CN213990972U - 一种多功能切换电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种多功能切换电路及电子设备。其中，多功能切换电路包括：功能电压输入端，用于输入功能电压；第一链路端口，用于与外部第一链路连接；第二链路端口，用于与外部第二链路连接；切换电路，分别与所述功能电压输入端、所述第一链路端口和所述第二链路端口连接，所述切换电路用于根据所述功能电压将所述功能电压输入端与所述第一链路端口和/或第二链路端口导通。相较于现有技术，本申请利用不同电压值的功能电压控制开启不同的功能链路，例如充电链路和通信链路，本申请中的多功能切换电路结构简单，在保证相应功能的前提下节约了制造成本。

Description

一种多功能切换电路及电子设备

技术领域

本申请涉及电子技术领域，具体涉及一种多功能切换电路及电子设备。

背景技术

TWS耳机，也即真无线耳机，指的是两个耳机之间及耳机与移动设备之间，全是通过无线连接的方式，没有任何有线通信。

随着消费电子产品的发展，便携式消费电子产品的充电方案也层出不穷，尤其是随着TWS耳机技术的发展，TWS耳机渐渐走入人们的生活，耳机与充电盒的通信充电方案已成为一个重要的研究领域。

相对而言，对于小型化、微型化的消费电子产品，由于受空间限制，要求使用较少的引脚Pin及外围电路，实现充电和通信的功能，现有的基于两个Pogo-Pin的通信充电功能一般有两种解决方案：第一种是利用模拟开关对充电电路和通信电路进行分时复用；第二种是利用载波的方式将通信信号加载到充电信号上，实现边充电边通信。以上两种方案均存在电路复杂且成本较高的缺陷。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种多功能切换电路及电子设备，以能够降低电子设备中电路的复杂度以及节约制造成本。

本申请第一方面提供一种多功能切换电路，包括：

功能电压输入端，用于输入功能电压；

第一链路端口，用于与外部第一链路连接；

第二链路端口，用于与外部第二链路连接；

切换电路，分别与所述功能电压输入端、所述第一链路端口和所述第二链路端口连接，所述切换电路用于根据所述功能电压将所述功能电压输入端与所述第一链路端口和/或第二链路端口导通。

可选的，所述切换电路包括：第一电子开关、第二电子开关、第一电阻、第二电阻、第三电阻和控制电压输入端；

其中，所述控制电压输入端通过所述第一电阻与所述第一电子开关的控制端连接，所述第一电子开关的第一端与所述功能电压输入端连接，所述第一电子开关的第二端与所述第一链路端口连接，所述第一电子开关的第二端还通过第二电阻接地；

所述控制电压输入端还通过所述第一电阻与所述第二电子开关的控制端连接，所述第二电子开关的第一端与所述功能电压输入端连接，所述第二电子开关的第二端与所述第二链路端口连接，所述第二电子开关的第二端还通过所述第三电阻与所述控制电压输入端连接。

可选的，所述第一电子开关P沟道场效应管，所述第二电子开关为N沟道场效应管；

其中，所述第一电子开关的控制端为P沟道场效应管的栅极，所述第一电子开关的第一端为P沟道场效应管的源极，所述第一电子开关的第二端为P沟道场效应管的漏极；

所述第二电子开关的控制端为N沟道场效应管的栅极，所述第二电子开关的第一端为N沟道场效应管的漏极，所述第二电子开关的第二端为N沟道场效应管的源极。

可选的，所述切换电路还包括：与所述第一电子开关并联的多个电子开关。

可选的，所述功能电压输入端采用Pogo-Pin。

本申请第二方面提供一种电子设备，所述电子设备包括：充电电池、通信单元以及本申请第一方面所述的多功能切换电路；

所述充电电池与所述第一链路端口连接，所述通信单元与所述第二链路端口连接。

可选的，所述充电电池为锂离子电池。

可选的，所述通信单元为微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)。

可选的，所述电子设备为无线耳机或无线耳机充电盒。

本申请第一方面提供的多功能切换电路，包括：功能电压输入端，用于输入功能电压；第一链路端口，用于与外部第一链路连接；第二链路端口，用于与外部第二链路连接；切换电路，分别与所述功能电压输入端、所述第一链路端口和所述第二链路端口连接，所述切换电路用于根据所述功能电压将所述功能电压输入端与所述第一链路端口和/或第二链路端口导通。相较于现有技术，本申请利用不同电压值的功能电压控制开启不同的功能链路，例如充电链路和通信链路，本申请中的多功能切换电路结构简单，在保证相应功能的前提下节约了制造成本。

本申请第二方面提供的电子设备，由于采用了本申请第一方面提供的多功能切换电路，因而也简化了电路结构，同样在保证功能的前提下节约了制造成本。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本申请的一些实施方式所提供的一种多功能切换电路的结构示意图；

附图标记说明：

110功能电压输入端；120第一链路端口；130第二链路端口；140切换电路；10第一电子开关；20第二电子开关；30第一电阻；40第二电阻；50第三电阻；60控制电压输入端。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。

