CN217642771U - 主从充电和通讯设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种主从充电和通讯设备，包括一个主设备和多个从设备，并与各从设备之间进行通讯和充电工作，从设备包括从充电接口、第一开关、充电储能电路、从通讯电路以及从控制器，主设备包括多个主放电接口、至少一个第三开关、电源输出电路、至少一个第四开关、主通讯电路和主控制器，通讯时，主控制器发送通讯开关信号以及输出通讯电平，控制自身和各从设备内部对应开关导通，主控制器通过一个主通讯电路发送指定数据包至各从设备的从通讯电路和从控制器，实现与匹配的从设备进行通讯交互，简化了主设备的结构以及降低了成本。

Description

主从充电和通讯设备

技术领域

本实用新型属于充电技术领域，尤其涉及一种主从充电和通讯设备。

背景技术

传统的主从充电设备通过主设备对多个从设备进行充电，例如充电仓和TWS耳机，为了提高充电效率和安全性，主设备在设定时间段或者根据预设程序与从设备进行通信，根据从设备的充电状态进行充电参数调整，以此输出从设备所需的充电电源。

充电时，主从充电设备为了减少信号线，通常共享主从充电设备之间的电源传输件，电源传输件可为电源线、金属触点等，即在充电时，通过电源传输件输出充电电源，在通信时，关断充电电源的输出，通过电源传输件进行信号加载实现双向通信。

面对多个从设备时，常规主设备通常设置多个独立的通讯模块，并分别与从设备之间进行通讯，导致主设备成本和体积增加。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种主从充电和通讯设备，旨在解决传统的主从充电设备存在的多通讯模块导致主设备成本和体积增加的问题。

本实用新型实施例的第一方面提出了一种主从充电和通讯设备，包括主设备和多个从设备，各所述从设备包括从充电接口、通过第一开关与所述从充电接口连接的充电储能电路、通过第二开关与所述从充电接口连接的从通讯电路以及分别与所述从充电接口、所述第一开关、所述第二开关、所述充电储能电路和所述从通讯电路连接的从控制器；

各所述从控制器，受所述从充电接口输入的通讯电平触发控制所述第一开关关断并触发控制所述第二开关导通，并通过所述从通讯电路、所述从充电接口与所述主设备通讯；

以及受所述从充电接口输入的充电电源触发控制所述第二开关关断以及触发控制所述第一开关导通，以进行充电储能工作；

所述主设备包括对应与各所述从充电接口一一连接的多个主放电接口、通过至少一个第三开关与多个所述主放电接口连接并用于输出充电电源的电源输出电路、通过至少一个第四开关与所述主放电接口连接的主通讯电路和分别与所述第三开关、所述第四开关和所述主通讯电路分别连接的主控制器；

所述第三开关，受放电开关信号触发导通并输出所述充电电源；

所述第四开关，受通讯开关信号触发导通并输出所述通讯电平；

所述主控制器用于分时输出所述放电开关信号和所述通讯开关信号，以及通过所述主通讯电路和所述主放电接口发送对应指定数据包至各所述从设备，以与其中匹配的所述从设备进行通讯。

可选地，所述主控制器还与所述电源输出电路连接；

所述电源输出电路，受所述主控制器输出的电源控制信号触发输出对应电压大小的工作电源。

可选地，所述主控制器还与所述主放电接口连接；

所述主控制器，还受所述主放电接口的电流输出状态对应触发输出所述通讯开关信号。

可选地，所述主通讯电路还与所述电源输出电路连接并获得对应的工作电源；

所述从通讯电路还与所述充电储能电路连接并获取对应的工作电源。

可选地，所述充电储能电路包括：

第一储能电路；

第一充电电路，所述第一充电电路的输入端通过所述第一开关与所述从充电接口连接，所述第一充电电路的输出端、所述从控制器的电源端和所述第一储能电路的电源端共接，所述第一充电电路用于获取所述充电电源并转换输出至所述从控制器以及输出至所述第一储能电路进行储能。

可选地，所述主设备还包括：

第二储能电路，所述第二储能电路的电源端与所述电源输出电路的电源输入端连接；

第二充电电路，所述第二充电电路的电源输出端与所述第二储能电路的电源端连接，所述第二充电电路用于获取外部充电设备输出的直流电源并转换输出至所述第二储能电路进行储能；

