CN213402555U - 供电路径管理电路及真无线耳机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种供电路径管理电路及真无线耳机，电路包括控制模块、电源模块和开关模块，其中：控制模块，用于在检测到外部电源的电压输入时，发送充电信号至开关模块，在未检测到外部电源的电压输入时，发送放电信号至开关模块；开关模块，用于在接收到充电信号时，关断外部电源输出电压至电源模块的通路，在接收到放电信号时，导通电源模块与控制模块之间的通路。本实用新型在有外部电源输入时，将控制模块的供电电源切换为外部电源，避免电源模块出现边充电边放电的现象，使得能够提高产品的充电效率及安全性，同时，关断外部电源输出电压至电源模块的通路，使得能够防止外部电源的电压倒灌至电源模块，避免影响电源模块的使用。

Description

供电路径管理电路及真无线耳机

技术领域

本实用新型涉及设备供电领域，尤其涉及一种供电路径管理电路及真无线耳机。

背景技术

现有的TWS(True Wireless Stereo，真无线耳机)产品采用耳机加充电盒的配置，充电盒用以给耳机内置电源充电，耳机内置电源用于在耳机被使用时对耳机操作供电，现有的供电策略会使得耳机内置电源在被充电时还需给耳机的操作系统供电，使得充电效率低下，同时影响内置电源的使用寿命和安全性。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提出一种供电路径管理电路及真无线耳机，旨在解决现有技术真无线耳机内置电源边充电边放电造成的充电效率低、安全性不足的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种供电路径管理电路，所述供电路径管理电路包括控制模块、电源模块和开关模块，所述控制模块的输出端连接所述开关模块的控制端，所述控制模块的供电端连接外部电源，所述控制模块的供电端还通过所述开关模块连接电源模块，其中：

所述控制模块，用于在检测到外部电源的电压输入时，发送充电信号至所述开关模块，在未检测到外部电源的电压输入时，发送放电信号至所述开关模块；

所述开关模块，用于在接收到充电信号时，导通电源模块输出电压至控制模块的通路，关断外部电源输出电压至电源模块的通路，在接收到放电信号时，导通电源模块与控制模块之间的通路。

可选地，所述开关模块包括第一开关单元，所述第一开关单元的控制端连接所述控制模块的第一输出端，所述第一开关单元的输出端连接所述控制模块的供电端，所述第一开关单元的输入端连接所述电源模块；

所述第一开关单元，用于在接收到充电信号时，关断外部电源输出电压至电源模块的通路，并使得所述电源模块输出至所述控制模块的电压低于外部电源输出至所述控制模块的电压。

可选地，所述第一开关单元包括第二PMOS管、第二NMOS管、第四电阻和第五电阻，

所述第二PMOS管的漏极连接所述电源模块，所述第二PMOS管的源极连接所述控制模块的供电端，所述第二PMOS管的源极还通过所述第四电阻连接所述第二PMOS管的栅极，所述第二PMOS管的栅极连接所述第二 NMOS管的漏极，所述第二NMOS管的栅极通过所述第五电阻连接所述控制模块的第二输出端，所述第二NMOS管的源极接地。

可选地，所述第一开关单元还包括第六电阻，

所述第二NMOS管的栅极通过所述第六电阻接地。

可选地，所述开关模块还包括第二开关单元，所述第二开关单元的输入端连接所述第一开关单元的输出端，所述第二开关单元的输出端连接所述控制模块的供电端，所述第二开关单元的控制端连接所述控制模块的第二输出端。

可选地，所述第二开关单元包括第一PMOS管、第一NMOS管、第一电阻和第二电阻，

所述第一PMOS管的漏极连接所述控制模块的供电端，所述第一PMOS 管的源极连接所述第二PMOS管的源极，所述第一PMOS管的栅极通过所述的第一电阻连接所述第一PMOS管的源极，所述第一PMOS管的栅极还连接所述第一NMOS管的漏极，所述第一NMOS管的栅极通过所述第二电阻连接所述控制模块的第一输出端，所述第一NMOS管的源极接地。

