CN213754015U - 一种蓝牙耳机的充电电路、充电盒及充电系统 - Google Patents

Abstract

一种蓝牙耳机的充电电路、充电盒及充电系统，其中，蓝牙耳机的充电电路与蓝牙耳机连接，用于对蓝牙耳机进行充电，包括接口电路、控制电路及切换电路，接口电路用于接入蓝牙耳机，并传输蓝牙耳机的剩余电量值；控制电路用于判断当剩余电量值大于预设电量时，输出第一调控信号；或者当剩余电量值小于预设电量时，输出第二调控信号；切换电路用于接收到第一调控信号时，切换输出高压充电信号，并通过接口电路对蓝牙耳机进行充电；或者接收到第二调控信号时，切换输出低压充电信号，并通过接口电路对蓝牙耳机进行充电，解决了传统的蓝牙耳机充电方法存在着因无法对耳机电量进行判断，从而导致电池损耗较大和电量转换效率低的技术问题。

Description

一种蓝牙耳机的充电电路、充电盒及充电系统

技术领域

本申请涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种蓝牙耳机的充电电路、充电盒及充电系统。

背景技术

目前，在各种消费类电子产品中，电池是制约其小型化的关键器件,如何节省电池的电量亦是电子产品关注的核心点。芯片技术的低功耗也成为衡量产品方案优劣的技术指标。蓝牙耳机由于其便携、小巧、无线等特点，成为智能手机的标配，受到越来越多的欢迎。然而由于耳机的形状和结构的限制，电池不宜选择过大，因此需要通过优化软件和硬件来增加电池的使用时长，提升用户体验感。现有技术蓝牙耳机的充电方式是将耳机放回充电盒进行充电，其有两种充电状态：一种是低电量时或者电量不足导致关机的情况；另一种是剩余电量较多，只是暂停使用，放回充电盒保存。然而传统的耳机充电盒的设计中，均是采用默认的5V电压输出对耳机进行充电，并不能根据耳机的剩余电流检测并作出判断，当耳机低电量或者关机时，耳机中的电量远低于3.7V，接近于耳机放电截止电压(通常3.0V～3.5V之间)，此时若直接用5V电压输出供电，对耳机电池的损耗较大，电量的转换效率也较低。

因此，传统的蓝牙耳机充电方法存在着因无法对耳机电量进行判断，从而导致电池损耗较大和电量转换效率低的技术问题。

实用新型内容

本申请的目的在于提供路技术领域，尤其涉及一种蓝牙耳机的充电电路、充电盒及充电系统，旨在解决传统的蓝牙耳机充电方法存在着因无法对耳机电量进行判断，从而导致电池损耗较大和电量转换效率低的技术问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种蓝牙耳机的充电电路，与所述蓝牙耳机连接，用于对蓝牙耳机进行充电，所述充电电路包括：

接口电路，用于接入所述蓝牙耳机，并传输所述蓝牙耳机的剩余电量值；

控制电路，与所述接口电路连接，用于判断当所述剩余电量值大于预设电量时，输出第一调控信号；或者当所述剩余电量值小于所述预设电量时，输出第二调控信号；以及

切换电路，与所述控制电路及所述接口电路连接，用于接收到所述第一调控信号时，切换输出高压充电信号，并通过所述接口电路对所述蓝牙耳机进行充电；或者接收到所述第二调控信号时，切换输出低压充电信号，并通过所述接口电路对所述蓝牙耳机进行充电。

在其中一实施例中，所述切换电路包括：

开关电路，与所述控制电路及所述接口电路连接，用于接收所述第一调控信号进行导通，或者接收到所述第二调控信号进行关断；和

调压电路，与所述开关电路及所述接口电路连接，用于当所述开关电路导通时，输出所述低压充电信号，或者用于当所述开关电路关断时，输出所述高压充电信号。

在其中一实施例中，所述开关电路包括第一开关管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容及第二电容；

所述第一开关管的栅极与所述控制电路连接，所述第一开关管的源极与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端接地，所述第一开关管的漏极与所述调压电路连接，并与所述第二电阻的第一端及所述第三电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端接地，所述第三电阻的第二端与供电电压连接，并与所述第一电容的第一端、所述第二电容的第一端及所述接口电路连接，所述第一电容的第二端接地，所述第二电容的第二端接地。