主充电接口，所述主充电接口与所述第二充电电路的电源输入端连接以及用于连接所述外部充电设备。

可选地，所述第一储能电路为第一电池，所述第二储能电路为第二电池。

可选地，所述主放电接口包括：

第一电源触点，所述第一电源触点分别与所述第三开关和所述第四开关连接；

第一接地触点；

所述从设备还包括：

第二电源触点，所述第二电源触点分别与所述第一开关、所述第二开关和所述从控制器连接，并用于连接所述第一电源触点；

第二接地触点，所述第二接地触点用于连接所述第一接地触点。

可选地，所述主设备为耳机充电仓，所述从设备为TWS耳机。

可选地，所述TWS耳机的数量为2。

本实用新型实施例与现有技术相比存在的有益效果是：上述的主从充电和通讯设备中，一个主设备用于连接多个从设备，并与各从设备之间进行通讯和充电工作，通讯时，主控制器发送通讯开关信号以及输出通讯电平，控制自身和各从设备内部对应开关导通，主控制器通过一个主通讯电路发送指定数据包至各从设备的从通讯电路和从控制器，实现与匹配的从设备进行通讯交互，简化了主设备的结构以及降低了成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的主从充电和通讯设备的第一种结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的主从充电和通讯设备的第二种结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的主从充电和通讯设备的第三种结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的主从充电和通讯设备的第四种结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的主从充电和通讯设备的第五种结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型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，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

此外，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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本实用新型实施例的第一方面提出了一种主从充电和通讯设备，包括主设备200和多个从设备100。

如图1或图2所示，各从设备100包括从充电接口110、通过第一开关120与从充电接口110连接的充电储能电路140、通过第二开关130与从充电接口110连接的从通讯电路150以及分别与从充电接口110、第一开关120、第二开关130、充电储能电路140和从通讯电路150连接的从控制器160；

各从控制器160，受从充电接口110输入的通讯电平触发控制第一开关120关断并触发控制第二开关130导通，并通过从通讯电路150、从充电接口110与主设备200通讯；

以及受从充电接口110输入的充电电源触发控制第二开关130关断以及触发控制第一开关120导通，以进行充电储能工作；

主设备200包括对应与各从充电接口110一一连接的多个主放电接口210、通过至少一个第三开关220与多个主放电接口210连接并用于输出充电电源的电源输出电路240、通过至少一个第四开关230与主放电接口210连接的主通讯电路250和分别与第三开关220、第四开关230和主通讯电路250分别连接的主控制器260；

第三开关220，受放电开关信号触发导通并输出充电电源；

第四开关230，受通讯开关信号触发导通并输出通讯电平；

主控制器260用于分时输出放电开关信号和通讯开关信号，以及通过主通讯电路250和主放电接口210发送对应指定数据包至各从设备100，以与其中匹配的从设备100进行通讯。

本实施例中，各从设备100从主设备200获取充电电源，以及根据主设备200主动发起的通讯请求进行通讯交互，并发送自身的充电状态至主设备200，以使主设备200根据充电状态进行充电参数调整，以此输出从设备100所需的充电电源。

具体地，当各从设备100一个或者多个接入主设备200时，第三开关220初始状态为导通状态，此时电源输出电路240通过第三开关220、主放电接口210输出充电电源至各从设备100的从充电接口110，第一开关120初始保持导通状态或者根据充电电源的上电状态受控导通，并输出充电电源至充电储能电路140进行充电储能，充电储能电路140同时输出工作电源至从控制器160，从控制器160根据从充电接口110的电平信号对应触发第一开关120和第二开关130的通断切换。

当主设备200需要获取其中一个或者多个从设备100的充电参数时，主控制器260控制第三开关220关断，同时，控制第四开关230导通，主通讯电路250通过第四开关230与对应主放电接口210连接，实现通讯连接，此时，各从设备100的从充电接口110接收到主设备200反馈的通讯电平，从控制器160根据通讯电平触发控制第一开关120关断，以及触发控制第二开关130导通，从充电接口110通过第二开关130与从通讯电路150连接，各从控制器160通过从通讯电路150接收到主控制器260输出的指定数据包，并对指定数据包进行解析和判断，当判断为与自身地址位匹配的数据包时，发出反馈信号至主控制器260，实现主控制器260与匹配的从控制器160的连接通讯，其中，数据包包括数据包头和通信净载信息，数据包头包括指定地址位信息，指定地址位信息对应于指定通讯的从设备100。