可选地，所述第二开关单元还包括第三电阻，

所述第一NMOS管的栅极通过第三电阻接地。

可选地，所述电路还包括防倒灌模块，所述控制模块的供电端通过所述防倒灌模块连接外部电源；

所述防倒灌模块，用于防止在外部电源供电电压低于控制模块供电端电压时，控制模块的供电端电压流入外部电源。

可选地，所述防倒灌模块包括二极管，

所述二极管的正极连接外部电源，所述二极管的负极连接所述控制模块的供电端。

此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种真无线耳机，所述真无线耳机包括充电盒与耳机，所述充电盒包括外部电源，所述真无线耳机包括如上所述的供电路径管理电路。

本实用新型提出的一种供电路径管理电路及真无线耳机，所述供电路径管理电路包括控制模块、电源模块和开关模块，所述控制模块的输出端连接所述开关模块的控制端，所述控制模块的供电端连接外部电源，所述控制模块的供电端还通过所述开关模块连接电源模块，其中：所述控制模块，用于在检测到外部电源的电压输入时，发送充电信号至所述开关模块，在未检测到外部电源的电压输入时，发送放电信号至所述开关模块；所述开关模块，用于在接收到充电信号时，关断外部电源输出电压至电源模块的通路，在接收到放电信号时，导通电源模块与控制模块之间的通路。本实用新型通过在有外部电源输入时，将控制模块的供电电源切换为外部电源，避免电源模块出现边充电边放电的现象，使得能够提高产品的充电效率及安全性，同时，在外部电源供电时，关断外部电源输出电压至电源模块的通路，使得能够防止外部电源的电压倒灌至电源模块，避免影响电源模块的使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型供电路径管理电路一实施例的功能模块图；

图2为本实用新型供电路径管理电路应用在图1实施例中的电路结构图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	控制模块	R1～R6	第一电阻～第六电阻
200	开关模块	Q1	第一NMOS管
				201	第一开关单元	Q2	第一PMOS管
202	第二开关单元	Q3	第二PMOS管
				300	电源模块	Q4	第二NMOS管
400	防倒灌模块	D1	二极管

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提供一种供电路径管理电路，应用于真无线耳机中，请参见图1，图1为本实用新型供电路径管理电路一实施例的功能模块图。在该实施例中，所述供电路径管理电路包括控制模块100、电源模块300和开关模块200，所述控制模块100的输出端连接所述开关模块200的控制端，所述控制模块100的供电端连接外部电源，所述控制模块100的供电端还通过所述开关模块200连接电源模块300，其中：

所述控制模块100，用于在检测到外部电源的电压输入时，发送充电信号至所述开关模块200，在未检测到外部电源的电压输入时，发送放电信号至所述开关模块200；

所述开关模块200，用于在接收到充电信号时，关断外部电源输出电信号至电源模块300的通路，在接收到放电信号时，导通电源模块300与控制模块100之间的通路。

所述真无线耳机是指没有传统连接线的耳机，现有的真无线耳机多包括一个充电盒以及两只独立的无线耳机，无线耳机与充电盒上设置有充电触头，无线耳机充电电路通过充电触头连接充电盒中的充电触头进行充电。本实用新型的供电路径管理电路设置于无线耳机中，每个无线耳机单独设置供电路径管理电路。可以理解的是，所述外部电源还会连接电源模块300以给电源模块300充电，其连接方式可以根据实际需求在现有技术中进行选择，在此不进行赘述。

所述充电信号由控制模块100在检测到外部电源的电压输入时进行发送，所述充电信号可以是通过控制模块100中的芯片发送的，还可以通过现有的开关电路等进行发送，现有技术中存在多种信号发送方式，在此不进行赘述。所述放电信号由控制模块100在未检测到外部电源的电压输入时进行发送，发送方式同充电信号的发送方式一致。需要说明的是，在无线耳机置入充电盒情况下，外部电源在电源模块300未充满电时，输出电压至电源模块300 和控制模块100，外部电源在电源模块300充满电时，停止输出电压至电源模块300和控制模块100。即在无线耳机未置入充电盒或电源模块300充满电时，控制模块100均不会检测到外部电源的电压输入。

本实施例通过在有外部电源输入时，将控制模块100的供电电源切换为外部电源，避免电源模块300出现边充电边放电的现象，使得能够提高产品的充电效率及安全性，同时，在外部电源供电时，关断外部电源输出电压至电源模块300的通路，使得能够防止外部电源的电压倒灌至电源模块300，避免影响电源模块300的使用。

