CN213305713U - 一种双向开关及无线耳机充电盒 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双向开关及无线耳机充电盒，属于无线耳机技术领域，包括第一负荷开关芯片、第二负荷开关芯片和多个接线端，第一负荷开关芯片的输入端与第一接线端连接，第一负荷开关芯片的输出端与第二接线端连接，第一接线端与第一负荷开关芯片的控制端之间连接第一开关电路；第二负荷开关芯片的输入端与第二接线端连接，第一负荷开关芯片的输出端与第一接线端连接，第二负荷开关芯片的控制端与第三接线端连接，第三接线端与第二负荷开关芯片的控制端之间连接第二开关电路；无线耳机充电盒的充电芯片连接放电触点的一端与充电盒电池的正极之间连接有述的双向开关，本设计的开关可双向通断和优先级控制，从而减小无线耳机充电盒体积。

Description

一种双向开关及无线耳机充电盒

技术领域

本实用新型属于无线耳机技术领域，具体涉及一种双向开关。

背景技术

无线耳机通常包括分离的左耳耳机和右耳耳机，两者之间不设有线材，彻底摆脱了线材的束缚，便捷性强。基于这些特性，受到消费者的极大欢迎，所述各大产商都在纷纷推出各自的无线耳机。

目前市场上的无线耳机，一般是利用充电盒给耳机充电。充电方式为：电源通过适配器给充电盒的电池充电，充电盒的电池给耳机的电池充电，电源通过适配器给充电盒的电池充电时，是通过充电盒内的非线性芯片给充电盒电池充电；而充电盒的电池给耳机的电池充电时，因为充电盒和耳机之间采用触点式连接(Pogo Pin)，当充电盒中有耳机放入时，充电盒中的控制器控制升压芯片将充电盒电池的电压升到5V并传输至充电盒的触点，再经过耳机的触点以及耳机的线性充电芯片传输至耳机的电池达到为耳机电池充电的目的。由于耳机空间小，结构方面限制空间，所以耳机内只能使用线性充电芯片，充电盒内的非线性充电芯片只用于为充电盒电池充电。但使用线性芯片为耳机的电池充电，充电效率低。

为提高充电盒给耳机充电的充电效率，公开号为CN111786427A、主题名称为“一种用于无线耳机的充电盒及无线耳机产品组件”的发明专利公开了在充电盒中增加多个可控的开关的技术方案，根据不同的充电状态控制通断，但该专利中的开关均为单向开关，充电芯片与充电盒电池之间的开关仅能实现开启时向充电盒电池充电的功能，在充电盒待机状态时，需要另外设置线路来通过充电芯片向充电盒中的其他器件供电。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种双向开关及无线耳机充电盒，该开关可双向通断并实现其优先级控制，可减小无线耳机充电盒体积。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种双向开关，包括第一负荷开关芯片、第二负荷开关芯片和多个接线端，所述第一负荷开关芯片的输入端与第一接线端连接，所述第一负荷开关芯片的输出端与第二接线端连接，所述第一接线端与所述第一负荷开关芯片的控制端之间连接有用于控制所述第一负荷开关芯片通断的第一开关电路；所述第二负荷开关芯片的输入端与所述第二接线端连接，所述第一负荷开关芯片的输出端与所述第一接线端连接，所述第二负荷开关芯片的控制端与第三接线端连接，所述第三接线端与所述第二负荷开关芯片的控制端之间连接有用于控制所述第二负荷开关芯片通断的第二开关电路。

进一步的，所述第一开关电路包括第一MOS管、第二MOS管和第三MOS管，所述第一MOS管的漏极与所述第一负荷开关芯片的控制端和所述第一接线端并联，所述第一MOS管的源极接地，所述第一MOS管的栅极与所述第二MOS管的漏极连接，所述第二MOS管的源极与所述第一接线端连接，所述第二MOS管的栅极与所述第三MOS管的漏极连接，所述第三MOS管的源极与第四接线端连接；所述第二MOS管的栅极与所述第一接线端之间、所述第三MOS管的栅极与所述第一接线端之间、所述第三MOS管的栅极和源极与地之间分别串联有分压电阻。

