电路、主控芯片、LED灯显示电路、5V升压电池充电管理电路、MOS管开关电路、左耳充电检测电路、右耳充电检测电路；所述USB接口与电池充电管理电路的输入端连接，所述电池充电管理电路输出两路信号，一路信号经主控芯片后与左耳充电检测电路的控制端连接，另一路信号经主控芯片后与右耳充电检测电路的控制端连接，所述主控芯片还与LED灯显示电路、5V升压电池充电管理电路、MOS管开关电路分别连接，所述MOS管开关电路分别连接左耳充电检测电路、右耳充电检测电路。本实用新型具有采用两路一体设计，性价比较高、制造成本低、使用寿命长、左右耳机充电检测相互不受影响等特点。

Description

一种蓝牙耳机有线充电盒

技术领域

本实用新型涉及一种充电盒，更具体的说，涉及一种蓝牙耳机有线充电盒。

背景技术

蓝牙耳机存在耗电量大的缺点，需要经常充电，使用者对蓝牙耳机充电时发现，现有的蓝牙耳机的左右耳机都是由同一检测电路进行检测的，该充电检测电路不能分别对左右耳机进行检测，并且现有的蓝牙耳机充电的保护措施较少，当耳机充满时，还在继续充电，这会让电池一直保持满电状态，虽然不会爆炸，但是会加快电池容量的损失速度。

发明内容

本实用新型的技术目的是克服现有技术中，提供一种采用两路一体设计，性价比较高、制造成本低、使用寿命长，左右耳机充电检测相互不受影响的一种蓝牙耳机有线充电盒。

为实现以上技术目的，本实用新型的技术方案是：

一种蓝牙耳机有线充电盒，其特征在于：包括USB接口、电池充电管理电路、电池温度保护电路、MCU主控芯片、5V升压电池充电管理电路、左右耳PIN针、左耳充电检测电路、右耳充电检测电路、MOS管开关电路、发送脉冲信号用放电电路；所述USB接口与电池充电管理电路连接，所述电池充电管理电路与电池温度保护电路连接，所述电池温度保护电路与5V升压电池充电管理电路连接，所述5V升压电池充电管理电路与MOS管开关电路连接，所述MOS管开关电路与左右耳PIN针连接，所述左右耳PIN针还与左耳充电检测电路、右耳充电检测电路连接；所述MCU主控芯片分别与电池充电管理电路、电池温度保护电路、5V升压电池充电管理电路、左耳充电检测电路、右耳充电检测电路、MOS管开关电路、发送脉冲信号用放电电路连接。

进一步的，还包括按键、LED灯显示电路、霍尔开关，所述按键、LED灯显示电路、霍尔开关分别与MCU主控芯片连接。

进一步的，所述电池温度保护电路包括第一ESD防护元件、第一电感、第二电感、PTC热敏电阻、第一电容、第二电容，所述USB接口的输出端与地之间接第一ESD防护元件，所述USB接口的输出端接第一电感的一端，所述第一电感的另一端接PTC热敏电阻的一端，所述PTC热敏电阻的另一端接电池充电管理电路，所述PTC热敏电阻的另一端还接第一电容的一端，第一电容的另一端接第二电感的一端，所述第二电容与第一电容并联。

进一步的，所述电池充电管理电路包括电池充电管理芯片、第一路信号输出电路、第二路信号输出电路，所述第一路信号输出电路包括第一电阻，所述第二路信号输出电路包括第二电阻、第一MOS管、第三电阻、第四电阻；所述电池充电管理芯片的输出端接第一电阻的一端、第二电阻的一端，所述第一电阻的另一端为第一路信号输出电路的输出端，所述第二电阻的另一端接第一MOS管的D极，所述第一MOS管的G极接第三电阻的一端、第四电阻的一端，所述第三电阻的另一端为第二路信号输出电路的输出端。

进一步的，所述5V升压电池充电管理电路至少选用SGM66097/SGM66099/LP6260型号的芯片。

进一步的，所述发送脉冲信号用放电电路与MOS管开关电路连接。

进一步的，所述MOS管开关电路包括第二MOS管、第五电阻、第六电阻、第三电容；所述第五电阻的一端为MOS管开关电路的输入端，所述第五电阻的另一端接第六电阻的一端、第二MOS管的G极，所述第六电阻的另一端接第二MOS管的D极，所述第二MOS管的S极接第三电容的一端，所述第三电容的另一端接地，所述第二MOS管的S极为MOS管开关电路的输出端。