进一步地，所述开关模块200

包括第一开关单元201，所述第一开关单元201的控制端连接所述控制模块100的第一输出端，所述第一开关单元201的输出端连接所述控制模块100 的供电端，所述第一开关单元201的输入端连接所述电源模块300；

所述第一开关单元201，用于在接收到充电信号时，导通电源模块300输出电压至控制模块100的通路，关断外部电源输出电压至电源模块300的通路，并使得所述电源模块300输出至所述控制模块100的电压低于外部电源输出至所述控制模块100的电压。

在耳机通过外部电源进行充电时，第一开关单元201接收到充电信号，导通电源模块300输出电信号至控制模块100的通路，关断外部电源输出电信号至电源模块300的通路，即在电源模块300与控制模块100的供电端的电路上，允许电源模块300至控制模块100的供电端的单方向的电信号通过，不允许控制模块100的供电端至电源模块300的电信号通过。此时，电源模块300与外部电源同时输出电压至控制模块100的供电端，由于电源模块300输出至控制模块100的电压低于外部电源输出至控制模块100的电压，因此控制模块100会采用外部电源输入的电压作为供电电压，而不会消耗电源模块300的电量，使得避免了电源模块300边充电边放电的现象，同时持续保持电源模块300的电压输出，使得在外部电源停止供电时，控制模块100能够直接采用电源模块300输出的电压作为供电电压，避免出现供电真空期，导致控制模块100断电。

本实施例在充电完成或无线耳机被取出充电盒时，电源模块300会自动给控制模块100供电，避免出现控制模块100断电的现象。

进一步地，所述第一开关单元201包括第二PMOS管Q3、第二NMOS 管Q4、第四电阻R4和第五电阻R5，

所述第二PMOS管Q3的漏极连接所述电源模块300，所述第二PMOS 管Q3的源极连接所述控制模块100的供电端，所述第二PMOS管Q3的源极还通过所述第四电阻R4连接所述第二PMOS管Q3的栅极，所述第二PMOS 管Q3的栅极连接所述第二NMOS管Q4的漏极，所述第二NMOS管Q4的栅极通过所述第五电阻R5连接所述控制模块100的第二输出端，所述第二 NMOS管Q4的源极接地。

进一步地，所述第一开关单元201还包括第六电阻R6，

所述第二NMOS管Q4的栅极通过所述第六电阻R6接地。

在控制模块100断电时，此时第二NMOS管Q4的栅极的信号不确定，所述第六电阻R6为下拉电阻，能够将第二NMOS管Q4的栅极的信号嵌位在低电平，以保持第二NMOS管Q4处于截止状态，当第二NMOS管Q4截止时，第二PMOS管Q3截止。

在耳机处于充电状态时，第一开关单元201接收到控制模块100发送的防倒灌信号，即第二NMOS管Q4接收控制模块100发送的低电平信号，第二NMOS管Q4截止，因此，第二PMOS管Q3截止，控制模块100由外部电源供电，外部电源的电无法输入至电源模块300中，由于外部电源的电平大于电源模块300的电平，若外部电源的电倒灌入电源模块300，会对电源模块300造成损坏，因此需要防止在有外部电源供电时对电源模块300的倒灌现象。

在耳机未充电或处于充电完成状态时，外部电源停止对耳机充电，此时第一开关单元201接收控制模块100发送的放电信号，即第二NMOS管Q4 接收控制模块100发送的高电平信号，第二NMOS管Q4导通，因此第二PMOS 管Q3导通，控制模块100由电源模块300供电，第二PMOS管Q3导通能够避免第二PMOS管Q3的体二极管D1的压降影响电源模块300对控制模块100的供电效率。

本实施例在耳机处于充电状态时避免外部电源的电倒灌入电源模块300，对电源模块300造成损坏；在耳机未充电或处于充电完成状态时避免第二 PMOS管Q3的体二极管D1的压降影响电源模块300对控制模块100的供电效率。