在其中一实施例中，所述调压电路包括电源管理芯片、第一电感、第四电组及第三电容；

所述电源管理芯片的使能管脚与所述控制电路及所述第四电组的第一端连接，所述第四电组的第二端接地，所述电压管理芯片的开关控制管脚与所述第一电感的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述电压管理芯片的电压输入管脚连接，所述电源管理芯片的电压输入管脚与所述第三电容的第一端连接，所述第三电容的第二端接地。

在其中一实施例中，还包括：

电流侦测电路，与所述接口电路及所述控制电路连接，用于检测所述接口电路的充电电流，以对所述蓝牙耳机的充电状态进行检测。

在其中一实施例中，所述电流侦测电路包括第二开关管、可调电阻及第五电阻；

所述第二开关管的栅极与所述控制电路连接，所述第二开关管的漏极与所述接口电路连接，所述第二开关管的源极与所述可调电阻的第一端连接，所述可调电阻的第二端与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端接地。

在其中一实施例中，还包括：

电流放大电路，与所述电流侦测电路及所述控制电路连接，用于接收所述充电电流，并对所述充电电流进行放大处理。

在其中一实施例中，还包括：

保护电路，与所述接口电路、所述切换电路及所述电流侦测电路连接，用于对所述接口电路进行保护。

本申请在第二方面提供了一种充电盒，包括：

外壳，和

如上述所述的充电电路，所述外壳用于对所述充电电路进行封装。

本申请在第三方面提供了一种充电系统，包括：

蓝牙耳机，所述蓝牙耳机集成电源管理电路，所述电源管理电路用于对剩余电量值进行检测并传输；和

如上述所述的充电盒，所述充电盒与所述蓝牙耳机配合使用，所述充电盒用于对所述蓝牙耳机进行充电。

本实用新型实施例与现有技术相比存在的有益效果是：上述的一种蓝牙耳机的充电电路、充电盒及充电系统，通过设置控制电路根据蓝牙耳机的剩余电量值输出相应的调控信号，通过切换电路根据调控信号输出相应的充电信号，当蓝牙耳机的剩余电量值大于预设电量时，输出高压充电信号对蓝牙耳机进行充电，当蓝牙耳机的剩余电量值小于预设电量时，输出低压充电信号对蓝牙耳机进行充电，本方案可随着蓝牙耳机电池电量的变化，自动切换选择输出相应的充电信号，提升充电效率以及节省充电盒电池电量的损耗。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的一种蓝牙耳机的充电电路的结构模块示意图；

图2为本申请又一实施例提供的一种蓝牙耳机的充电电路的结构模块示意图；

图3为本申请一实施例提供的一种蓝牙耳机的充电电路的电路原理示意图。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1，为本申请一实施例提供的一种蓝牙耳机的充电电路的结构模块示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

在其中一实施例中，一种蓝牙耳机的充电电路，与蓝牙耳机101连接，用于对蓝牙耳机101进行充电，蓝牙耳机充电电路包括接口电路102、控制电路103及切换电路104。

接口电路102用于接入蓝牙耳机101，并传输蓝牙耳机101的剩余电量值。

具体地，接口电路102包括三个连接管脚，第一管脚和第三管脚用于对蓝牙耳机101传输充电信号，第二管脚用于接收蓝牙耳机101的剩余电量值，将剩余电量值传输至控制电路103。

控制电路103与接口电路102连接，用于判断当剩余电量值大于预设电量时，输出第一调控信号；或者当剩余电量值小于预设电量时，输出第二调控信号。

具体地，控制电路103采用微型处理器(Microcontroller Unit，MCU)实现，比如单片机；控制电路103通过第一串口引脚GPIO1与接口电路102连接，用于接收蓝牙耳机101的剩余电量值，并根据剩余电量值，输出相应的调控信号，当蓝牙耳机101的剩余电量值大于预设电量时，输出的调控信号为升压信号，即第一调控信号，当蓝牙耳机101的剩余电量值小于预设电量时，输出的调控信号为降压信号，即第二调控信号。