进一步的，所述发送脉冲信号用放电电路包括第三MOS管、第七电阻、第八电阻、第九电阻；所述第七电阻的一端为发送脉冲信号用放电电路的输入端，所述第七电阻的另一端接第八电阻的一端、第三MOS管的G极，所述第三MOS管的S极接地，所述第三MOS管的D极接第九电阻的一端，所述第九电阻的另一端为发送脉冲信号用放电电路的输出端。

进一步的，所述左耳充电检测电路与右耳充电检测电路的电路结构相同。

进一步的，所述左耳充电检测电路包括空载检测电路、充电防护电路，所述充电防护电路包括第二ESD防护元件、第三ESD防护元件、第四电容、第三电感，所述第二ESD防护元件的一端接左耳机的负极、第四电容的一端，所述第四电容的另一端接左耳机的正极、第三ESD防护元件的一端、第三电感的一端，所述第三电感的另一端接MOS管开关电路的输出端，所述第二ESD防护元件、第三ESD防护元件的另一端都接地；所述空载检测电路包括第五电容、第十电阻、第十一电阻，所述第十电阻的一端接左耳机的负极、第十一电阻的一端，所述第十电阻的另一端接主控芯片、第五电容的一端，所述第五电容的另一端接地，所述第十电阻的另一端接地。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型的结构简单，所用元器件少，制造成本低，且各元器件均采用市面上常见的元器件，便于更换和维修，可以大范围推广使用。

2、本实用新型的蓝牙耳机有线充电盒采用两路一体设计，性价比较高，并且充电分为小电流预充，大电流恒流充，涓流恒压充，共3 个步骤，确保整个充电过程安全、快速、充满。

3、本实用新型还设有多重电路保护，例如，电池温度保护电路、5V升压电池充电管理电路、充电防护电路、空载检测电路等等，大大提高了充电的安全性。

4、本实用新型的输出方式采用两路耳机充电单独检测、共同保护的方式，、对左耳机和右耳机进行单独充电检测保护，当检测到电流过大时，由MCU主控芯片控制MOS管开关电路断开，不给左右耳机充电，能够大大提高充电盒的使用寿命。

5、本实用新型的空载检测电路，能够检测蓝牙耳机是否空载，当蓝牙耳机空载时，则主控芯片控制其对应的MOS管开关电路断开，不再给该蓝牙耳机充电，从而保障蓝牙耳机电池的使用寿命。

本实用新型附加的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，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图；

图2是本实用新型的电池充电管理电路的电路原理图；

图3是本实用新型的5V升压电池充电管理电路的电路原理图；

图4是本实用新型的MOS管开关电路的电路原理图

图5是本实用新型的左耳充电检测电路和右耳充电检测电路的电路原理图；

图6是本实用新型的空载检测电路的电路原理图；

图7是本实用新型的左耳机和右耳机插口的电路原理图；

图8是本实用新型的LED灯显示电路的电路原理图；

图9是本实用新型的主控芯片的电路原理图；

图中：1、USB接口；2、电池充电管理电路；3、电池温度保护电路；4、按键；5、LED灯显示电路；6、MCU主控芯片；7、5V升压电池充电管理电路；8、霍尔开关；9、左右耳PIN针；10、左耳充电检测电路；11、右耳充电检测电路；12、MOS管开关电路；13、发送脉冲信号用放电电路；

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型的一个实施例中，如图1-9所示，一种蓝牙耳机有线充电盒，包括USB接口1、电池充电管理电路2、电池温度保护电路3、MCU主控芯片6、5V升压电池充电管理电路72、左右耳PIN针9、左耳充电检测电路10、右耳充电检测电路11、MOS管开关电路12、发送脉冲信号用放电电路13；USB接口1与电池充电管理电路2连接，电池充电管理电路2与电池温度保护电路3连接，电池温度保护电路3与5V升压电池充电管理电路72连接，5V升压电池充电管理电路72与MOS管开关电路12连接，MOS管开关电路12与左右耳PIN针9连接，左右耳PIN针9还与左耳充电检测电路10、右耳充电检测电路11连接；MCU主控芯片6分别与电池充电管理电路2、电池温度保护电路3、5V升压电池充电管理电路72、左耳充电检测电路10、右耳充电检测电路11、MOS管开关电路12、发送脉冲信号用放电电路13连接。