进一步的，所述第一MOS管和所述第三MOS管为NMOS管，所述第二MOS管为PMOS管。

进一步的，所述第二开关电路包括第四MOS管、第五MOS管和第六MOS管，所述第四MOS管的漏极与所述第二负荷开关芯片的控制端和所述第三接线端并联，所述第四MOS管的源极接地，所述第四MOS管的栅极与所述第五MOS管的漏极连接，所述第五MOS管的源极与所述第三接线端连接，所述第五MOS管的栅极与所述第六MOS管的漏极连接，所述第六MOS管的源极与第五接线端连接；所述第五MOS管的栅极与所述第三接线端之间、所述第六MOS管的栅极与所述第三接线端之间、所述第六MOS管的栅极和源极与地之间分别串联有分压电阻。

进一步的，所述第四MOS管和所述第六MOS管为NMOS管，所述第五MOS管为PMOS管。

进一步的，所述第一负荷开关芯片的输入端连接有第一滤波电路，所述第一负荷开关芯片的输出端与所述第二负荷开关芯片的输入端之间连接有第二滤波电路，所述第二负荷开关芯片的输出端连接有第三滤波电路。

进一步的，所述第一开关电路、所述第二开关电路、所述第一负荷开关芯片的控制端和所述第二负荷开关芯片的控制端均连接有测试端子。

一种无线耳机充电盒，包括充电盒电池、升压芯片、充电芯片、控制器、充电触点和放电触点，所述充电触点通过充电芯片与所述放电触点连接，所述充电芯片连接所述放电触点的一端与所述充电盒电池的正极之间串联有上述的双向开关。

进一步的，所述第一接线端与所述充电盒电池的正极连接，所述第二接线端与所述充电芯片连接所述放电触点的一端连接，所述第三接线端与所述充电触点连接。

进一步的，所述第四接线端与所述充电触点或所述控制器的第一控制端连接。

进一步的，所述第五接线端与所述控制器的第二控制端连接。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

由于本实用新型的双向开关包括第一负荷开关芯片、第二负荷开关芯片和多个接线端，第一负荷开关芯片的输入端与第一接线端连接，第一负荷开关芯片的输出端与第二接线端连接，第一接线端与第一负荷开关芯片的控制端之间连接有用于控制第一负荷开关芯片通断的第一开关电路；第二负荷开关芯片的输入端与第二接线端连接，第一负荷开关芯片的输出端与第一接线端连接，第二负荷开关芯片的控制端与第三接线端连接，第三接线端与第二负荷开关芯片的控制端之间连接有用于控制第二负荷开关芯片通断的第二开关电路，通过各接线端电压的有无可使第一开关电路和第二开关电路处于不同的通断状态，从而使得第一负荷开关芯片和第二负荷开关芯片也处于不同的通断状态，实现双向导通以及优先级控制。

本实用新型中的无线耳机充电盒，包括充电盒电池、升压芯片、充电芯片、控制器、充电触点和放电触点，充电触点通过充电芯片与放电触点连接，充电芯片连接放电触点的一端与充电盒电池的正极之间串联有上述的双向开关，当适配器向充电盒电池充电时，双向开关一个方向导通，当充电盒处于待机状态只向充电盒内器件供电时，双向开关另一个方向导通，不需要设置另外的线路，从而缩小充电盒体积。

本实用新型的双向开关及无线耳机充电盒解决了现有技术中充电芯片与充电盒电池之间的开关仅能单向导通导致的线路过多、充电盒体积较大的技术问题，本实用新型的双向开关可双向导通并实现优先级控制，从而减少充电盒内的线路，缩小充电盒体积。

附图说明

图1是本实用新型双向开关的电路原理示意图；

图2是本实用新型无线耳机充电盒的原理示意图；

图中，1-充电盒电池，2-第一开关，3-升压芯片，4-控制器,5-双向开关，6-放电触点，7-第二开关，8-充电芯片，9-充电触点，10-适配器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

