CN215681824U - 一种tws耳机充电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种TWS耳机充电系统，包括：电池、电阻R2、中断单元、微处理控制单元、充电单元构成第一工作回路；电池、电阻R2与TWS耳机、电阻R1、三极管构成第二工作回路，其中三极管的基极与电阻R1连接、集电极与电阻R2连接、发射极接地；中断单元，用于检测三极管的集电极的电平变化，当检测到电平为下降沿时，唤醒微处理控制单元，当检测到电平为上升沿时，使微处理控制单元切换为低功耗模式；微处理控制单元，用于控制充电单元，对TWS耳机进行充电。本实用新型提供的TWS耳机充电系统可以实时地检测TWS耳机的状态，及时对TWS耳机进行充电。

Description

一种TWS耳机充电系统

技术领域

本实用新型涉及电子设备充电领域，具体涉及一种TWS耳机充电系统。

背景技术

真无线耳机(True Wireless Stereo，TWS)，耳机不需要有线连接，摆脱了传统耳机有线的束缚，在目前应用当中越来越广泛。TWS耳机需要进行充电，一般是放在充电仓内部进行，由于充电仓体积一般比较小，内部的电池的容量也有限。充电仓的续航能力对用户体验非常重要，所以就要求充电仓的待机功耗能够最低，又能够及时检测到TWS耳机充电行为，让用户的体验感得到提升。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

针对上述问题，本实用新型提供了一种TWS耳机充电系统，用于至少部分解决传统方法电池能量消耗过快、定时唤醒的间隔太长、用户体验不好等技术问题。

(二)技术方案

本实用新型一方面提供了一种TWS耳机充电系统，包括：电池、电阻R2、中断单元、微处理控制单元、充电单元构成第一工作回路；电池、电阻R2与TWS耳机、电阻R1、三极管构成第二工作回路，其中三极管的基极与电阻R1连接、集电极与电阻R2连接、发射极接地；中断单元，用于检测三极管的集电极的电平变化，当检测到电平为下降沿时，唤醒微处理控制单元，当检测到电平为上升沿时，使微处理控制单元切换为低功耗模式；微处理控制单元，用于控制充电单元，对TWS耳机进行充电。

进一步地，中断单元为微处理控制单元的WKUP引脚。

进一步地，电阻R1阻值范围为1K～10K欧姆，R2电阻阻值范围为1K～10K欧姆。

进一步地，微处理控制单元切换为低功耗模式包括关闭内部的模块，使CPU停止工作、时钟关闭。

本实用新型另一方面提供了一种采用前述的TWS耳机充电系统对TWS耳机充电的方法，包括：S11，TWS耳机通过触点与充电系统连接，使三极管导通；S12，中断单元检测到电平为下降沿，唤醒微处理控制单元；S13，微处理控制单元控制充电单元，对TWS耳机进行充电。

本实用新型还有一方面提供了一种TWS耳机充电系统，包括：电池、三极管、中断单元、微处理控制单元、充电单元构成第三工作回路；电池、三极管与TWS耳机、电阻R3构成第四工作回路，其中三极管的基极与电阻R3连接、集电极与电池连接、发射极与电阻R4连接后接地；中断单元，用于检测三极管的集电极的电平变化，当检测到电平为上升沿时，唤醒微处理控制单元，当检测到电平为下降沿时，使微处理控制单元切换为低功耗模式；微处理控制单元，用于控制充电单元，对TWS耳机进行充电。

进一步地，中断单元为微处理控制单元的WKUP引脚。

进一步地，电阻R3阻值范围为1K～10K欧姆，R4电阻阻值范围为1K～10K欧姆。

进一步地，微处理控制单元切换为低功耗模式包括关闭内部的模块，使CPU停止工作、时钟关闭。

本实用新型还有一方面提供了一种采用如前述的TWS耳机充电系统对TWS耳机充电的方法，包括：S21，TWS耳机通过触点与充电系统连接，使三极管导通；S22，中断单元检测到电平为上升沿，唤醒微处理控制单元；S23，微处理控制单元控制充电单元，对TWS耳机进行充电。