请参考图1，其示出了本申请的一些实施方式所提供的一种多功能切换电路的示意图，如图1所示，该多功能切换电路100，包括：功能电压输入端110、第一链路端口120、第二链路端口130和切换电路140。

具体的，本实施例中，功能电压输入端110，用于输入功能电压；例如充电电压或者通信信号。根据本申请的一些实施方式中，所述功能电压输入端110可以采用Pogo-Pin，如图中所示的Pogo-Pin端。

第一链路端口120，用于与外部第一链路连接。第一链路可以为充电链路或者通信链路，例如第一链路为充电链路，如图中所示，第一链路端口120为CHG端。

第二链路端口130，用于与外部第一链路连接。第二链路可以为充电链路或者通信链路，例如第二链路为通信链路，如图中所示，第二链路端口130为MCU端。

切换电路140，分别与所述功能电压输入端110、所述第一链路端口120和所述第二链路端口130连接，所述切换电路140用于根据所述功能电压将所述功能电压输入端110与所述第一链路端口120导通；或者，所述切换电路140用于根据所述功能电压将所述功能电压输入端110与所述第二链路端口130导通；或者，所述切换电路140用于根据所述功能电压将所述功能电压输入端与所述第一链路端口120和所述第二链路端口130同时导通。

值得一提的是，用户可以提前设置不同电压值的功能电压与不同功能链路端口之间的对应关系，当功能电压输入端110输入不同的功能电压后，切换电路140可以将功能电压输入端110与不同的功能链路端口导通，从而实现电路不同的功能。

例如，所述切换电路140根据充电电压将所述功能电压输入端110与所述第一链路端口120导通；或者，所述切换电路140根据通信信号将所述功能电压输入端110与所述第二链路端口130导通。

根据本申请的一些实施方式中，如图1所示，所述切换电路140包括：第一电子开关10、第二电子开关20、第一电阻30、第二电阻40、第三电阻50和控制电压输入端60；

其中，所述控制电压输入端60通过所述第一电阻30与所述第一电子开关10的控制端连接，所述第一电子开关10的第一端与所述功能电压输入端110连接，所述第一电子开关10的第二端与所述第一链路端口120连接，所述第一电子开关10的第二端还通过第二电阻40接地；

所述控制电压输入端60还通过所述第一电阻30与所述第二电子开关20的控制端连接，所述第二电子开关20的第一端与所述功能电压输入端110连接，所述第二电子开关20的第二端与所述第二链路端口130连接，所述第二电子开关20的第二端还通过所述第三电阻50与所述控制电压输入端60连接。

根据本申请的一些实施方式中，如图1所示，所述第一电子开关10为P沟道场效应管(即，PMOS管)，所述第二电子开关20为N沟道场效应管(即，NMOS管)；

其中，所述第一电子开关10的控制端为P沟道场效应管Q1的栅极G，所述第一电子开关10的第一端为P沟道场效应管Q1的源极S，所述第一电子开关10的第二端为P沟道场效应管Q1的漏极D；

所述第二电子开关20的控制端为N沟道场效应管Q2的栅极G，所述第二电子开关20的第一端为N沟道场效应管Q2的漏极D，所述第二电子开关20的第二端为N沟道场效应管Q2的源极S。

根据本申请的一些实施方式中，所述切换电路140还可以包括：与所述第一电子开关10并联的多个电子开关。如图1所示，为了加大充电电流，可以在P沟道场效应管Q1处再并联另外的多个P沟道场效应管Q1，具体数量根据实际情况确定，本申请不做限定。

本申请提供的上述多功能切换电路只采用了少量的场效应管、电阻等基础元器件，结构简单，可以用于电子设备的充电和通信设计中，利用不同的电压值控制开启不同的通信链路，或者开启充电链路和通信链路之一，一种典型应用场景为TWS耳机充电盒与TWS耳机之间的充电通信，例如在无线耳机端利用两个Pogo-Pin及本申请的所提供的上述多功能切换电路，既能实现TWS耳机充电盒给TWS耳机充电的功能，又可以实现TWS耳机充电盒与TWS耳机之间的通信功能。

基于上述各实施方式，对本申请提供的多功能切换电路的工作原理介绍如下：

第一种应用场景：多路通信；

如图1所示，控制电压输入端60对应的VDD为3.3V，第一电阻30对应的电阻R1为10kΩ，第二电阻40对应的电阻R2为100kΩ，第三电阻50对应的电阻R3为10kΩ。

当Pogo-Pin为低电平(0)时，Q1截止，Q2由于等效二极管的作用处于导通状态，从而将MCU端变为低电平状态；

当Pogo-Pin为高电平(3.3V)时，Q1截止，Q2截止，此时MCU端由于上拉电阻R3的作用，变为高电平状态；

当VGS电压超过Q1导通电压时，如Pogo-Pin电压为5V，Q2截止，Q1导通，此时CHG端为高电平5V；

当VGS电压低于Q1导通电压时，如Pogo-Pin电压为0V，或低于3.3V时，Q1截止，CHG端由于下拉电阻R2的作用，也处于低电平状态。

由此，可以看出：

当Pogo-Pin电压为3.3V/0V时，可以实现Pogo-Pin端至MCU端的通信。

当Pogo-Pin电压为5V/0V时，可以实现Pogo-Pin端至MCU端和CHG端的同时通信，也可以通过软件使能的方式，只使能Pogo-Pin至CHG的通信，从而实现电压选择的单刀多至通信。