本说明书中涉及到的方位均以附图所示为准，仅代表相对位置关系，不代表绝对位置关系。

实施例一：

如图1所示，一种双向开关，包括第一负荷开关芯片U1、第二负荷开关芯片U2和多个接线端。第一负荷开关芯片U1的输入端VIN与第一接线端A连接，第一负荷开关芯片U1的输出端VOUT与第二接线端B连接，第一接线端A与第一负荷开关芯片U1的控制端CTL之间连接有用于控制第一负荷开关芯片U1通断的第一开关电路。第二负荷开关芯片U2的输入端VIN与第二接线端B连接，第一负荷开关芯片U1的输出端VOUT与第一接线端A连接，第二负荷开关芯片U2的控制端CTL与第三接线端C连接，第三接线端C与第二负荷开关芯片U2的控制端CTL之间连接有用于控制第二负荷开关芯片U2通断的第二开关电路。其中，第二接线端B和第三接线端C有无电压状态同步，第一负荷开关芯片U1和第二负荷开关芯片U2均为TCK108AG芯片。

如图1所示，第一开关电路包括第一MOS管Q1、第二MOS管Q2和第三MOS管Q3，第一MOS管Q1的漏极D与第一负荷开关芯片U1的控制端CTL和第一接线端A并联，第一MOS管Q1的源极S接地，第一MOS管Q1的栅极G与第二MOS管Q2的漏极D连接。第二MOS管Q2的源极S与第一接线端A连接，第二MOS管Q2的栅极G与第三MOS管Q3的漏极D连接，第三MOS管Q3的源极S与第四接线端(D1、D2)连接。第二MOS管Q2的栅极S与第一接线端A之间、第三MOS管Q3的栅极G与第一接线端A之间、第三MOS管Q3的栅极G和源极S与地之间分别串联有分压电阻R1～R4。其中，第一MOS管Q1和第三MOS管Q3为NMOS管，第二MOS管Q2为PMOS管。第四接线端(D1、D2)用于输入高电平电压，可使第三MOS管Q3关断，第四接线端(D1、D2)包括接线端D1和D2，接线端D1可连接到第三接线端C，通过硬件实现第一负荷开关芯片U1的关断，接线端D2可连接到控制器的第一控制端，通过软件实现第一负荷开关芯片U1的关断。

如图1所示，第二开关电路包括第四MOS管Q4、第五MOS管Q5和第六MOS管Q6，第四MOS管Q4的漏极D与第二负荷开关芯片U2的控制端CTL和第三接线端C并联，第四MOS管Q4的源极S接地，第四MOS管Q4的栅极G与第五MOS管Q5的漏极D连接。第五MOS管Q5的源极S与第三接线端C连接，第五MOS管Q5的栅极G与第六MOS管Q6的漏极D连接，第六MOS管Q6的源极S与第五接线端E连接。第五MOS管Q5的栅极S与第三接线端C之间、第六MOS管Q6的栅极G与第三接线端C之间、第六MOS管Q6的栅极G和源极S与地之间分别串联有分压电阻R5～R8。其中，第四MOS管Q4和第六MOS管Q6为NMOS管，第五MOS管Q5为PMOS管。第五接线端E用于输入高电平电压，可使第六MOS管Q6关断，第五接线端E连接到控制器的第一控制端，通过软件实现第二负荷开关芯片U2的关断。

如图1所示，第一负荷开关芯片U1的输入端VIN连接有由电容C1和C2并联组成的第一滤波电路，第一负荷开关芯片U1的输出端VOUT与第二负荷开关芯片U2的输入端VIN之间连接有由电容C3、C4和C5组成的第二滤波电路，第二负荷开关芯片U2的输出端VOUT连接有由电容C6和C7组成的第三滤波电路。第一开关电路、第二开关电路、第一负荷开关芯片U1的控制端CTL和第二负荷开关芯片U2的控制端CTL均连接有测试端子(TM1～TM10)，用于检测电路中的电流值和电压值。

本实用新型的双向开关的工作原理如下：

1、当第一接线端A有电压，第二接线端B和第三接线端C无电压时：

1)第三MOS管Q3的栅极G为高电平，通过设置合适的分压电阻R1～R4的阻值，使其源极S和漏极D均为低电平，实现第三MOS管Q3导通，本实施方式中分压电阻的阻值可以为：R1＝1MΩ，R2＝249KΩ，R3＝510KΩ，R4＝10KΩ；

2)第二MOS管Q2的栅极G变为低电平，由于其源极S为高电平，因此第二MOS管Q2导通；

3)第一MOS管Q1的栅极G变为高电平，由于其源极S接地，因此第一MOS管Q1导通；

4)第一负荷开关芯片U1的控制端CTL接地为低电平，第一负荷开关芯片U1达到使能条件导通，第一接线端A输入其输入端VIN的电压经输出端VOUT向第二接线端B输出；