切换电路104与控制电路103及接口电路102连接，用于接收到第一调控信号时，切换输出高压充电信号，并通过接口电路102对蓝牙耳机101进行充电；或者接收到第二调控信号时，切换输出低压充电信号，并通过接口电路102对蓝牙耳机101进行充电。

具体地，切换电路104根据接收第一调控信号或第二调控信号，输出高压充电信号或低压充电信号，以对蓝牙耳机101进行充电，当切换电路104接收到升压信号时，输出5V的高压充电信号对蓝牙耳机101充电，当切换电路104接收到降压信号时，输出低于5V(可以是3.78V)的低压充电信号对蓝牙耳机101充电，根据蓝牙耳机101内部电池电量的变化，自动切换选择输出相应的充电信号。

请参阅图2，为本申请又一实施例提供的一种蓝牙耳机的充电电路的结构模块示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

在其中一实施例中，蓝牙耳机充电电路还包括电流侦测电路105：

电流侦测电路105与接口电路102及控制电路103连接，用于检测接口电路102的充电电流，以对蓝牙耳机101的充电状态进行检测。

具体地，电流侦测电路105对接口电路102反馈的充电电流进行实时检测，当充电电流小于设定阈值时，例如小于2mA时，判定蓝牙耳机101已经充满电，停止传输相应的充电信号。

在其中一实施例中，蓝牙耳机充电电路还包括电流放大电路106。

电流放大电路106与电流侦测电路105及控制电路103连接，用于接收充电电流，并对充电电流进行放大后传输至控制电路103。

具体地，由于电流侦测电路105检测的充电电流较小，因此采用电流放大电路106对充电电流进行放大，将放大后的充电电流传输至控制电路103，以检测蓝牙耳机101的充电状态。

在其中一实施例中，蓝牙耳机充电电路还包括保护电路107。

保护电路107与接口电路102、切换电路及电流侦测电路105连接，用于对接口电路102进行保护。

具体地，保护电路107采用保护电阻、滤波电容等对接口电路102进行保护，避免对电路造成损坏。

请参阅图3，为本申请一实施例提供的一种蓝牙耳机充电电路的电路原理示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

在其中一实施例中，切换电路104包括开关电路1041及调压电路1042。

其中，开关电路1041与控制电路103及接口电路102连接，用于接收第一调控信号进行导通，或者接收到第二调控信号进行关断。

具体地，开关电路1041包括第一开关管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1及第二电容C2。

第一开关管Q1的栅极通过第十电阻R10与控制电路103的第二串口引脚GPIO2连接，第一开关管Q1的源极与第一电阻R1的第一端连接，第一电阻R1的第二端接地，第一开关管Q1的漏极与调压电路1042连接，并与第二电阻R2的第一端及第三电阻R3的第一端连接，第二电阻R2的第二端接地，第三电阻R3的第二端与5V的供电电压连接，并与第一电容C1的第一端、第二电容C2的第一端及接口电路102的第一管脚连接，第一电容C1的第二端接地，第二电容C2的第二端接地。

通过控制电路103的第二串口引脚GPIO2向开关电路1041发送调控信号，当蓝牙耳机101的电量较高时，输出升压信号，即高电平信号，此时第一开关管Q1的漏极和源极导通；当蓝牙耳机101的电量较低时，输出低压信号，即低电平信号，此时第一开关管Q1的漏极和源极关断。

调压电路1042与开关电路1041及接口电路102连接，用于当开关电路1041导通时，输出低压充电信号，或者用于当开关电路1041关断时，输出高压充电信号。

具体地，调压电路1042包括电源管理芯片U1、第一电感L1、第四电组R4及第三电容C3。

电源管理芯片U1的使能管脚EN与控制电路101的第三串口引脚GPIO3及第四电组R4的第一端连接，第四电组R4的第二端接地，电源管理芯片U1的开关控制管脚SW与第一电感L1的第一端连接，第一电感L1的第二端与电源管理芯片U1的电压输入管脚VIN连接，电源管理芯片U1的电压输入管脚VIN与第三电容C3的第一端连接，第三电容C3的第二端接地，电源管理芯片U1的反馈管脚FB与第一开关管Q1的漏极连接，电源管理芯片U1的电压输出管脚VOUT与5V的供电电压及接口电路102的第一管脚连接，对接口电路102提供充电电压信号。