(三)有益效果

本实用新型实施例提供的一种TWS耳机充电系统，改进了TWS耳机的检测电路结构，采用中断单元检测电平，通过微处理器的WKUP唤醒的方式，能够快速响应TWS耳机充电。

附图说明

图1示意性示出了根据本实用新型传统的TWS耳机的电路结构示意图；

图2示意性示出了根据本实用新型传统的TWS耳机唤醒的流程图；

图3示意性示出了根据本实用新型实施例TWS耳机的电路结构示意图；

图4示意性示出了根据本实用新型实施例TWS耳机充电系统对TWS耳机充电的方法的流程示意图；

图5示意性示出了根据本实用新型实施例TWS耳机唤醒的流程示意图；

图6示意性示出了根据本实用新型实施例TWS耳机中微处理器的工作状态切换图；

图7示意性示出了根据本实用新型实施例另一TWS耳机的电路结构示意图；

图8示意性示出了根据本实用新型实施例另一TWS耳机充电系统对TWS耳机充电的方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

传统的TWS耳机唤醒的电路结构图请参见图1，包括微处理控制单元、充电单元、模数转换单元、电池、TWS耳机等。当用户将TWS耳机放入充电仓，TWS耳机通过触点与充电仓电池连接，通过电阻R分压后，在A点就会产生电压。通过模数转换单元的采集数据，微处理控制单元，就能够感知到TWS耳机进入了充电仓。微处理控制单元，控制充电单元，对TWS耳机进行充电。当用户将TWS耳机拿出充电仓，A点出不会产生电压，通过模数转换单元的采集数据，微处理控制单元，就能够感知到TWS耳机拿出充电仓。微处理控制单元，控制充电单元，让充电仓进入节能低功耗模式，减少对电池的消耗，使得充电仓的续航能力得到提升。

传统的TWS耳机唤醒的流程图请参见图2，微处理控制单元，先配置模数转换单元，通过模数转换单元，先检查耳机的电压，图1的A点电压值未达到阈值，微处理器进入休眠状态。利用微处理控制单元，内部定时唤醒的功能，先休眠一段时间，然后唤醒进行工作，重新检测耳机的电压。检查到耳机电压达到阈值，微处理器控制充电单元，对TWS耳机进行充电。还未检查到耳机电压，重复上述的流程。通过定时唤醒的时间在几秒到几分钟左右。这种定时唤醒的方式，定时唤醒的间隔太短，导致微处理器频繁的工作，容易将充电仓的电池能量消耗过快。定时唤醒的间隔太长，导致用户体验不好，需要等待很长时间，才能对TWS耳机进行充电。

据此，本实用新型的第一实施例提供了一种TWS耳机充电系统，请参见图3，包括：电池、电阻R2、中断单元、微处理控制单元、充电单元构成第一工作回路；电池、电阻R2与TWS耳机、电阻R1、三极管构成第二工作回路，其中三极管的基极与电阻R1连接、集电极与电阻R2连接、发射极接地；中断单元，用于检测三极管的集电极的电平变化，当检测到电平为下降沿时，唤醒微处理控制单元，当检测到电平为上升沿时，使微处理控制单元切换为低功耗模式；微处理控制单元，用于控制充电单元，对TWS耳机进行充电。

TWS耳机放入或者拿出充电仓会使得特定点的电平发生变化，本发明使用中断单元可以实时检测电平的变化，避免了频繁唤醒微处理器工作，充电仓的电池能量消耗过快的问题。三极管起开关的作用，中断单元连接集电极，默认是高电平，三极管导通后，变为低电平。电池用于储存能量，在工作状态，为TWS耳机整个系统提供能量，在充电状态，接收外部能量，存储电量。微处理控制单元一方面用于控制充电单元，还用于对中断单元进行监听，能够及时和迅速的切换休眠状态和工作状态。充电单元用于提升电池的电量。还需要说明的是，这里的R1、R2以及第一、第二仅用来使具有某命名的一元件或电路连接得以和另一具有相同命名的元件或电路连接能作出清楚区分，并不限定于该元件或电路连接有任何的序数。