2、当第二接线端B和第三接线端C有电压，第一接线端A无电压时：

1)第六MOS管Q6的栅极G为高电平，通过设置合适的分压电阻R5～R8的阻值，使其源极S和漏极D均为低电平，实现第六MOS管Q6导通，本实施方式中分压电阻的阻值可以为：R5＝1MΩ，R6＝270KΩ，R7＝510KΩ，R8＝47KΩ；

2)第五MOS管Q5的栅极G变为低电平，由于其源极S为高电平，因此第五MOS管Q5导通；

3)第四MOS管Q4的栅极G变为高电平，由于其源极S接地，因此第四MOS管Q4导通；

4)第二负荷开关芯片U2的控制端CTL接地为低电平，第二负荷开关芯片U2达到使能条件导通，第二接线端B输入其输入端VIN的电压经输出端VOUT向第一接线端A输出；

3、当第一接线端A、第二接线端B和第三接线端C均有电压时(接线端D1连接第三接线端C)：

1)第三接线端C输入的电压会使能第二负荷开关芯片U2，第二负荷开关芯片U2导通，实现第二接线端B输入其输入端VIN的电压经输出端VOUT向第一接线端A输出；

2)因第三接线端C电压的存在，使第三MOS管Q3的源极S为高电平，第三MOS管Q3关断；

3)第二MOS管Q2的栅极G为高电平，第二MOS管Q2截止；

4)第一MOS管Q1的栅极G为低电平，第一MOS管Q1截止；

5)第一负荷开关芯片U1的控制端CTL为高电平，第一负荷开关芯片U1截止，实现优先级的选择。

本实用新型的双向开关通过设置两个输入端和输出端连接不同接线端的负荷开关芯片，并将其控制端分别通过开关电路与接线端连接，通过各接线端电压的有无可使两开关电路处于不同的通断状态，从而使得两负荷开关芯片也处于不同的通断状态，实现双向导通以及优先级控制。

实施例二：

如图2所示，一种无线耳机充电盒，包括充电盒电池1、升压芯片3、充电芯片8、控制器4、充电触点9和放电触点6，充电触点9通过充电芯片8与放电触点6连接，充电芯片8连接放电触点6的一端与充电盒电池1的正极之间串联有实施例一中的双向开关5。

如图1和图2共同所示，第一接线端A与充电盒电池1的正极连接，第二接线端B与充电芯片8连接放电触点6的一端连接，第三接线端C与充电触点9连接。当第一接线端A有电压、第二接线端B和第三接线端C没有电压时，第一开关电路导通，第一负荷开关芯片U1的控制端CTL为低电平，第一负荷开关芯片U1导通，同时第二开关电路关断使第二负荷开关芯片U2的控制端CTL为高电平而关断，电流由第一接线端A流向第二接线端B，此时适配器10、充电芯片8、双向开关5、充电盒电池1构成充电盒电池1的充电回路。当第二接线端B和第三接线端C有电压、第一接线端A没有电压时，第二开关电路导通，第二负荷开关芯片U2的控制端CTL为低电平，第二负荷开关芯片U2导通，同时第一开关电路关断使第一负荷开关芯片U1的控制端CTL为高电平而关断，电流由第二接线端B流向第一接线端A，此时充电盒电池1、双向开关5、充电芯片8与充电盒的内部器件构成充电盒电池1的放电回路。

如图1和图2共同所示，接线端D1与充电触点9连接，当充电触点9连接适配器10时，接线端D1输入高电平，保证第一负荷开关芯片U1的控制端CTL为高电平而关断第一负荷开关芯片U1。接线端D2可与控制器4的第一控制端连接，由软件的方式通过控制器4输出高电平来使第一开关电路关断。

如图1和图2共同所示，第五接线端E与控制器4的第二控制端连接，当充电触点9连接适配器10、放电触点6连接耳机时，适配器10、充电芯片8、第二开关7、放电触点6和耳机电池构成耳机的充电回路，或者仅有放电触点6连接耳机时，充电盒电池1、第一开关2、升压芯片3、充电芯片8、第二开关7、放电触点6和耳机电池构成耳机的充电回路，由软件的方式通过控制器4输出高电平来使第一开关电路和第二开关电路同时关断，此时双向开关5完全关断。