通过第三电阻R3及第二电阻R2组成的分压网络对电源管理芯片U1的电压输出管脚VOUT的输出电压进行采样和校正，当第一开关管Q1导通时，第一电阻R1和第二电阻R2并联后，与第三电阻R3组成分压网络，电压输出管脚VOUT输出低压充电电平，即调压电路1042输出低压充电信号至接口电路102，对蓝牙耳机101进行低压充电，当第一开关管Q1关断时，第二电阻R2与第三电阻R3组网，电压输出管脚VOUT输出高压充电电平，即调压电路1042输出高压充电信号至接口电路102，对蓝牙耳机101进行高压充电。

在其中一实施例中，电流侦测电路105包括第二开关管Q2、可调电阻RT及第五电阻R5。

具体地，第二开关管Q2与控制电路103的第四串口引脚GPIO4连接，第二开关管Q2的漏极与接口电路102连接，第二开关管Q2的源极与可调电阻RT的第一端连接，可调电阻RT的第二端与第五电阻R5的第一端连接，第五电阻R5的第二端接地，通过检测第五电阻R5两端的电流值，从而检测接口电路102的充电电流。

在其中一实施例中，电流放大电路106包括放大器芯片U2、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第六电阻R6、第七电阻R7及第八电阻R8。

具体地，放大器芯片U2的供电管脚VS与供电电压及第四电容C4的第一端连接，第四电容C4的第二端接地，放大器芯片U2的正极输入管脚IN+与第六电阻R6的第一端及第五电容C5的第一端连接，第六电阻R6的第二端与电流侦测电路105中第五电阻R5的第一端连接，第五电容C5的第二端与放大器芯片U2的负极输入管脚IN-及第七电阻R7的第一端连接，第七电阻R7的第二端与电流侦测电路105中第五电阻R5的第二端连接，放大器芯片U2的输出管脚OUT与第八电阻R8的第一端连接，第八电阻R8的第二端与控制电路103的第五串口管脚GPIO5及第六电容C6的第一端连接，第六电容C6的第二端接地。

电流放大电路106通过放大器芯片U2的正极输入管脚IN+及负极输入管脚IN-分别连接第五电阻R5的两端，对充电电流进行放大，将放大后的充电电流传输至控制电路103。

在其中一实施例中，保护电路107包括第九电阻R9、第二电感L2、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第一二极管D1、第二二极管D2及第三二极管D3。

具体地，第九电阻R9的第一端与接口电路102的第三管脚连接，第九电阻R9的第二端接地，第一二极管D1的负极与接口电路102的第三管脚连接，第一二极管D1的正极接地，第七电容C7的第一端与接口电路102的第二管脚连接，第七电容C7的第二端接地，第二二极管D2的第一端与接口电路102的第二管脚连接，第二二极管D2的第二端接地，第二电感L2的第一端与接口电路102的第一管脚连接，第二电感L2的第二端与调压电路1042连接，第八电容C8的第一端与接口电路102的第一管脚连接，第八电容C8的第二端接地，第九电容C9的第一端与接口电路102的第一管脚连接，第九电容C9的第二端接地，第三二极管D3的负极与接口电路102的第一管脚连接，第三二极管D3的正极接地。

本申请在第二方面提供了一种充电盒，包括外壳和如上所述的蓝牙耳机的充电电路。

其中，外壳用于对蓝牙耳机的充电电路进行封装，以对蓝牙耳机进行充电。

需要说明的是，该充电盒是在上述蓝牙耳机的充电电路的基础上增加了外壳，因此关于蓝牙耳机的充电电路中接口电路102、控制电路103及切换电路104的功能描述及原理说明可参照图1—图3的实施例，此处不再详细赘述。

本申请在第三方面提供了一种充电系统，包括蓝牙耳机和如上所述的充电盒。

其中，蓝牙耳机内部集成电源管理电路，电源管理电路包括电池侦测电路和通讯电路，通过电池侦测电路对蓝牙耳机中电池的剩余电量值进行检测，通过通讯电路将剩余电量值传输至充电盒。

