CN217825337U - 耳机充电仓电路、耳机充电仓和耳机组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种耳机充电仓电路、耳机充电仓和耳机组件，其中，耳机充电仓电路包括放电端口、控制电路、电源电路、开关电路和电平调节电路，充电时，控制开关电路导通，电源电路通过开关电路、电源触点为耳机充电，耳机充电仓与耳机通讯时，电平调节电路将控制电路的通讯端和电源触点的通讯电平分别调节至对应匹配的预设电平，同时触发连通控制电路和电源触点，并对两端电平进行电平转换工作，控制电路通过电源触点与耳机进行通讯交互，获知耳机端的充电状态，可实现满电关机控制工作，降低功耗，同时，实现耳机充电仓和耳机两端的通讯电平各自匹配至对应通讯电平，实现双向通讯。

Description

耳机充电仓电路、耳机充电仓和耳机组件

技术领域

本实用新型属于耳机技术领域，尤其涉及一种耳机充电仓电路、耳机充电仓和耳机组件。

背景技术

目前的耳机可以分为有线耳机和无线耳机，无线耳机如TWS耳机，通过无线通信协议(例如蓝牙)与终端进行通信，其相对于有线耳机而言具有无需收拾数据线、使用便捷的特点。

目前市面上耳机和耳机充电仓设计的充电pogopin多数为2pin(电源触点和接地触点)，耳机充电仓的电源作为常开一直存在，耳机充满电后不能进入低功耗模式，所以会造成耳机和充电仓的功耗都比较大，为了实现充满电关机的功能，耳机和充电仓需要建立通讯，从而获知耳机充电时的状态。

但是，由于耳机充电仓和耳机两端的通讯电平不一致，无法直接通讯，在 2pin上很难兼容充电和双向通讯，如果要实现双向通讯，须做成3pin或者更多 pin数，但是由于无线耳机在结构空间和外观上的限制，增加pin数不仅会影响外观并且也会增加成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种耳机充电仓电路，旨在解决传统的耳机充电仓采用2pin时耳机充电仓和耳机两端的通讯电平不一致，导致无法兼容充电和双向通讯的问题。

本实用新型实施例的第一方面提出了一种耳机充电仓电路，包括：

用于与耳机适配连接的放电端口，所述放电端口包括电源触点和接地触点；

控制电路，所述控制电路用于输出充电控制信号或者通讯控制信号；

电源电路；

与所述电源电路、所述控制电路和所述电源触点分别连接的开关电路，所述开关电路受所述充电控制信号触发导通，以连通所述电源电路和所述电源触点进行放电工作；

与所述电源电路、所述电源触点和所述控制电路的通讯端分别连接分别连接的电平调节电路，所述电平调节电路，受所述通讯控制信号触发将所述电源触点和所述控制电路的通讯端的通讯电平分别调节至匹配的预设电平，并触发连通所述控制电路和所述电源触点以及进行电平转换工作。

可选地，所述电平调节电路包括：

与所述控制电路、所述电源电路和所述电源触点分别连接的电平输出电路，所述电平输出电路受所述通讯控制信号触发输出第一预设电平至所述电源触点；

与所述控制电路的通讯端和所述电源触点分别连接的通讯开关电路，所述通讯开关电路调节所述控制电路的通讯端至第二预设电平，并受所述第一预设电平和所述第二预设电平触发导通以及进行电平转换工作。

可选地，所述控制电路包括：

与所述电源电路连接的电平转换电路，所述电平转换电路受第一电平信号触发输出表征为所述充电控制信号的第一电压信号至所述开关电路和所述电平调节电路；

以及受第二电平信号触发输出表征为所述通讯控制信号的第二电压信号至所述开关电路和所述电平调节电路；

与所述电平调节电路连接的通讯电路；

与所述电平转换电路和所述通讯电路分别连接的控制器，所述控制器用于输出所述第一电平信号或者所述第二电平信号。

可选地，所述电平转换电路包括第一电阻和第一电子开关管；

所述第一电阻的第一端与所述电源电路的电源端连接，所述第一电阻的第二端和所述第一电子开关管的第一端共接构成所述电平转换电路的输出端，所述第一电子开关管的第二端接地，所述第一电子开关管的受控端与所述控制器的信号端连接。