第二种应用场景：充电及通信；以TWS耳机(包括耳机与充电盒)产品为例；

a、充电盒到耳机

通信：当充电盒发送指令到耳机时，Pogo-Pin端首先根据指令生成对应的高低电平，Pogo-Pin为高电平(3.3V)时，Q2截止，Q1截止，MCU端由于R3的上拉呈现高电平状态；Pogo-Pin为低电平(0)时，Q1截止，因Q2等效二极管的存在，MCU端是低电平。

充电：当需要充电盒给耳机充电时，Pogo-Pin端电压是5V，此时Q2截止，Q1导通，CHG端就会连通Pogo-Pin端的5V，实现充电功能。当充电需要大电流时，可以并联多个Q1来提高通流能力。

b、耳机到充电盒

当耳机发送指令给充电盒时，当发送高电平时(3.3V)，Q1截止，因Q2等效二极管的存在，此时Pogo-Pin端也是高电平；当发送低电平(0)时，Q2导通，Pogo-Pin端为低电平(0)。

以上，利用本申请提供的多功能切换电路完成了充电盒与耳机之间的通信及充电盒给耳机充电的功能。

本实施例提供的多功能切换电路，包括：功能电压输入端，用于输入功能电压；第一链路端口，用于与外部第一链路连接；第二链路端口，用于与外部第二链路连接；切换电路，分别与所述功能电压输入端、所述第一链路端口和所述第二链路端口连接，所述切换电路用于根据所述功能电压将所述功能电压输入端与所述第一链路端口和/或第二链路端口导通。相较于现有技术，本申请利用不同电压值的功能电压控制开启不同的功能链路，例如充电链路和通信链路，该多功能切换电路结构简单，在保证相应功能的前提下节约了制造成本。

本申请还提供一种电子设备，该电子设备包括充电电池、通信单元与本申请前述实施例提供的多功能切换电路；所述充电电池与所述第一链路端口连接(例如与图1所示的CHG端连接)，所述通信单元与所述第二链路端口连接(例如与图1所示的MCU端连接)。所述电子设备可以为无线耳机或无线耳机充电盒，也就是，上述多功能切换电路可以设置在配对的无线耳机和无线耳机充电盒的任意一方。

根据本申请的一些实施方式中，所述充电电池为锂离子电池。

根据本申请的一些实施方式中，所述通信单元为微控制单元MCU。

本申请实施例提供的显示系统，由于采用了本申请前述实施例提供的多功能切换电路，因而也简化了电路结构，同样在保证功能的前提下节约了制造成本。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (9)

1.一种多功能切换电路，其特征在于，包括：

功能电压输入端，用于输入功能电压；

第一链路端口，用于与外部第一链路连接；

第二链路端口，用于与外部第二链路连接；

切换电路，分别与所述功能电压输入端、所述第一链路端口和所述第二链路端口连接，所述切换电路用于根据所述功能电压将所述功能电压输入端与所述第一链路端口和/或第二链路端口导通。

2.根据权利要求1所述的多功能切换电路，其特征在于，所述切换电路包括：第一电子开关、第二电子开关、第一电阻、第二电阻、第三电阻和控制电压输入端；

其中，所述控制电压输入端通过所述第一电阻与所述第一电子开关的控制端连接，所述第一电子开关的第一端与所述功能电压输入端连接，所述第一电子开关的第二端与所述第一链路端口连接，所述第一电子开关的第二端还通过第二电阻接地；

所述控制电压输入端还通过所述第一电阻与所述第二电子开关的控制端连接，所述第二电子开关的第一端与所述功能电压输入端连接，所述第二电子开关的第二端与所述第二链路端口连接，所述第二电子开关的第二端还通过所述第三电阻与所述控制电压输入端连接。

3.根据权利要求2所述的多功能切换电路，其特征在于，所述第一电子开关为P沟道场效应管，所述第二电子开关为N沟道场效应管；

其中，所述第一电子开关的控制端为P沟道场效应管的栅极，所述第一电子开关的第一端为P沟道场效应管的源极，所述第一电子开关的第二端为P沟道场效应管的漏极；

所述第二电子开关的控制端为N沟道场效应管的栅极，所述第二电子开关的第一端为N沟道场效应管的漏极，所述第二电子开关的第二端为N沟道场效应管的源极。

4.根据权利要求2或3所述的多功能切换电路，其特征在于，所述切换电路还包括：与所述第一电子开关并联的多个电子开关。

5.根据权利要求4所述的多功能切换电路，其特征在于，所述功能电压输入端采用Pogo-Pin。

6.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：充电电池、通信单元以及如权利要求1至5中任一项所述的多功能切换电路；

所述充电电池与所述第一链路端口连接，所述通信单元与所述第二链路端口连接。

7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述充电电池为锂离子电池。

8.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述通信单元为微控制单元MCU。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为无线耳机或无线耳机充电盒。

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