本实用新型的无线耳机充电盒通过在充电芯片连接放电触点的一端与充电盒电池的正极之间串联上述的双向开关，使得当适配器向充电盒电池充电时，双向开关一个方向导通，当充电盒处于待机状态只向充电盒内器件供电时，双向开关另一个方向导通，不需要设置另外的线路，从而缩小充电盒体积。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应该理解，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例，这些仅仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所述权利要求书限定。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，在没有经过任何创造性的劳动下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种双向开关，其特征在于，包括第一负荷开关芯片、第二负荷开关芯片和多个接线端，所述第一负荷开关芯片的输入端与第一接线端连接，所述第一负荷开关芯片的输出端与第二接线端连接，所述第一接线端与所述第一负荷开关芯片的控制端之间连接有用于控制所述第一负荷开关芯片通断的第一开关电路；

所述第二负荷开关芯片的输入端与所述第二接线端连接，所述第一负荷开关芯片的输出端与所述第一接线端连接，所述第二负荷开关芯片的控制端与第三接线端连接，所述第三接线端与所述第二负荷开关芯片的控制端之间连接有用于控制所述第二负荷开关芯片通断的第二开关电路。

2.根据权利要求1所述的双向开关，其特征在于，所述第一开关电路包括第一MOS管、第二MOS管和第三MOS管，所述第一MOS管的漏极与所述第一负荷开关芯片的控制端和所述第一接线端并联，所述第一MOS管的源极接地，所述第一MOS管的栅极与所述第二MOS管的漏极连接，所述第二MOS管的源极与所述第一接线端连接，所述第二MOS管的栅极与所述第三MOS管的漏极连接，所述第三MOS管的源极与第四接线端连接；

所述第二MOS管的栅极与所述第一接线端之间、所述第三MOS管的栅极与所述第一接线端之间、所述第三MOS管的栅极和源极与地之间分别串联有分压电阻。

3.根据权利要求2所述的双向开关，其特征在于，所述第一MOS管和所述第三MOS管为NMOS管，所述第二MOS管为PMOS管。

4.根据权利要求3所述的双向开关，其特征在于，所述第二开关电路包括第四MOS管、第五MOS管和第六MOS管，所述第四MOS管的漏极与所述第二负荷开关芯片的控制端和所述第三接线端并联，所述第四MOS管的源极接地，所述第四MOS管的栅极与所述第五MOS管的漏极连接，所述第五MOS管的源极与所述第三接线端连接，所述第五MOS管的栅极与所述第六MOS管的漏极连接，所述第六MOS管的源极与第五接线端连接；

所述第五MOS管的栅极与所述第三接线端之间、所述第六MOS管的栅极与所述第三接线端之间、所述第六MOS管的栅极和源极与地之间分别串联有分压电阻。

5.根据权利要求4所述的双向开关，其特征在于，所述第四MOS管和所述第六MOS管为NMOS管，所述第五MOS管为PMOS管。

6.根据权利要求5所述的双向开关，其特征在于，所述第一负荷开关芯片的输入端连接有第一滤波电路，所述第一负荷开关芯片的输出端与所述第二负荷开关芯片的输入端之间连接有第二滤波电路，所述第二负荷开关芯片的输出端连接有第三滤波电路。

7.根据权利要求6所述的双向开关，其特征在于，所述第一开关电路、所述第二开关电路、所述第一负荷开关芯片的控制端和所述第二负荷开关芯片的控制端均连接有测试端子。

8.一种无线耳机充电盒，包括充电盒电池、升压芯片、充电芯片、控制器、充电触点和放电触点，所述充电触点通过充电芯片与所述放电触点连接，其特征在于，所述充电芯片连接所述放电触点的一端与所述充电盒电池的正极之间串联有权利要求4至7任一项所述的双向开关。

9.根据权利要求8所述的无线耳机充电盒，其特征在于，所述第一接线端与所述充电盒电池的正极连接，所述第二接线端与所述充电芯片连接所述放电触点的一端连接，所述第三接线端与所述充电触点连接。

10.根据权利要求8所述的无线耳机充电盒，其特征在于，所述第四接线端与所述充电触点或所述控制器的第一控制端连接，所述第五接线端与所述控制器的第二控制端连接。

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