TWI808763B - 耳機充電系統及其充電方法 - Google Patents

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Abstract

一種耳機充電系統及其充電方法。耳機裝置的充電電路於輸出電壓高於預設電壓時將充電裝置提供的輸出電壓轉換為充電電壓對耳機電池充電。耳機裝置或充電裝置調整輸出電壓於第一電壓與第二電壓間切換，以於耳機裝置與充電裝置間進行資料傳輸，其中第一電壓與第二電壓高於預設電壓。

Description

耳機充電系統及其充電方法
本發明是有關於一種充電裝置，且特別是有關於一種耳機充電系統及其充電方法。
一般來說，無線耳機具有電池，用以供應無線耳機運作所需之電力。另外，無線耳機通常會配備專用的耳機充電盒。耳機充電盒可用來容置無線耳機並提供交流電壓，因此無線耳機需具有整流電路來將交流電壓轉換為直流電壓，以對無線耳機的電池充電。此外，耳機充電盒可對無線耳機進行單向通信。
本發明提供一種耳機充電系統及其充電方法，可有效降低電路成本，並實現充電裝置與耳機裝置間的雙向通信。
本發明的耳機充電系統包括耳機裝置以及充電裝置。耳機裝置包括耳機電池以及充電電路。充電電路耦接耳機電池以及耳機裝置的信號輸入端。充電裝置用以容納並耦接耳機裝置，充電裝置提供輸出電壓。充電電路於輸出電壓高於預設電壓時將輸出電壓轉換為充電電壓對耳機電池充電，耳機裝置或充電裝置調整輸出電壓於第一電壓與第二電壓間切換，以於耳機裝置與充電裝置間進行資料傳輸，其中第一電壓與第二電壓高於預設電壓。
在本發明的一實施例中，上述的耳機裝置包括控制電路、電壓調整電路以及感測電路。控制電路耦接充電電路。電壓調整電路耦接控制電路與耳機裝置的信號輸入端，受控於控制電路調整輸出電壓，以傳輸控制電路提供的資料。感測電路耦接控制電路與耳機裝置的信號輸入端，感測輸出電壓，以產生感測信號，控制電路依據感測信號判斷充電裝置傳輸的資料。
在本發明的一實施例中，上述的電壓調整電路包括電阻以及開關。開關與電阻串接於耳機裝置的信號輸入端與參考電壓之間，控制電路控制開關的導通狀態以調整輸出電壓。
在本發明的一實施例中，上述的感測電路為分壓電路。
在本發明的一實施例中，上述的充電裝置包括充電電池、直流直流轉換電路、控制電路、電壓調整電路以及感測電路。充電電池提供直流電壓。直流直流轉換電路耦接充電電池，將直流電壓轉換為輸出電壓。控制電路耦接直流直流轉換電路。電壓調整電路耦接控制電路與充電裝置的信號輸出端，受控於控制電路調整輸出電壓，以傳輸控制電路提供的資料。感測電路耦接控制電路與充電裝置的信號輸出端，感測輸出電壓，以產生感測信號，控制電路依據感測信號判斷耳機裝置傳輸的資料。
在本發明的一實施例中，上述的電壓調整電路包括電阻以及開關。開關與電阻並聯於直流直流轉換電路與充電裝置的信號輸出端之間，控制電路控制開關的導通狀態以調整輸出電壓。
在本發明的一實施例中，上述的感測電路為分壓電路。
在本發明的一實施例中，上述的控制電路還控制直流直流轉換電路於喚醒期間將直流電壓轉換為喚醒電壓，以喚醒耳機裝置，其中喚醒電壓低於第一電壓與第二電壓。
本發明還提供一種耳機充電系統的充電方法，耳機充電系統包括耳機裝置以及充電裝置，耳機充電系統的充電方法包括下列步驟。透過充電裝置提供輸出電壓。透過耳機裝置的充電電路依據輸出電壓提供充電電壓對耳機裝置的耳機電池充電，其中充電電路於輸出電壓高於預設電壓時將輸出電壓轉換為充電電壓。調整輸出電壓於第一電壓與第二電壓間切換，以於耳機裝置與充電裝置間進行資料傳輸，其中第一電壓與第二電壓高於預設電壓。