即各从控制器160还用于在接收到非匹配的数据包头时，触发控制第二开关130关断以及触发控制第一开关120导通，以进行充电储能工作。

以及接收到匹配的数据包头时，触发控制第一开关120关断并触发控制第二开关130导通，并通过从通讯电路150、从充电接口110与主设备200进行通信净载信息的数据交互，通讯净载信息内包含充电参数和充电状态等信息，主设备200在通讯完成后，切换为充电状态，即重新控制第三开关220导通并控制第四开关230关断，并输出充电电源至从设备100，以使从设备100的从控制器160控制第一开关120导通以及控制第二开关130关断，再次切换至充电状态。

从而实现充电与通讯的分时工作，以及实现主设备200与各从设备100或者与其中对应一个或者若干个从设备100进行对应通讯，主设备200内仅需设置一个主通讯电路250即可完成指定的从设备100之间的通讯工作，降低了设计成本和简化了主设备200的结构。

其中，如图1所示，主设备200的多个主放电接口210可与一组用于放电的第三开关220和用于通讯的第四开关230同时连接，多个主放电接口210获取分流后的充电电源，或者接收同一数据包并分别发送至各从设备100。

或者如图2所示，主设备200的多个主放电接口210分别与一组用于放电的第三开关220和用于通讯的第四开关230连接，每一组中的第三开关220用于实现电源输出电路240与其中一个主放电接口210的充电电源的输出控制，每一组中的第四开关230用于实现主控制器260、主通讯电路250与其中一个主放电接口210的通讯电频以及数据包的输出控制。

其中，主通讯电路250和从通讯电路150可根据通讯需求进行模块选择，例如蓝牙模块、RS485通讯模块等。

电源输出电路240可为对应的电源转换电路，例如升降压电路、稳压电路等结构，具体结构不限。

各开关可采用对应开关结构，例如继电器、开关管等。

主放电接口210和从充电接口110可采用对应的适配结构，例如磁吸探针组件、插座和插头组件等，具体结构不限。

本实用新型实施例与现有技术相比存在的有益效果是：上述的主从充电和通讯设备中，一个主设备200用于连接多个从设备100，并与各从设备100之间进行通讯和充电工作，通讯时，主控制器260发送通讯开关信号以及输出通讯电平，控制自身和各从设备100内部对应开关导通，主控制器260通过一个主通讯电路250发送指定数据包至各从设备100的从通讯电路150和从控制器160，实现与匹配的从设备100进行通讯交互，简化了主设备200的结构以及降低了成本。

进一步地，如图1和图2所示，可选地，主控制器260还与电源输出电路240连接；

电源输出电路240，受主控制器260输出的电源控制信号触发输出对应电压大小的工作电源。

本实施例中，主控制器260一方面通过电源输出电路240获取工作电源，另一方面，根据通讯获取的匹配的从充电设备的充电参数和充电状态输出对应的电源控制信号至电源输出电路240，以使电源输出电路240输出对应大小的充电电源至对应所述从充电设备，或者截止输出充电电源。

可选地，如图3所示，主控制器260还与主放电接口210连接；

主控制器260，还受主放电接口210的电流输出状态对应触发通讯开关信号。

本实施例中，当从设备100接入状态发生改变时，主放电接口210的电流状态发生改变，主控制器260可根据主放电接口210的电流状态确定从设备100的连接情况，进而改变数据包或者充电电源的输出控制。

例如当未有从设备100接入时，主放电接口210的输出电流为零，此时，主控制器260可控制各第四开关230保持关断，停止通讯请求，降低功耗，并在从设备100接入时，根据对应主放电接口210的电流输出状态，对应控制各第四开关230导通，启动充电与通讯的分时工作。