工作原理：蓝牙耳机有线充电盒通过USB接口接入电源后，电流从USB接口输出给电池充电管理电路，由电池充电管理电路将电压输出给5V升压电池充电管理电路，5V升压电池充电管理电路将电压转换为5V，并由MOS管开关电路控制输出给左右耳PIN，其中，发送脉冲信号用放电电路用来将MOS管开关电路输出端的电放光，使MOS管开关电路输出平整的方波电路，由左右耳PIN针给左右耳机充电；通过左耳充电检测电路、右耳充电检测电路分别检测左右耳机充电电流电压信号，并将检测到的信号传递给MCU主控芯片，由MCU主控芯片判断左耳机或者右耳机是否充满电或者是否为空载，例如，若左耳机充满电或者空载则控制MOS管开关电路不给左耳机充电。

本实用新型的蓝牙耳机有线充电盒采用两路一体的电路设计，性价比较高，并且充电分为小电流预充，大电流恒流充，涓流恒压充，共3 个步骤，确保整个充电过程安全、快速、充满。此外，本实用新型还设有多重电路保护，大大提高了充电的安全性。

本实用新型为了提高USB充电的安全性，还设置了电池温度保护电路3，如图2所示，电池温度保护电路包括第一ESD防护元件E0、第一电感L4、第二电感L5、PTC热敏电阻OR、第一电容C0、第二电容C34，USB接口1的输出端与地之间接第一ESD防护元件E0，USB接口1的输出端接第一电感L4的一端，第一电感L4的另一端接PTC热敏电阻OR的一端，PTC热敏电阻OR的另一端接电池充电管理电路2，PTC热敏电阻OR的另一端还接第一电容C0的一端，第一电容C0的另一端接第二电感L5的一端，第二电容C34与第一电容C0并联。

工作时，当USB充电温度过高时，则PTC热敏电阻OR的电阻瞬间会剧增，电路中的电流迅速减小到安全值，从而保护电路。此外，采用第一ESD防护元件有利于保护USB接口，提高USB接口的使用寿命。

本实用新型还可以通过电池充电管理电路2控制向左右耳机充电的电流大小，从而保障左右耳机正常充电；如图2所示，电池充电管理电路2包括电池充电管理芯片U3、第一路信号输出电路、第二路信号输出电路，第一路信号输出电路包括第一电阻R43，第二路信号输出电路包括第二电阻R5、第一MOS管Q5、第三电阻R45、第四电阻R44；电池充电管理芯片U3的输出端接第一电阻R43的一端、第二电阻R5的一端，第一电阻R43的另一端为第一路信号输出电路的输出端，第二电阻R5的另一端接第一MOS管Q5的D极，第一MOS管Q5的G极接第三电阻R45的一端、第四电阻R44的一端，第三电阻R45的另一端为第二路信号输出电路的输出端。

如图3所示，为了提高电路保护，5V升压电池充电管理电路5至少选用SGM66097/SGM66099/LP6260型号的芯片。此外，5V升压电池充电管理电路5还有短路、过充，过放、过温保护。

发送脉冲信号用放电电路13与MOS管开关电路12连接。

MOS管开关电路包括第二MOS管M3、第五电阻R18、第六电阻R27、第三电容C2；第五电阻R18的一端为MOS管开关电路的输入端，第五电阻R18的另一端接第六电阻R27的一端、第二MOS管M3的G极，第六电阻R27的另一端接第二MOS管M3的D极，第二MOS管M3的S极接第三电容C2的一端，第三电容C2的另一端接地，第二MOS管M3的S极为MOS管开关电路的输出端。