这里中断单元检测三极管的集电极与电阻R2的公共端上的点的电平变化，即图3中的B点，当TWS耳机所在的第二工作回路接通时，电阻R1会产生电压，使用三极管Q1处于导通状态。B点的电压，通过三极管连接到GND地，该点电压值为低电平。通过中断单元，微处理控制单元就能够感知到TWS耳机进入了充电仓。

当用户将TWS耳机放入充电仓，TWS耳机通过触点与充电仓连接，在电阻R1会产生电阻，使用三极管Q1处于导通状态。B点的电压，通过三极管连接到GND地，该点电压值为低电平。通过中断单元，微处理控制单元，就能够感知到TWS耳机进入了充电仓。微处理控制单元，控制充电单元，对TWS耳机进行充电。当用户将TWS耳机拿出充电仓，在电阻R1不会产生电压，三极管Q1处于截止状态。B点的电压，通过电阻R2连接到电池，该点电压值为高电平。通过中断单元，微处理控制单元，就能够感知到TWS耳机拿出充电仓。微处理控制单元，控制充电单元，让充电仓进入休眠省电模式，节约电量，使得充电仓的续航能力得到提升。

在上述实施例的基础上，还包括中断单元为微处理控制单元的WKUP引脚。

微处理控制单元的WKUP引脚具有检测电平的功能，通过该引脚的电平变化，微处理器能够在休眠状态和工作状态进行切换。

在上述实施例的基础上，还包括电阻R1阻值范围为1K～10K欧姆，R2电阻阻值范围为1K～10K欧姆。

电阻R1起调节三极管Q1工作状态的偏置电压的作用，R2也起调节三极管Q1工作状态的偏置电压的作用，阻值在该范围内可以起到较好的调节电压的作用，使得三极管Q1处于导通状态和关闭状态。

在上述实施例的基础上，还包括微处理控制单元切换为低功耗模式包括关闭内部的模块，使CPU停止工作、时钟关闭。

微处理控制单元关闭内部模块时，最低只需要2uA左右的电流，相对于传统定时唤醒需要消耗的电量来说，可以忽略不计，保证了TWS耳机充电仓电池能量消耗最小，又可以实时检测到TWS耳机状态的技术效果。

本实用新型的第二实施例提供了一种采用如前述的TWS耳机充电系统对TWS耳机充电的方法，请参见图4，包括：S11，TWS耳机通过触点与充电系统连接，使三极管导通；S12，中断单元检测到电平为下降沿，唤醒微处理控制单元；S13，微处理控制单元控制充电单元，对TWS耳机进行充电。

本实用新型通过改进TWS耳机的检测电路结构，采用电平检测代替电压检测，采用中断单元替代模数转换单元，通过微处理器的WKUP唤醒的方式，能够快速响应TWS耳机充电。

图5是本实用新型的TWS耳机唤醒的流程图，微处理控制单元，先配置中断单元，设置下降沿电平唤醒微处理器。当图3的B点电平为高电平，微处理器进入休眠状态。当图3的B点电平为低电平，微处理器进入工作状态，微处理器控制充电单元，对TWS耳机进行充电。

由于很多微处理器都有低功耗模式，当需要节能的时候，微处理器通过关闭内部的模块，比如CPU停止工作，关闭时钟等，进入到低功耗模式。在低功耗待机模式下，最低只需要2uA左右的电流。通过外部的中断单元的下降沿(如图3)，从而达到最快速启动时间，使得微处理处于工作状态，快速响应TWS耳机的充电。