在本發明的一實施例中，上述的耳機充電系統的充電方法包括，透過充電裝置於喚醒期間提供喚醒電壓給耳機裝置，以喚醒耳機裝置，其中喚醒電壓低於第一電壓與第二電壓。
基於上述，本發明的實施例的耳機裝置的充電電路可於輸出電壓高於預設電壓時將充電裝置提供的輸出電壓轉換為充電電壓對耳機電池充電，耳機裝置或充電裝置可調整輸出電壓於第一電壓與第二電壓間切換，以於耳機裝置與充電裝置間進行資料傳輸，其中第一電壓與第二電壓高於預設電壓。如此可不需於耳機裝置中另外設置整流電路，而可降低電路成本，並可實現充電裝置與耳機裝置間的雙向通信。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1是依照本發明實施例的一種耳機充電系統的示意圖，請參考圖1。耳機充電系統包括充電裝置102以及耳機裝置104，充電裝置102用以容納並耦接耳機裝置104，其中耳機裝置104可包括充電電路106以及耳機電池108，充電電路106耦接耳機裝置104的信號輸入端與耳機電池108，其中耳機電池108可例如為鋰離子(Lithium-Ion，Li-Ion)電池、鋰聚合物（Li-polymer）電池或鎳氫電池（NiMH）電池，然不以此為限。
充電裝置102可通過電力傳輸線或彈簧連接器（POGO Pin）提供直流的輸出電壓VO1給耳機裝置104，然不以此為限，耳機裝置104的充電電路106可於輸出電壓VO1高於預設電壓時將輸出電壓轉換為充電電壓來對耳機電池108充電，而若輸出電壓VO1未高於預設電壓，則不提供充電電壓對耳機電池108進行充電。充電裝置102可通過調整輸出電壓VO1於第一電壓與第二電壓間切換，以傳送資料信號給耳機裝置104，類似地，耳機裝置104也可通過調整輸出電壓VO1於第一電壓與第二電壓間切換，以傳送資料信號給充電裝置102。其中第一電壓與第二電壓高於預設電壓，也就是說，在充電裝置102或耳機裝置104傳送資料信號的期間，充電電路106仍可提供充電電壓對耳機電池108進行充電。
如此通過充電裝置102直流的輸出電壓VO1給耳機裝置104，並於進行資料傳輸時，由充電裝置102或耳機裝置104調整輸出電壓VO1於第一電壓與第二電壓間切換，可不需於耳機裝置104中另外設置整流電路，而可降低電路成本，並可實現充電裝置102與耳機裝置104間的雙向通信。
進一步來說，耳機充電系統的實施方式可如圖2所示，在圖2實施例中，充電裝置102可包括直流直流轉換電路202、控制電路204、電壓調整電路206、感測電路208以及充電電池210，控制電路204耦接直流直流轉換電路202、電壓調整電路206以及感測電路208，直流直流轉換電路202耦接電壓調整電路206以及充電電池210，電壓調整電路206耦接充電裝置102的信號輸出端，感測電路208耦接充電裝置102的信號輸出端。此外，耳機裝置104除了充電電路106與耳機電池108外，還包括控制電路214、電壓調整電路216以及感測電路218，其中控制電路214耦接充電電路106、電壓調整電路216以及感測電路218，電壓調整電路216以及感測電路218耦接耳機裝置104的信號輸入端。
充電電池210可提供直流電壓給直流直流轉換電路202，而使直流直流轉換電路202將直流電壓轉換為輸出電壓VO1，其中直流直流轉換電路202可例如為升壓電路，然不以此為限。控制電路204可控制電壓調整電路206調整輸出電壓VO1，以將控制電路204要傳輸的資料傳送給耳機裝置104。電壓調整電路206可如包括電阻R4與開關SW1，電阻R4與開關SW1並聯於直流直流轉換電路202與充電裝置102的信號輸出端之間，控制電路204控制開關SW1的導通狀態以調整輸出電壓VO1。例如當開關SW1為斷開狀態時，輸出電壓VO1被調整為第一電壓，而當開關SW1為導通狀態時，輸出電壓VO1被調整為第二電壓。