同时，主控制器260还可根据主放电接口210的电流状态，对应调整电源输出电路240的输出电流大小，例如，当连接一个从设备100时，电源输出电路240输出电流I1，此时，主放电接口210的电流为I1，当另一个或者多个从设备100接入时，假设各从设备100的工作电流相等，此时，各放电接口的电流为I1/N，其中，N表示接入的从设备100的数量，此时，I1/N无法满足各从设备100的工作需求，主控制器260根据主放电接口210的电流大小，调整电源输出电路240的输出电流为N*I1，从而保证各从设备100的工作电流为I1，实现动态调节。

请继续参阅图3，可选地，主通讯电路250还与电源输出电路240连接并获得对应的工作电源；

从通讯电路150还与充电储能电路140连接并获取对应的工作电源，电源输出电路240负责为主设备200的各模块提供对应电压大小的工作电源，同时，充电储能电路140负责为从设备100的各模块提供对应电压大小的工作电源。

如图4所示，可选地，充电储能电路140包括：

第一储能电路141；

第一充电电路142，第一充电电路142的输入端通过第一开关120与从充电接口110连接，第一充电电路142的输出端、从控制器160的电源端和第一储能电路141的电源端共接，第一充电电路142用于获取充电电源并转换输出至从控制器160以及输出至第一储能电路141进行储能。

本实施例中，从控制器160监测从充电接口110输入的电平信号，当检测到充电电源时，从控制器160控制第一开关120导通，充电电源经第一开关120、第一充电电路142电源转换后输出至第一储能电路141，以进行充电储能，从控制器160可直接通过第一充电电路142获取工作电源，并在未充电时通过第一储能电路141获取工作电源。

对应地，主设备200还包括：

第二储能电路270，第二储能电路270的电源端与电源输出电路240的电源输入端连接；

第二充电电路280，第二充电电路280的电源输出端与第二储能电路270的电源端连接，第二充电电路280用于获取外部充电设备输出的直流电源并转换输出至第二储能电路270进行储能；

主充电接口290，主充电接口290与第二充电电路280的电源输入端连接以及用于连接外部充电设备。

主设备200通过主充电接口290获取外部充电设备输入的直流电源，并经第二充电电路280转换输出至第二储能电路270进行充电储能，第二储能电路270通过电源输出电路240、第三开关220、主放电接口210、从充电接口110、第一开关120与第一充电电路142连接，实现第二储能电路270为第一储能电路141供电。

其中，第一储能电路141和第二储能电路270用于进行充电储能，可采用电容、电池等模块进行充电储能，具体结构不限。

在一个实施例中，第一储能电路141和第二储能电路270为电池，其中，第二储能电路270为大容量电池，第一储能电路141为小容量电池，实现大容量电池对小容量电池充电。

第一充电电路142和第二充电电路280可为不同类型和结构的电源转换电路，具体根据第一储能电路141和第二储能电路270的参数对应设置。

可选地，主放电接口210包括：

第一电源触点P1，第一电源触点P1分别与第三开关220和第四开关230连接；

第一接地触点D1；

从设备100还包括：

第二电源触点P2，第二电源触点P2分别与第一开关120、第二开关130和从控制器160连接，并用于连接第一电源触点P1；

第二接地触点D2，第二接地触点D2用于连接第一接地触点D1。

本实施例中，主放电接口210和从充电接口110为两对金属触点，即第一电源触点P1和第一接地触点D1，以及第二电源触点P2和第二接地触点D2，主设备200与从设备100充电时，第一电源触点P1和第一接地触点D1对应与第二电源触点P2和第二接地触点D2一一连接，实现充电电源的传输，同时，通信时，主控制器260和从控制器160通过第一电源触点P1和第二电源触点P2通信连接，进行充电参数的交互。

可选地，主设备200为耳机充电仓，从设备100为TWS耳机，耳机充电仓与TWS耳机电连接后为TWS耳机提供充电电源，主控制器260为耳机充电仓的充电控制器，电源输出电路240为耳机充电仓内部的电源电路，从控制器160为TWS耳机的驱动控制单元，用于进行TWS耳机的充电管理、终端设备连接等工作，第一储能电路141即电池为TWS耳机内部的储能单元，用于为TWS耳机提供工作电源，第一充电电路142则为电池的充电管理电路，第一电源触点P1和第一接地触点D1为耳机充电仓的放电触点，第二电源触点P2和第二接地触点D2为TWS耳机的充电触点，放电触点与充电触点连接实现充放电以及通信交互。