图6是微处理器的工作状态切换图。当图3的B点电平为高电平时，表示TWS耳机没有进入充电仓，微处理器从工作模式切换为低功耗节能模式，减少电池的消耗。当图3的B点电平为低电平，中断单元出现了下降沿，微处理器被唤醒，进入工作模式，对TWS耳机进行充电。

本实用新型的第三实施例提供了一种TWS耳机充电系统，请参见图7，包括：电池、三极管、中断单元、微处理控制单元、充电单元构成第三工作回路；电池、三极管与TWS耳机、电阻R3构成第四工作回路，其中三极管的基极与电阻R3连接、集电极与电池连接、发射极与电阻R4连接后接地；中断单元，用于检测三极管的集电极的电平变化，当检测到电平为上升沿时，唤醒微处理控制单元，当检测到电平为下降沿时，使微处理控制单元切换为低功耗模式；微处理控制单元，用于控制充电单元，对TWS耳机进行充电。

与实施例一类似地，TWS耳机放入或者拿出充电仓会使得特定点的电平发生变化，本发明使用中断单元可以实时检测电平的变化，避免了频繁唤醒微处理器工作，充电仓的电池能量消耗过快的问题。三极管起开关的作用，这里中断单元连接发射极，默认是低电平，三极管导通后，变为高电平。电池用于储存能量，在工作状态，为TWS耳机整个系统提供能量，在充电状态，接收外部能量，存储电量。微处理控制单元一方面用于控制充电单元，还用于对中断单元进行监听，能够及时和迅速的切换休眠状态和工作状态。充电单元用于提升电池的电量。还需要说明的是，这里的R3、R4以及第三、第四仅用来使具有某命名的一元件或电路连接得以和另一具有相同命名的元件或电路连接能作出清楚区分，并不限定于该元件或电路连接有任何的序数。

这里中断单元检测三极管的集电极与电阻R2的公共端上的点的电平变化，即图7中的C点，当TWS耳机所在的第四工作回路接通时，电阻R3会产生电压，使用三极管Q1处于导通状态。C点的电压连接到电池，该点电压值为高电平。通过中断单元，微处理控制单元就能够感知到TWS耳机进入了充电仓。

当用户将TWS耳机拿出充电仓，在电阻R3不会产生电压，三极管Q1处于截止状态。图6的C点通过电阻R4，连接到GND，微控制器处于低功耗节能模式。当用户将TWS耳机放入充电仓，TWS耳机通过触点与充电仓连接。R3产生电压，使得三极管Q1导通，图7中的C点连接到电池，电压值转为高电平。这样在中断单元(WKUP引脚)将产生上升沿，使得微处理器处于工作状态。

在上述实施例的基础上，还包括中断单元为微处理控制单元的WKUP引脚。

微处理控制单元的WKUP引脚具有检测电平的功能，通过该引脚的电平变化，微处理器能够在休眠状态和工作状态进行切换。

在上述实施例的基础上，还包括电阻R3阻值范围为1K～10K欧姆，R4电阻阻值范围为1K～10K欧姆。

电阻R3起调节三极管Q1工作状态的偏置电压的作用，R4也起调节三极管Q1工作状态的偏置电压的作用，阻值在该范围内可以起到较好的调节电压的作用，使得三极管Q1处于导通状态和关闭状态。

在上述实施例的基础上，还包括微处理控制单元切换为低功耗模式包括关闭内部的模块，使CPU停止工作、时钟关闭。

微处理控制单元关闭内部模块时，最低只需要2uA左右的电流，相对于传统定时唤醒需要消耗的电量来说，可以忽略不计，保证了TWS耳机充电仓电池能量消耗最小，又可以实时检测到TWS耳机状态的技术效果。

本实用新型的第四实施例提供了一种采用如前述的TWS耳机充电系统对TWS耳机充电的方法，请参见图8，包括：S21，TWS耳机通过触点与充电系统连接，使三极管导通；S22，中断单元检测到电平为上升沿，唤醒微处理控制单元；S23，微处理控制单元控制充电单元，对TWS耳机进行充电。