可选地，所述开关电路包括第二电子开关管；

所述第二电子开关管的受控端、所述第一电阻的第二端和所述第一电子开关管的第一端共接，所述第二电子开关管的第一端与所述电源电路的电源端连接，所述第二电子开关管的第二端与所述电源触点连接。

可选地，所述电平输出电路包括第二电阻、第三电阻和第三电子开关管；

所述第二电阻的第一端与所述电源电路的电源端连接，所述第二电阻的第二端、所述第三电阻的第一端和所述电源触点连接，所述第三电阻的第二端和所述第三电子开关管的第一端连接，所述第三电子开关管的受控端、所述第二电子开关管的受控端、所述第一电阻的第二端和所述第一电子开关管的第一端共接，所述第三电子开关管的第二端接地。

可选地，所述通讯开关电路包括第四电阻、第四电子开关管和第五电子开关管；

所述第四电子开关管的第一端、所述第四电子开关管的受控端和所述电源触点共接，所述第四电子开关管的第二端与所述第五电子开关管的第一端连接，所述第五电子开关管的第二端、所述第四电阻的第一端和所述通讯电路的通讯端连接，所述第四电阻的第二端和所述第五电子开关管的受控端共接并用于输入第二预设电平。

可选地，所述第一电子开关管、所述第三电子开关管、所述第四电子开关管和所述第五电子开关管均为NMOS管，所述第二电子开关管为PMOS管。

本实用新型实施例的第二方面提出了一种耳机充电仓，包括如上所述的耳机充电仓电路。

本实用新型实施例的第三方面提出了一种耳机组件，包括适配的TWS耳机和如上所述耳机充电仓。

本实用新型实施例与现有技术相比存在的有益效果是：上述的耳机充电仓电路充电时，控制开关电路导通，电源电路通过开关电路、电源触点为耳机充电，耳机充电仓与耳机通讯时，电平调节电路将控制电路的通讯端和电源触点的通讯电平分别调节至对应匹配的预设电平，同时触发连通控制电路和电源触点，并对两端电平进行电平转换工作，控制电路通过电源触点与耳机进行通讯交互，获知耳机端的充电状态，可实现满电关机控制工作，降低功耗，同时，实现耳机充电仓和耳机两端的通讯电平各自匹配至对应通讯电平，实现双向通讯，进而实现耳机充电仓兼容充电和双向通讯的目的，同时，耳机充电仓无需设置多个触点，简化了耳机充电仓的结构和降低了设计成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的耳机充电仓电路的第一种结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的耳机充电仓电路的第二种结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的耳机充电仓电路的第二种结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的耳机充电仓电路的电路示意图。

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耳机充电仓电路。

如图1所示，图1为本实用新型实施例提供的耳机充电仓电路的第一种结构示意图，本实施例中，耳机充电仓电路包括：

用于与耳机适配连接的放电端口10，放电端口10包括电源触点P1和接地触点D1；

控制电路20，控制电路20用于输出充电控制信号或者通讯控制信号；

电源电路30；

与电源电路30、控制电路20和电源触点P1分别连接的开关电路40，开关电路40受充电控制信号触发导通，以连通电源电路30和电源触点P1进行放电工作；

与电源电路30、电源触点P1和控制电路20的通讯端分别连接分别连接的电平调节电路50，电平调节电路50，受通讯控制信号触发将电源触点P1和控制电路20的通讯端的通讯电平分别调节至匹配的预设电平，并触发连通控制电路20和电源触点P1以及进行电平转换工作。