可选地，TWS耳机的数量为2，充电时，两个TWS耳机的充电触点分别与充电仓的放电触点连接，并分别与充电仓进行通信模式以及充电模式的切换工作。

以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种主从充电和通讯设备，包括主设备和多个从设备，其特征在于，各所述从设备包括从充电接口、通过第一开关与所述从充电接口连接的充电储能电路、通过第二开关与所述从充电接口连接的从通讯电路以及分别与所述从充电接口、所述第一开关、所述第二开关、所述充电储能电路和所述从通讯电路连接的从控制器；

各所述从控制器，受所述从充电接口输入的通讯电平触发控制所述第一开关关断并触发控制所述第二开关导通，并通过所述从通讯电路、所述从充电接口与所述主设备通讯；

以及受所述从充电接口输入的充电电源触发控制所述第二开关关断以及触发控制所述第一开关导通，以进行充电储能工作；

所述主设备包括对应与各所述从充电接口一一连接的多个主放电接口、通过至少一个第三开关与多个所述主放电接口连接并用于输出充电电源的电源输出电路、通过至少一个第四开关与所述主放电接口连接的主通讯电路和分别与所述第三开关、所述第四开关和所述主通讯电路分别连接的主控制器；

所述第三开关，受放电开关信号触发导通并输出所述充电电源；

所述第四开关，受通讯开关信号触发导通并输出所述通讯电平；

所述主控制器用于分时输出所述放电开关信号和所述通讯开关信号，以及通过所述主通讯电路和所述主放电接口发送对应指定数据包至各所述从设备，以与其中匹配的所述从设备进行通讯。

2.如权利要求1所述的主从充电和通讯设备，其特征在于，所述主控制器还与所述电源输出电路连接；

所述电源输出电路，受所述主控制器输出的电源控制信号触发输出对应电压大小的工作电源。

3.如权利要求1所述的主从充电和通讯设备，其特征在于，所述主控制器还与所述主放电接口连接；

所述主控制器，还受所述主放电接口的电流输出状态对应触发输出所述通讯开关信号。

4.如权利要求1所述的主从充电和通讯设备，其特征在于，所述主通讯电路还与所述电源输出电路连接并获得对应的工作电源；

所述从通讯电路还与所述充电储能电路连接并获取对应的工作电源。

5.如权利要求1～4任一项所述的主从充电和通讯设备，其特征在于，所述充电储能电路包括：

第一储能电路；

第一充电电路，所述第一充电电路的输入端通过所述第一开关与所述从充电接口连接，所述第一充电电路的输出端、所述从控制器的电源端和所述第一储能电路的电源端共接，所述第一充电电路用于获取所述充电电源并转换输出至所述从控制器以及输出至所述第一储能电路进行储能。

6.如权利要求5所述的主从充电和通讯设备，其特征在于，所述主设备还包括：

第二储能电路，所述第二储能电路的电源端与所述电源输出电路的电源输入端连接；

第二充电电路，所述第二充电电路的电源输出端与所述第二储能电路的电源端连接，所述第二充电电路用于获取外部充电设备输出的直流电源并转换输出至所述第二储能电路进行储能；

主充电接口，所述主充电接口与所述第二充电电路的电源输入端连接以及用于连接所述外部充电设备。

7.如权利要求6所述的主从充电和通讯设备，其特征在于，所述第一储能电路为第一电池，所述第二储能电路为第二电池。

8.如权利要求1所述的主从充电和通讯设备，其特征在于，所述主放电接口包括：

第一电源触点，所述第一电源触点分别与所述第三开关和所述第四开关连接；

第一接地触点；

所述从设备还包括：

第二电源触点，所述第二电源触点分别与所述第一开关、所述第二开关和所述从控制器连接，并用于连接所述第一电源触点；

第二接地触点，所述第二接地触点用于连接所述第一接地触点。

9.如权利要求1所述的主从充电和通讯设备，其特征在于，所述主设备为耳机充电仓，所述从设备为TWS耳机。

10.如权利要求9所述的主从充电和通讯设备，其特征在于，所述TWS耳机的数量为2。

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