当左耳充电检测电路7所检测的电流电压正常，且左耳机不空载、没充满时，则MOS管开关电路中的第二MOS管M3导通，给左耳机充电。

发送脉冲信号用放电电路用来将MOS管开关电路输出端的电放光，使MOS管开关电路输出平整的方波电路，如图4所示，发送脉冲信号用放电电路包括第三MOS管M2、第七电阻R20、第八电阻R26、第九电阻R47；第七电阻R20的一端为发送脉冲信号用放电电路的输入端，第七电阻R20的另一端接第八电阻R26的一端、第三MOS管M2的G极，第三MOS管M2的S极接地，第三MOS管M2的D极接第九电阻R47的一端，第九电阻R47的另一端为发送脉冲信号用放电电路的输出端。

如图5-6所示，左耳充电检测电路7与右耳充电检测电路8的电路结构相同，左耳充电检测电路7包括空载检测电路、充电防护电路。

如图5所示，充电防护电路包括第二ESD防护元件E7、第三ESD防护元件E6、第四电容C26、第三电感L1，第二ESD防护元件E7的一端接左耳机的负极、第四电容C26的一端，第四电容C26的另一端接左耳机的正极、第三ESD防护元件E6的一端、第三电感L1的一端，第三电感L1的另一端接MOS管开关电路的输出端，第二ESD防护元件E7、第三ESD防护元件E6的另一端都接地.

如图6所示，空载检测电路包括第五电容C20、第十电阻R12、第十一电阻R13，第十电阻R12的一端接左耳机的负极、第十一电阻R13的一端，第十电阻R12的另一端接主控芯片、第五电容C20的一端，第五电容C20的另一端接地，第十电阻R12的另一端接地。当左耳机空载时，则空载检测电路没有电信号，则不向主控芯片发出电信号；当左耳机充满时，则第五电容C20内的电荷量达到峰值，则向主控芯片发出峰值电信号。主控芯片根据空载检测电路输入的电信号状态来判断左耳机空载情况；此外，右耳机空载情况判断相同。

经过实验数据测试，单耳充电最小截止电流5mA±3mA、最大恒流充电电流100mA±10mA、峰值电流180mA±20mA 进入过流保护：峰值电流300mA±20mA 进入短路保护；本实用新型通过降低最大电流，来确保充电安全，减小截止电流，确保蓝牙耳机充满；充电盒在关盖状态下，检测到耳机的充电电流小于5MA 后，延时10 秒将Vbus 上的5V 切换为Vbat 电压，并保持2S 后将该电压切为0。即实现小电流预充，大电流恒流充，涓流恒压充的3 个步骤，从而确保整个充电过程安全、快速、充满，还有利于提高蓝牙耳机电池的使用寿命。

此外，温度范围是-20-60℃内能够正常给耳机充电，超出-20-60℃温度范围停止给耳机充电，高温截止点为56～62℃，低温截止点为-16～-22℃，温度保护后，关断耳机两端5V 输出，耳机充电电流变为0mA，LED 灯灭。温度恢复正常后，需通过插入USB 充电可唤醒5V 供电输出给耳机充电。3.0V±0.15V 过放保护后，需充电至3.30V±0.15V 方可再次放电。

本实用新型还包括按键4、LED灯显示电路5、霍尔开关8，按键4、LED灯显示电路5、霍尔开关8分别与MCU主控芯片6连接。通过按键4来控制充电盒的开启，当霍尔开关来检测左右耳机是否插入到充电盒，通过LED灯显示电路来显示充电状态。

如图8所示，为LED灯显示电路的电路原理图，主控芯片可以通过控制LED灯点亮的数量和状态来显示充电状态。例如，当进入过压保护时，4 颗LED 灯常亮，需输入电压恢复正常后，拔出USB，再次插入USB 才会恢复正常显示。

本实用新型的结构简单，所用元器件少，制造成本低，且各元器件均采用市面上常见的元器件，便于更换和维修，可以大范围推广使用。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims

1.一种蓝牙耳机有线充电盒，其特征在于：包括USB接口、电池充电管理电路、电池温度保护电路、MCU主控芯片、5V升压电池充电管理电路、左右耳PIN针、左耳充电检测电路、右耳充电检测电路、MOS管开关电路、发送脉冲信号用放电电路；所述USB接口与电池充电管理电路连接，所述电池充电管理电路与电池温度保护电路连接，所述电池温度保护电路与5V升压电池充电管理电路连接，所述5V升压电池充电管理电路与MOS管开关电路连接，所述MOS管开关电路与左右耳PIN针连接，所述左右耳PIN针还与左耳充电检测电路、右耳充电检测电路连接；所述MCU主控芯片分别与电池充电管理电路、电池温度保护电路、5V升压电池充电管理电路、左耳充电检测电路、右耳充电检测电路、MOS管开关电路、发送脉冲信号用放电电路连接。