本实用新型通过改进TWS耳机的检测电路结构，采用电平检测代替电压检测，采用中断单元替代模数转换单元，通过微处理器的WKUP唤醒的方式，能够快速响应TWS耳机充电。

为了更加通俗易懂描述，下面用具体实例，描述本实用新型的方法。描述的数字仅用于说明描述，不限制于本发明的范围。

电阻R1采用1K，电阻R2采用1K，三极管Q1采用SS8050，电池一般的容量是500mAh，电压一般在3.7V到4.2V之间，TWS耳机的内阻一般在50欧姆，图3的B点连接微控制器的WKUP引脚，这个引脚也就是中断单元，当外部出现了下降沿信号，微控制器从低功率模式唤醒，进入到工作状态。

当用户将TWS耳机拿出充电仓，在电阻R1不会产生电压，三极管Q1处于截止状态。图3的B点电压值为3.7V到4.2V之间高电平，微控制器处于低功耗节能模式。

当用户将TWS耳机放入充电仓，TWS耳机通过触点与充电仓连接。R1的电压在3V，使得三极管Q1导通，图3的B点电压值为0V。这样在中断单元(WKUP引脚)将产生下降沿，使得微处理器处于工作状态。

当用户将TWS耳机拿出充电仓，图3的B点又恢复到高电平，微控制器又处于低功耗节能模式。

通过这种方式，系统将不需要定时唤醒，检查TWS耳机的状态。通过中断单元，能够实时检测到TWS耳机的状态，在低功耗节能模式下，减少对电池能量的消耗。当用户需要对TWS耳机充电，又能够实时的响应，从而达到用户的体验提升。

以上的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种TWS耳机充电系统，其特征在于，包括：

电池、电阻R2、中断单元、微处理控制单元、充电单元构成第一工作回路，所述微处理控制单元，用于控制所述充电单元，对所述TWS耳机进行充电；

所述电池、电阻R2与TWS耳机、电阻R1、三极管构成第二工作回路，其中所述三极管的基极与所述电阻R1连接、集电极与所述电阻R2连接、发射极接地；

所述中断单元，与所述三极管的集电极电连接，用于检测所述三极管的集电极的电平变化，当检测到电平为下降沿时，唤醒所述微处理控制单元，当检测到电平为上升沿时，使所述微处理控制单元切换为低功耗模式；所述中断单元为所述微处理控制单元的WKUP引脚。

2.根据权利要求1所述的TWS耳机充电系统，其特征在于，所述电阻R1阻值范围为1K～10K欧姆，R2电阻阻值范围为1K～10K欧姆。

3.根据权利要求1所述的TWS耳机充电系统，其特征在于，所述微处理控制单元切换为低功耗模式包括关闭内部的模块，使CPU停止工作、时钟关闭。

4.一种TWS耳机充电系统，其特征在于，包括：

电池、三极管、中断单元、微处理控制单元、充电单元构成第三工作回路，所述微处理控制单元，用于控制所述充电单元，对所述TWS耳机进行充电；

所述电池、三极管与TWS耳机、电阻R3构成第四工作回路，其中所述三极管的基极与所述电阻R3连接、集电极与所述电池连接、发射极与电阻R4连接后接地；

所述中断单元，与所述三极管的发射极电连接，用于检测所述三极管的集电极的电平变化，当检测到电平为下降沿时，唤醒所述微处理控制单元，当检测到电平为上升沿时，使所述微处理控制单元切换为低功耗模式；所述中断单元为所述微处理控制单元的WKUP引脚。

5.根据权利要求4所述的TWS耳机充电系统，其特征在于，所述电阻R3阻值范围为1K～10K欧姆，R4电阻阻值范围为1K～10K欧姆。

6.根据权利要求4所述的TWS耳机充电系统，其特征在于，所述微处理控制单元切换为低功耗模式包括关闭内部的模块，使CPU停止工作、时钟关闭。

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