在耳機裝置104中，感測電路218可感測輸出電壓VO1的電壓變化，而產生對應的感測信號給控制電路214，控制電路214可依據感測信號判斷充電裝置102傳輸的資料。其中，感測電路218可例如為分壓電路，如圖2所示，感測電路218可例如包括電阻R2以及R3，電阻R2以及R3串接於耳機裝置104的信號輸入端與接地之間，感測信號產生於電阻R2以及R3的共同接點上。
舉例來說，充電裝置102傳輸資料信號的方式可如圖3所示。當充電裝置102要進行資料傳輸時，充電裝置102可先於喚醒期間TK將輸出電壓VO1轉換為喚醒電壓(例如控制電路214可控制直流直流轉換電路202將輸出電壓VO1轉換至喚醒電壓)，以喚醒耳機裝置104，其中喚醒電壓低於第一電壓與第二電壓，喚醒電壓可例如為0伏特，然不以此為限。在喚醒期間TK結束後，充電裝置102開始提供輸出電壓VO1對耳機裝置104進行充電，並在經過一段等待期間TW後，開始以預設的資料傳輸速率進行資料傳輸。如圖3所示，控制電路204可控制電壓調整電路206調整輸出電壓VO1於第一電壓Vtx0與第二電壓Vtx1之間切換，其中當輸出電壓VO1被調整為第一電壓Vtx0時，其所代表的傳輸資料為“0”，當輸出電壓VO1被調整為第二電壓Vtx1時，其所代表的傳輸資料為“1”。
在圖3實施例中，控制電路204控制電壓調整電路206調整輸出電壓VO1於第一電壓Vtx0與第二電壓Vtx1之間切換，以提供傳輸資料“01010101”給耳機裝置104。此外，在提供傳輸資料“01010101”前，還可先於開始期間TS傳輸預設的資料內容(在圖3實施例中為資料”01”，然不以此為限)，以告知耳機裝置104要開始進行資料傳輸。另外，在提供傳輸資料“01010101”後，可進入結束期間TE並傳輸預設的資料內容(在圖3實施例中為資料”01”，然不以此為限)，以告知耳機裝置104結束資料傳輸。充電裝置102傳輸給耳機裝置104的資料信號可例如包括詢問耳機裝置104的電量、配對狀態的指令、確認(Acknowledgement；ACK）信號、否定確認(Negative Acknowledgement；NACK）或更新韌體指令等，然不以此為限。控制電路214可分析解讀充電裝置102所傳送的資料信號，並控制耳機裝置104回傳資料信號進行回應，在判斷出耳機裝置104在未接收到傳輸資料的期間大於預設期間時，還可控制耳機裝置104進入待機模式或睡眠模式，等待充電裝置102再次提供喚醒電壓。
另一方面，耳機裝置104的電壓調整電路216可例如包括電阻R1與開關SW2，電阻R1與開關SW2串接於耳機裝置104的信號輸入端與接地之間，控制電路214可控制開關SW2的導通狀態以調整輸出電壓VO1。例如當開關SW1為導通狀態時，輸出電壓VO1被調整為第一電壓，而當開關SW1為斷開狀態時，輸出電壓VO1被調整為第二電壓。充電裝置102的感測電路208可感測輸出電壓VO1的電壓變化，而產生對應的感測信號給控制電路204，控制電路204可依據感測電路208的感測信號判斷耳機裝置104傳輸的資料。其中，感測電路208可例如為分壓電路，如圖2所示，感測電路208可例如包括電阻R5以及R6，電阻R5以及R6串接於充電裝置102的信號輸出端與接地之間，感測信號產生於電阻R5以及R6的共同接點上。