本实施例中，电源电路30用于输出工作电源，耳机充电仓与耳机进行充电工作时，控制电路20输出充电控制信号，开关电路40受控导通，电源电路30 通过开关电路40与电源触点P1连接，并输出工作电源至耳机端对耳机进行充电工作，此时，电平调节电路50维持关断状态，不参与工作。

电平调节电路50的第一信号端与控制电路20的通讯端连接，电平调节电路50的第二信号端与电源触点P1连接，当需要进行通讯工作时，控制电路20 的通讯端和耳机端所需的通讯电平不相同，当直接连通时，因电平不一致无法进行通讯，因此，为了解决此问题，控制电路20输出通讯控制信号至电平调节电路50，电平调节电路50通过电源电路30获取对应的工作电源，并转换为对应的预设电平输出至自身的第一信号端和第二信号端，即分别输出第一预设电平至控制电路20的通讯端，以及输出第二预设电平至电源触点P1及耳机端，例如输出3.3V至控制电路20的通讯端，以及输出1.7V至电源触点P1及耳机端。

同时，电平调节电路50同步触发导通，并进行电平转换工作，电平调节电路50输入或者输出第一预设电平，并转换输出或者输入第二预设电平，控制电路20的通讯端通过电平调节电路50连接耳机端，并进行对应通讯电平的通讯工作。

其中，电源电路30包括耳机充电仓内的充放电电路和电池，充放电电路完成对电池的充放电管理工作。

开关电路40可采用对应受控通断的开关器件，例如三极管，继电器等结构。

电平调节电路50的电源输入端可与开关电路40的电源输入端共接至电源电路30的同一电源端，或者分别连接至电源电路30的不同电源端，电平调节电路50输出的两路匹配的预设电平可直接从电源电路30获取，或者经过内部电路转换输出，具体方式不限，同时，电平调节电路50的结构可根据功能需求对应设置，例如采用电压转换电路、开关管等结构，具体结构不限。

如图2所示，可选地，电平调节电路50包括：

与控制电路20、电源电路30和电源触点P1分别连接的电平输出电路51，电平输出电路51受通讯控制信号触发输出第一预设电平至电源触点P1；

与控制电路20的通讯端和电源触点P1分别连接的通讯开关电路52，通讯开关电路52调节控制电路20的通讯端至第二预设电平，并受第一预设电平和第二预设电平触发导通以及进行电平转换工作。

本实施例中，通讯开关电路52的第一信号端与控制电路20的通讯端连接，通讯开关电路52的第二端与电源触点P1连接，电平输出电路51的电源输入端与电源电路30的电源端连接，通讯工作时，电平输出电路51触发输出第一预设电平至电源触点P1，即将耳机端和通讯开关电路52的第二信号端的通讯电平设置为第一预设电平，同时，通讯开关电路52在接收到第一预设电平后将控制电路20的通讯端的通讯电平调节为第二预设电平，或者在上电后始终维持控制电路20的通讯端的通讯电平为第二预设电平，具体调节方式不限。

当通讯开关电路52的两端通讯电平分别调节至对应预设电平时，通讯开关电路52分别受第一预设电平和第二预设电平触发导通，以连通控制电路20的通讯端和电源触点P1，同时，在第一预设电平和第二预设电平的作用下触发电平转换工作，输入或者输出第一预设电平，并转换输出或者输入第二预设电平，并进行对应通讯电平的通讯工作。

控制电路20通过电源触点P1与耳机进行通讯交互，获知耳机端的充电状态，可实现满电关机控制工作，降低功耗，同时，实现耳机充电仓和耳机两端的通讯电平各自匹配至对应通讯电平，实现双向通讯，进而实现耳机充电仓兼容充电和双向通讯的目的，同时，耳机充电仓无需设置多个触点，简化了耳机充电仓的结构和降低了设计成本。