需要说明的是，该充电系统是在上述充电盒的基础上增加了蓝牙耳机，因此关于充电盒的功能描述及原理说明可参照图1—图3的实施例，此处不再详细赘述。

上述的一种蓝牙耳机的充电电路、充电盒及充电系统，通过设置控制电路根据蓝牙耳机101的剩余电量值输出相应的调控信号，通过切换电路104根据调控信号输出相应的充电信号，当蓝牙耳机101的剩余电量值大于预设电量时，输出高压充电信号对蓝牙耳机101进行充电，当蓝牙耳机101的剩余电量值小于预设电量时，输出低压充电信号对蓝牙耳机101进行充电，本方案可随着蓝牙耳机电池电量的变化，自动切换选择输出相应的充电信号，提升充电效率以及节省充电盒电池电量的损耗。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种蓝牙耳机的充电电路，其特征在于，与所述蓝牙耳机连接，用于对所述蓝牙耳机进行充电，所述充电电路包括：

接口电路，用于接入所述蓝牙耳机，并传输所述蓝牙耳机的剩余电量值；

控制电路，与所述接口电路连接，用于判断当所述剩余电量值大于预设电量时，输出第一调控信号；或者当所述剩余电量值小于所述预设电量时，输出第二调控信号；以及

切换电路，与所述控制电路及所述接口电路连接，用于接收到所述第一调控信号时，切换输出高压充电信号，并通过所述接口电路对所述蓝牙耳机进行充电；或者接收到所述第二调控信号时，切换输出低压充电信号，并通过所述接口电路对所述蓝牙耳机进行充电。

2.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述切换电路包括：

开关电路，与所述控制电路及所述接口电路连接，用于接收所述第一调控信号进行导通，或者接收到所述第二调控信号进行关断；和

调压电路，与所述开关电路及所述接口电路连接，用于当所述开关电路导通时，输出所述低压充电信号，或者用于当所述开关电路关断时，输出所述高压充电信号。

3.根据权利要求2所述的充电电路，其特征在于，所述开关电路包括第一开关管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容及第二电容；

所述第一开关管的栅极与所述控制电路连接，所述第一开关管的源极与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端接地，所述第一开关管的漏极与所述调压电路连接，并与所述第二电阻的第一端及所述第三电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端接地，所述第三电阻的第二端与供电电压连接，并与所述第一电容的第一端、所述第二电容的第一端及所述接口电路连接，所述第一电容的第二端接地，所述第二电容的第二端接地。

4.根据权利要求3所述的充电电路，其特征在于，所述调压电路包括电源管理芯片、第一电感、第四电组及第三电容；

所述电源管理芯片的使能管脚与所述控制电路及所述第四电组的第一端连接，所述第四电组的第二端接地，所述电压管理芯片的开关控制管脚与所述第一电感的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述电压管理芯片的电压输入管脚连接，所述电源管理芯片的电压输入管脚与所述第三电容的第一端连接，所述第三电容的第二端接地。

5.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，还包括：

电流侦测电路，与所述接口电路及所述控制电路连接，用于检测所述接口电路的充电电流，以对所述蓝牙耳机的充电状态进行检测。

6.根据权利要求5所述的充电电路，其特征在于，所述电流侦测电路包括第二开关管、可调电阻及第五电阻；

所述第二开关管的栅极与所述控制电路连接，所述第二开关管的漏极与所述接口电路连接，所述第二开关管的源极与所述可调电阻的第一端连接，所述可调电阻的第二端与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端接地。

7.根据权利要求5所述的充电电路，其特征在于，还包括：

电流放大电路，与所述电流侦测电路及所述控制电路连接，用于接收所述充电电流，并对所述充电电流进行放大处理。

8.根据权利要求5所述的充电电路，其特征在于，还包括：

保护电路，与所述接口电路、所述切换电路及所述电流侦测电路连接，用于对所述接口电路进行保护。

9.一种充电盒，其特征在于，包括：

如权利要求1-8任一项所述的充电电路；和

外壳，所述外壳用于对所述充电电路进行封装。

10.一种充电系统，其特征在于，包括：

蓝牙耳机，所述蓝牙耳机集成电源管理电路，所述电源管理电路用于对剩余电量值进行检测并传输；和

如权利要求9所述的充电盒，所述充电盒与所述蓝牙耳机配合使用，所述充电盒用于对所述蓝牙耳机进行充电。

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