舉例來說，耳機裝置104傳輸資料信號的方式可如圖4所示。當耳機裝置104進行資料傳輸(例如控制電路214依據充電裝置102的指令或請求控制耳機裝置104傳輸資料信號以回應充電裝置102)時，耳機裝置104的控制電路214可控制電壓調整電路216調整輸出電壓VO1於第一電壓Vrx0與第二電壓Vrx1之間切換，其中當輸出電壓VO1被調整為第一電壓Vrx0時，其所代表的傳輸資料為“0”，當輸出電壓VO1被調整為第二電壓Vrx1時，其所代表的傳輸資料為“1”。類似於圖3實施例，在耳機裝置104進行資料傳輸時，耳機裝置104可先於開始期間TS傳輸預設的資料內容(在圖4實施例中為資料”01”，然不以此為限)，以告知充電裝置102要開始進行資料傳輸。另外，在提供傳輸資料“01110101”後，可進入結束期間TE並傳輸預設的資料內容(在圖3實施例中為資料”01”，然不以此為限)，以告知充電裝置102結束資料傳輸。充電裝置102的控制電路204可分析解讀耳機裝置104所傳送的資料信號，並控制充電裝置102依據分析結果執行對應的操作，例如依據耳機電池108的電量決定對應的充電模式，然不以此為限。
值得注意的是，上述的第一電壓Vrx0的電壓值可例如與第一電壓Vtx0的電壓值相等，第二電壓Vrx1的電壓值可例如與第二電壓Vtx1的電壓值相等，然不以此為限，在部分實施例中，第一電壓Vrx0、第一電壓Vtx0、第二電壓Vrx1以及第二電壓Vtx1也可具有不同的電壓值。
圖5是依照本發明的實施例的一種耳機充電系統的充電方法的流程圖，由上述實施例可知，耳機充電系統的充電方法可包括下列步驟。首先，透過充電裝置於喚醒期間提供喚醒電壓給耳機裝置，以喚醒耳機裝置(步驟S502)，其中。接著，透過充電裝置提供輸出電壓(步驟S504)。然後，透過耳機裝置的充電電路依據輸出電壓提供充電電壓對耳機裝置的耳機電池充電(步驟S506)，其中充電電路於輸出電壓高於預設電壓時將輸出電壓轉換為充電電壓。之後，調整輸出電壓於第一電壓與第二電壓間切換，以於耳機裝置與充電裝置間進行資料傳輸(步驟S508)，其中第一電壓與第二電壓高於預設電壓，此外，上述的喚醒電壓低於第一電壓與第二電壓。在部分實施例中，也可省略步驟S502。
綜上所述，本發明的實施例的耳機裝置的充電電路可於輸出電壓高於預設電壓時將充電裝置提供的輸出電壓轉換為充電電壓對耳機電池充電，耳機裝置或充電裝置可調整輸出電壓於第一電壓與第二電壓間切換，以於耳機裝置與充電裝置間進行資料傳輸，其中第一電壓與第二電壓高於預設電壓。如此可不需於耳機裝置中另外設置整流電路，而可降低電路成本，並可實現充電裝置與耳機裝置間的雙向通信。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
102:充電裝置 104:耳機裝置 106:充電電路 108:耳機電池 VO1:輸出電壓 202:直流直流轉換電路 204、214:控制電路 206、216:電壓調整電路 208、218:感測電路 210:充電電池 R1~R6:電阻 SW1、SW2:開關 TK:喚醒期間 TS:開始期間 TE:結束期間 Vtx0、Vrx0:第一電壓 Vtx1、Vrx1:第二電壓 S502~S508:耳機充電系統的充電方法的步驟
圖1是依照本發明的實施例的一種耳機充電系統的示意圖。 圖2是依照本發明另一實施例的耳機充電系統的示意圖。 圖3是依照本發明實施例的一種充電裝置傳送的資料信號的示意圖。 圖4是依照本發明另一實施例的一種耳機裝置傳送的資料信號的示意圖。 圖5是依照本發明的實施例的一種耳機充電系統的充電方法的流程圖。