其中，电平输出电路51可采用对应的电压转换电路和开关电路，具体结构不限，通讯开关电路52可采用对应的开关电路、转换电路等，具体结构不限。

控制电路20为耳机充电仓的主控模块，完成耳机充电仓自身的充放电、开关机控制工作，以及完成耳机充电仓与耳机之间的充电、通讯的控制工作，其中，耳机充电仓与耳机之间的通讯可为定时通讯，即维持一段时间充电工作后切换至通讯模式，结束通讯后再次进入充电工作，并重复通讯和充电模式，或者实时根据耳机的充电状态、工作状态对应切换充电和通讯模式，具体通讯和充电的触发条件不限。

控制电路20可包括控制器、通讯电路以及对应的信号转换模块，具体结构根据充电、通讯以及信号处理的具体需求对应设定。

如图3所示，可选地，控制电路20包括：

与电源电路30连接的电平转换电路21，电平转换电路21受第一电平信号触发输出表征为充电控制信号的第一电压信号至开关电路40和电平调节电路 50；

以及受第二电平信号触发输出表征为通讯控制信号的第二电压信号至开关电路40和电平调节电路50；

与电平调节电路50连接的通讯电路22；

与电平转换电路21和通讯电路22分别连接的控制器23，控制器23用于输出第一电平信号或者第二电平信号。

本实施例中，电平转换电路21的电源端与电源电路30的电源端连接，电平转换电路21的输出端分别与开关电路40的受控端和电平输出电路51的受控端连接，电平转换电路21的受控端与控制器23的信号端连接，控制器23的通讯端与通讯电路22的通讯端连接。

充电时，控制器23输出第一电平信号至电平转换电路21，电平转换电路 21转换输出第一电压信号至开关电路40，开关电路40触发导通，此时，电平输出电路51接收到第一电压信号后维持关断状态，截止输出第一预设电平，同时，通讯开关电路52未接收到第一预设电平时，维持关断状态，即此时电源电路30通过开关电路40连通电源触点P1，进行耳机的充电工作，通讯电路22 与电源触点P1呈断开状态，无通讯工作进行。

通讯工作时，控制器23输出第二电平信号至电平转换电路21，电平转换电路21转换输出第二电压信号至开关电路40，开关电路40触发截止，同时，电平输出电路51接收到第二电压信号后触发输出第一预设电平，同时，通讯开关电路52接收到第一预设电平后触发导通，并进行电平转换工作，控制器23 通过通讯电路22、通讯开关电路52和电源触点P1连通，实现耳机充电仓和耳机的通讯工作。

电平转换电路21可采用对应的电平翻转电路，开关管等，控制器23可采用微处理器、单片机、中央处理器等。

通讯电路22可采用对应的通讯串口，例如异步收发传输器、RS485通讯电路22等。

本实用新型实施例与现有技术相比存在的有益效果是：上述的耳机充电仓电路充电时，控制开关电路40导通，电源电路30通过开关电路40、电源触点 P1为耳机充电，耳机充电仓与耳机通讯时，电平调节电路50将控制电路20的通讯端和电源触点P1的通讯电平分别调节至对应匹配的预设电平，同时触发连通控制电路20和电源触点P1，并对两端电平进行电平转换工作，控制电路20 通过电源触点P1与耳机进行通讯交互，获知耳机端的充电状态，可实现满电关机控制工作，降低功耗，同时，实现耳机充电仓和耳机两端的通讯电平各自匹配至对应通讯电平，实现双向通讯，进而实现耳机充电仓兼容充电和双向通讯的目的，同时，耳机充电仓无需设置多个触点，简化了耳机充电仓的结构和降低了设计成本。

如图4所示，可选地，电平转换电路21包括第一电阻R1和第一电子开关管Q1；

第一电阻R1的第一端与电源电路30的电源端连接，第一电阻R1的第二端和第一电子开关管Q1的第一端共接构成电平转换电路21的输出端，第一电子开关管Q1的第二端接地，第一电子开关管Q1的受控端与控制器23的信号端连接。