进一步地，所述控制模块100，还用于在接收到航行指令时，根据所述航行指令发送航行信号至所述开关模块200，在连接外部电源时，发送激活信号至所述开关模块200；

所述开关模块200，还用于在接收到航行信号时，断开所述控制模块100 与电源模块300之间的连接，在接收到激活信号时，导通所述控制模块100 与电源模块300之间的连接。

所述航行指令是在出厂时，设备调试人员发送的，控制电路在接收到航行指令时，发送航行信号至开关模块200，以切换至航行模式Shipping mode，本申请中的航行模式即断开所述控制模块100与电源模块300之间的连接。航行模式使得耳机的控制模块100处于完全断电的状态，电源模块300中的电量仅被电源内部的等效电阻以及保护IC(integratedcircuit，集成电路)消耗，从而极大地提升电源模块300的续航时间。所述保护IC是指对电源进行保护的集成电路，起到过充电保护、过放电保护、过电流保护与短路保护等功能。

用户在第一次使用时将无线耳机放入充电盒中，充电盒中的外部电源给控制模块100供电，控制模块100在恢复供电之后，进行IO口的配置，在配置完成之后执行激活操作，即发送预设的激活信号至开关模块200，以使开关模块200导通所述控制模块100与电源模块300之间的连接。在执行激活操作之后，由于外部电源或电源模块300持续给控制模块100供电，因此，在控制模块100保持运行状态时，能够持续输出激活信号至开关模块200，因此，在没有设备调试人员发送航行指令的情况下，能够持续保持电源模块300与控制模块100充电端之间的连接，无线耳机不再进入航行模式。

进一步地，所述开关模块200还包括第二开关单元202，所述第二开关单元202的输入端连接所述第一开关单元201的输出端，所述第二开关单元202 的输出端连接所述控制模块100的供电端，所述第二开关单元202的控制端连接所述控制模块100的第二输出端。

进一步地，所述第二开关单元202包括第一PMOS管Q2、第一NMOS 管Q1、第一电阻R1和第二电阻R2，

所述第一PMOS管Q2的漏极连接所述控制模块100的供电端，所述第一PMOS管Q2的源极连接所述第二PMOS管Q3的源极，所述第一PMOS 管Q2的栅极通过所述的第一电阻R1连接所述第一PMOS管Q2的源极，所述第一PMOS管Q2的栅极还连接所述第一NMOS管Q1的漏极，所述第一 NMOS管Q1的栅极通过所述第二电阻R2连接所述控制模块100的第一输出端，所述第一NMOS管Q1的源极接地。

进一步地，所述第二开关单元202还包括第三电阻R3，

所述第一NMOS管Q1的栅极通过第三电阻R3接地。

在第二开关单元202接收到控制模块100发送的航行信号时，即第一NMOS管Q1接收到控制模块100发送的低电平信号时，第一NMOS管Q1 截止，因此第一PMOS管Q2截止，此时，电源模块300与控制模块100断开，控制模块100处于完全断电状态，第三电阻R3为下拉电阻，使得在控制模块100完全断电时，将第一NMOS管Q1的控制极固定在低电平，以保持电源模块300与控制模块100处于断开状态。

在第二开关单元202接收到控制模块100发送的激活信号时，即第一 NMOS管Q1接收到控制模块100发送的高电平信号时，第一NMOS管Q1 导通，因此第一PMOS管Q2导通，电源模块300与控制模块100恢复导通。

本实施例极大地降低电源的电量消耗，延长了电源的使用时间，并且在耳机连接外部电源时，即可自动激活，恢复控制模块100与电源模块300的连接，方便用户的使用。

进一步地，所述电路还包括防倒灌模块，所述控制模块100的供电端通过所述防倒灌模块连接外部电源；

所述防倒灌模块，用于防止在外部电源供电电压低于控制模块100供电端电压时，控制模块100的供电端电压流入外部电源。

进一步地，所述防倒灌模块包括二极管D1，

所述二极管D1的正极连接外部电源，所述二极管D1的负极连接所述控制模块100的供电端。

在耳机处于充电完成状态时，外部电源停止供电，即外部电源的输出电平为0V，此时电源模块300的电平大于外部电源的输出电平，若电源模块300 的电倒灌入外部电源，会对外部电源造成损坏，因此需要防止在外部电源停止供电时电源模块300对外部电源的倒灌现象。