2.如权利要求1所述的蓝牙耳机有线充电盒，其特征在于：还包括按键、LED灯显示电路、霍尔开关，所述按键、LED灯显示电路、霍尔开关分别与MCU主控芯片连接。

3.如权利要求1所述的蓝牙耳机有线充电盒，其特征在于：所述电池温度保护电路包括第一ESD防护元件、第一电感、第二电感、PTC热敏电阻、第一电容、第二电容，所述USB接口的输出端与地之间接第一ESD防护元件，所述USB接口的输出端接第一电感的一端，所述第一电感的另一端接PTC热敏电阻的一端，所述PTC热敏电阻的另一端接电池充电管理电路，所述PTC热敏电阻的另一端还接第一电容的一端，第一电容的另一端接第二电感的一端，所述第二电容与第一电容并联。

4.如权利要求1所述的蓝牙耳机有线充电盒，其特征在于：所述电池充电管理电路包括电池充电管理芯片、第一路信号输出电路、第二路信号输出电路，所述第一路信号输出电路包括第一电阻，所述第二路信号输出电路包括第二电阻、第一MOS管、第三电阻、第四电阻；所述电池充电管理芯片的输出端接第一电阻的一端、第二电阻的一端，所述第一电阻的另一端为第一路信号输出电路的输出端，所述第二电阻的另一端接第一MOS管的D极，所述第一MOS管的G极接第三电阻的一端、第四电阻的一端，所述第三电阻的另一端为第二路信号输出电路的输出端。

5.如权利要求1所述的蓝牙耳机有线充电盒，其特征在于：所述5V升压电池充电管理电路至少选用SGM66097/SGM66099/LP6260型号的芯片。

6.如权利要求1所述的蓝牙耳机有线充电盒，其特征在于：所述发送脉冲信号用放电电路与MOS管开关电路连接。

7.如权利要求1所述的蓝牙耳机有线充电盒，其特征在于：所述MOS管开关电路包括第二MOS管、第五电阻、第六电阻、第三电容；所述第五电阻的一端为MOS管开关电路的输入端，所述第五电阻的另一端接第六电阻的一端、第二MOS管的G极，所述第六电阻的另一端接第二MOS管的D极，所述第二MOS管的S极接第三电容的一端，所述第三电容的另一端接地，所述第二MOS管的S极为MOS管开关电路的输出端。

8.如权利要求1所述的蓝牙耳机有线充电盒，其特征在于：所述发送脉冲信号用放电电路包括第三MOS管、第七电阻、第八电阻、第九电阻；所述第七电阻的一端为发送脉冲信号用放电电路的输入端，所述第七电阻的另一端接第八电阻的一端、第三MOS管的G极，所述第三MOS管的S极接地，所述第三MOS管的D极接第九电阻的一端，所述第九电阻的另一端为发送脉冲信号用放电电路的输出端。

9.如权利要求1所述的蓝牙耳机有线充电盒，其特征在于：所述左耳充电检测电路与右耳充电检测电路的电路结构相同。

10.如权利要求1或9所述的蓝牙耳机有线充电盒，其特征在于：所述左耳充电检测电路包括空载检测电路、充电防护电路，所述充电防护电路包括第二ESD防护元件、第三ESD防护元件、第四电容、第三电感，所述第二ESD防护元件的一端接左耳机的负极、第四电容的一端，所述第四电容的另一端接左耳机的正极、第三ESD防护元件的一端、第三电感的一端，所述第三电感的另一端接MOS管开关电路的输出端，所述第二ESD防护元件、第三ESD防护元件的另一端都接地；所述空载检测电路包括第五电容、第十电阻、第十一电阻，所述第十电阻的一端接左耳机的负极、第十一电阻的一端，所述第十电阻的另一端接主控芯片、第五电容的一端，所述第五电容的另一端接地，所述第十电阻的另一端接地。