开关电路40包括第二电子开关管Q2；

第二电子开关管Q2的受控端、第一电阻R1的第二端和第一电子开关管Q1的第一端共接，第二电子开关管Q2的第一端与电源电路30的电源端连接，第二电子开关管Q2的第二端与电源触点P1连接。

电平输出电路51包括第二电阻R2、第三电阻R3和第三电子开关管Q3；

第二电阻R2的第一端与电源电路30的电源端连接，第二电阻R2的第二端、第三电阻R3的第一端和电源触点P1连接，第三电阻R3的第二端和第三电子开关管Q3的第一端连接，第三电子开关管Q3的受控端、第二电子开关管 Q2的受控端、第一电阻R1的第二端和第一电子开关管Q1的第一端共接，第三电子开关管Q3的第二端接地。

通讯开关电路52包括第四电阻R4、第四电子开关管Q4和第五电子开关管Q5；

第四电子开关管Q4的第一端、第四电子开关管Q4的受控端和电源触点 P1共接，第四电子开关管Q4的第二端与第五电子开关管Q5的第一端连接，第五电子开关管Q5的第二端、第四电阻R4的第一端和通讯电路22的通讯端连接，第四电阻R4的第二端和第五电子开关管Q5的受控端共接并用于输入第二预设电平。

本实施例中，在耳机放入耳机充电仓进行充电时，控制器23输出第一电平信号，第一电子开关管Q1导通，第二电子开关管Q2接收到低电平触发导通，第三电子开关管Q3接收到低电平维持关断状态，工作电源通过第二电子开关管Q2、电源触点P1为耳机充电，实现正常的充电工作。

耳机充电仓需要和耳机发起通讯时，控制器23输出第二电平信号，此时第一电子开关管Q1截止，第三电子开关管Q3通过第一电阻R1接收到高电平，第三电子开关管Q3导通，第三电阻R3的第二端通过第三电子开关管Q3接地，提供第一预设电平的通讯电平至耳机，此时第一预设电平为第二电阻R2和第三电阻R3的分压后的电压信号VCC1，VCC1为耳机端的通讯电平，通过调节第二电阻R2和第三电阻R3的阻值，匹配合适的通讯电平至耳机端。

通讯电路22的通讯电平通过第四电阻R4上拉到第二预设电平VCC2， VCC2为耳机充电仓的通讯电压，其中第四电子开关管Q4和第五电子开关管 Q5通讯状态下维持导通状态，并根据接收到的第一预设电平和第二预设电平实现了电平转化功能，提高了通讯电路22与耳机之间交互自由度，耳机充电仓可以根据指令，获知耳机的状态，并在耳机充满电后截止充电，降低耳机充电仓的功耗。

其中，根据各电平信号的输入输出，以及对应各电子开关管的触发状态，各电子开关管可选择对应类型的MOS管，三极管等，可选地，第一电子开关管Q1、第三电子开关管Q3、第四电子开关管Q4和第五电子开关管Q5均为 NMOS管，第二电子开关管Q2为PMOS管，第一电平信号为高电平，第二电平信号为低电平。

以及第二预设电平可直接通过电源电路30获取，或者通过电源转换电路转换得到，具体来源不限。

本实用新型还提出一种耳机充电仓，该耳机充电仓包括耳机充电仓电路，该耳机充电仓电路的具体结构参照上述实施例，由于本耳机充电仓采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

本实施例中，耳机充电仓设置了对应耳机充电仓电路，并通过耳机充电仓电路与无线耳机适配连接以及进行充电和双向通讯，耳机充电仓无需设置多个触点，简化了耳机充电仓的结构和降低了设计成本。

本实用新型还提出一种耳机组件，该耳机组件包括适配的TWS耳机和耳机充电仓，该耳机充电仓的具体结构参照上述实施例，由于本耳机组件采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

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)