本实施例能够避免在耳机处于充电完成状态时电源模块300对外部电源的倒灌现象。

本实用新型还保护一种真无线耳机，所述真无线耳机包括充电盒与耳机，所述充电盒包括外部电源，所述真无线耳机包括供电路径管理电路，该供电路径管理电路的结构可参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的真无线耳机采用了上述供电路径管理电路的技术方案，因此该真无线耳机具有上述供电路径管理电路所有的有益效果。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种供电路径管理电路，其特征在于，所述电路包括控制模块、电源模块和开关模块，所述控制模块的输出端连接所述开关模块的控制端，所述控制模块的供电端连接外部电源，所述控制模块的供电端还通过所述开关模块连接电源模块，其中：

所述控制模块，用于在检测到外部电源的电压输入时，发送充电信号至所述开关模块，在未检测到外部电源的电压输入时，发送放电信号至所述开关模块；

所述开关模块，用于在接收到充电信号时，关断外部电源输出电压至电源模块的通路，在接收到放电信号时，导通电源模块与控制模块之间的通路。

2.如权利要求1所述的供电路径管理电路，其特征在于，所述开关模块包括第一开关单元，所述第一开关单元的控制端连接所述控制模块的第一输出端，所述第一开关单元的输出端连接所述控制模块的供电端，所述第一开关单元的输入端连接所述电源模块；

所述第一开关单元，用于在接收到充电信号时，导通电源模块输出电压至控制模块的通路，关断外部电源输出电压至电源模块的通路，并使得所述电源模块输出至所述控制模块的电压低于外部电源输出至所述控制模块的电压。

3.如权利要求2所述的供电路径管理电路，其特征在于，所述第一开关单元包括第二PMOS管、第二NMOS管、第四电阻和第五电阻；

所述第二PMOS管的漏极连接所述电源模块，所述第二PMOS管的源极连接所述控制模块的供电端，所述第二PMOS管的源极还通过所述第四电阻连接所述第二PMOS管的栅极，所述第二PMOS管的栅极连接所述第二NMOS管的漏极，所述第二NMOS管的栅极通过所述第五电阻连接所述控制模块的第二输出端，所述第二NMOS管的源极接地。

4.如权利要求3所述的供电路径管理电路，其特征在于，所述第一开关单元还包括第六电阻，

所述第二NMOS管的栅极通过所述第六电阻接地。

5.如权利要求3所述的供电路径管理电路，其特征在于，所述开关模块还包括第二开关单元，所述第二开关单元的输入端连接所述第一开关单元的输出端，所述第二开关单元的输出端连接所述控制模块的供电端，所述第二开关单元的控制端连接所述控制模块的第二输出端。

6.如权利要求5所述的供电路径管理电路，其特征在于，所述第二开关单元包括第一PMOS管、第一NMOS管、第一电阻和第二电阻，

所述第一PMOS管的漏极连接所述控制模块的供电端，所述第一PMOS管的源极连接所述第二PMOS管的源极，所述第一PMOS管的栅极通过所述的第一电阻连接所述第一PMOS管的源极，所述第一PMOS管的栅极还连接所述第一NMOS管的漏极，所述第一NMOS管的栅极通过所述第二电阻连接所述控制模块的第一输出端，所述第一NMOS管的源极接地。

7.如权利要求6所述的供电路径管理电路，其特征在于，所述第二开关单元还包括第三电阻，

所述第一NMOS管的栅极通过第三电阻接地。

8.如权利要求1～7中任一项所述的供电路径管理电路，其特征在于，所述电路还包括防倒灌模块，所述控制模块的供电端通过所述防倒灌模块连接外部电源；

所述防倒灌模块，用于防止在外部电源供电电压低于控制模块供电端电压时，控制模块的供电端电压流入外部电源。

9.如权利要求8所述的供电路径管理电路，其特征在于，所述防倒灌模块包括二极管，

所述二极管的正极连接外部电源，所述二极管的负极连接所述控制模块的供电端。

10.一种真无线耳机，其特征在于，所述真无线耳机包括充电盒与耳机，所述充电盒包括外部电源，所述真无线耳机包括如权利要求1～7中任一项所述的供电路径管理电路。

Images