102:充電裝置
104:耳機裝置
106:充電電路
108:耳機電池
VO1:輸出電壓

Claims (10)

  1. 一種耳機充電系統，包括：一耳機裝置，該耳機裝置包括：一耳機電池；一充電電路，耦接該耳機電池以及該耳機裝置的信號輸入端；以及一第一電壓調整電路，耦接該充電電路與該耳機裝置的信號輸入端；以及一充電裝置，用以容納並耦接該耳機裝置，提供一輸出電壓，該充電電路於該輸出電壓高於一預設電壓時將該輸出電壓轉換為一充電電壓對該耳機電池充電，該耳機裝置或該充電裝置調整該輸出電壓於一第一電壓與一第二電壓間切換，以於該耳機裝置與該充電裝置間進行資料傳輸，其中該第一電壓與該第二電壓高於該預設電壓，該耳機裝置透過該第一電壓調整電路調整該輸出電壓，以向該充電裝置傳輸資料。
  2. 如請求項1所述的耳機充電系統，其中該耳機裝置包括：一控制電路，耦接該充電電路；該第一電壓調整電路，耦接該控制電路，受控於該控制電路調整該輸出電壓，以傳輸該控制電路提供的資料；以及一感測電路，耦接該控制電路與該耳機裝置的信號輸入端，感測該輸出電壓，以產生一感測信號，該控制電路依據該感測信 號判斷該充電裝置傳輸的資料。
  3. 如請求項2所述的耳機充電系統，其中該第一電壓調整電路包括：一電阻；以及一開關，與該電阻串接於該耳機裝置的信號輸入端與一參考電壓之間，該控制電路控制該開關的導通狀態以調整該輸出電壓。
  4. 如請求項2所述的耳機充電系統，其中該感測電路為分壓電路。
  5. 如請求項1所述的耳機充電系統，其中該充電裝置包括：一充電電池，提供一直流電壓；一直流直流轉換電路，耦接該充電電池，將該直流電壓轉換為該輸出電壓；一控制電路，耦接直流直流轉換電路；一第二電壓調整電路，耦接該控制電路與該充電裝置的信號輸出端，受控於該控制電路調整該輸出電壓，以傳輸該控制電路提供的資料；以及一感測電路，耦接該控制電路與該充電裝置的信號輸出端，感測該輸出電壓，以產生一感測信號，該控制電路依據該感測信號判斷該耳機裝置傳輸的資料。
  6. 如請求項5所述的耳機充電系統，其中該第二電壓 調整電路包括：一電阻；以及一開關，與該電阻並聯於直流直流轉換電路與該充電裝置的信號輸出端之間，該控制電路控制該開關的導通狀態以調整該輸出電壓。
  7. 如請求項5所述的耳機充電系統，其中該感測電路為分壓電路。
  8. 如請求項5所述的耳機充電系統，其中該控制電路還控制該直流直流轉換電路於一喚醒期間將該直流電壓轉換為一喚醒電壓，以喚醒該耳機裝置，其中該喚醒電壓低於該第一電壓與該第二電壓。
  9. 一種耳機充電系統的充電方法，該耳機充電系統包括一耳機裝置以及一充電裝置，該耳機充電系統的充電方法包括：透過該充電裝置提供一輸出電壓；透過該耳機裝置的一充電電路依據該輸出電壓提供一充電電壓對該耳機裝置的一耳機電池充電，其中該充電電路於該輸出電壓高於一預設電壓時將該輸出電壓轉換為該充電電壓；以及調整該輸出電壓於一第一電壓與一第二電壓間切換，以於該耳機裝置與該充電裝置間進行資料傳輸，其中該第一電壓與該第二電壓高於該預設電壓，包括：透過該耳機裝置的一電壓調整電路調整該輸出電壓，以 使該耳機裝置向該充電裝置傳輸資料。
  10. 如請求項9所述的耳機充電系統的充電方法，包括：透過該充電裝置於一喚醒期間提供一喚醒電壓給該耳機裝置，以喚醒該耳機裝置，其中該喚醒電壓低於該第一電壓與該第二電壓。
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