1.一种耳机充电仓电路，其特征在于，包括：

用于与耳机适配连接的放电端口，所述放电端口包括电源触点和接地触点；

控制电路，所述控制电路用于输出充电控制信号或者通讯控制信号；

电源电路；

与所述电源电路、所述控制电路和所述电源触点分别连接的开关电路，所述开关电路受所述充电控制信号触发导通，以连通所述电源电路和所述电源触点进行放电工作；

与所述电源电路、所述电源触点和所述控制电路的通讯端分别连接分别连接的电平调节电路，所述电平调节电路，受所述通讯控制信号触发将所述电源触点和所述控制电路的通讯端的通讯电平分别调节至匹配的预设电平，并触发连通所述控制电路和所述电源触点以及进行电平转换工作。

2.如权利要求1所述的耳机充电仓电路，其特征在于，所述电平调节电路包括：

与所述控制电路、所述电源电路和所述电源触点分别连接的电平输出电路，所述电平输出电路受所述通讯控制信号触发输出第一预设电平至所述电源触点；

与所述控制电路的通讯端和所述电源触点分别连接的通讯开关电路，所述通讯开关电路调节所述控制电路的通讯端至第二预设电平，并受所述第一预设电平和所述第二预设电平触发导通以及进行电平转换工作。

3.如权利要求2所述的耳机充电仓电路，其特征在于，所述控制电路包括：

与所述电源电路连接的电平转换电路，所述电平转换电路受第一电平信号触发输出表征为所述充电控制信号的第一电压信号至所述开关电路和所述电平调节电路；

以及受第二电平信号触发输出表征为所述通讯控制信号的第二电压信号至所述开关电路和所述电平调节电路；

与所述电平调节电路连接的通讯电路；

与所述电平转换电路和所述通讯电路分别连接的控制器，所述控制器用于输出所述第一电平信号或者所述第二电平信号。

4.如权利要求3所述的耳机充电仓电路，其特征在于，所述电平转换电路包括第一电阻和第一电子开关管；

所述第一电阻的第一端与所述电源电路的电源端连接，所述第一电阻的第二端和所述第一电子开关管的第一端共接构成所述电平转换电路的输出端，所述第一电子开关管的第二端接地，所述第一电子开关管的受控端与所述控制器的信号端连接。

5.如权利要求4所述的耳机充电仓电路，其特征在于，所述开关电路包括第二电子开关管；

所述第二电子开关管的受控端、所述第一电阻的第二端和所述第一电子开关管的第一端共接，所述第二电子开关管的第一端与所述电源电路的电源端连接，所述第二电子开关管的第二端与所述电源触点连接。

6.如权利要求5所述的耳机充电仓电路，其特征在于，所述电平输出电路包括第二电阻、第三电阻和第三电子开关管；

所述第二电阻的第一端与所述电源电路的电源端连接，所述第二电阻的第二端、所述第三电阻的第一端和所述电源触点连接，所述第三电阻的第二端和所述第三电子开关管的第一端连接，所述第三电子开关管的受控端、所述第二电子开关管的受控端、所述第一电阻的第二端和所述第一电子开关管的第一端共接，所述第三电子开关管的第二端接地。

7.如权利要求6所述的耳机充电仓电路，其特征在于，所述通讯开关电路包括第四电阻、第四电子开关管和第五电子开关管；

所述第四电子开关管的第一端、所述第四电子开关管的受控端和所述电源触点共接，所述第四电子开关管的第二端与所述第五电子开关管的第一端连接，所述第五电子开关管的第二端、所述第四电阻的第一端和所述通讯电路的通讯端连接，所述第四电阻的第二端和所述第五电子开关管的受控端共接并用于输入第二预设电平。

8.如权利要求7所述的耳机充电仓电路，其特征在于，所述第一电子开关管、所述第三电子开关管、所述第四电子开关管和所述第五电子开关管均为NMOS管，所述第二电子开关管为PMOS管。

9.一种耳机充电仓，其特征在于，包括如权利要求1～8任一项所述的耳机充电仓电路。

10.一种耳机组件，其特征在于，包括适配的TWS耳机和如权利要求9所述耳机充电仓。

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