TWI829160B - 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。耳機充電系統包括耳機裝置與充電裝置。耳機裝置或充電裝置調整充電電流於第一電流與第二電流間切換,以於耳機裝置與充電裝置間進行資料傳輸。
Description
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,提供
充電電流。充電電路依據充電電流對耳機電池充電,充電裝置或耳機裝置調整充電電流於第一電流與第二電流間切換,以於耳機裝置與充電裝置間進行資料傳輸。
在本發明的一實施例中,上述的耳機裝置包括控制電路,其耦接充電電路,控制充電電路調整充電電流於第一電流與第二電流間切換。感測電路耦接控制電路與耳機裝置的信號輸入端,感測充電電流,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,上述的充電電路具有充電電流設定腳位,耳機裝置包括阻抗電路,其耦接控制電路與充電電流設定腳位,阻抗電路受控於控制電路改變阻抗,充電電路反應阻抗電路的阻抗變化調整充電電流於第一電流與第二電流間切換。
在本發明的一實施例中,上述的阻抗電路包括電晶體,其集極與射極分別耦接充電電流設定腳位與接地電壓,電晶體的基極耦接控制電路。電阻耦接於電晶體的基極與射極之間,控制電路控制電晶體的導通狀態以調整阻抗電路的阻抗。
在本發明的一實施例中,上述的感測電路包括電容以及電晶體。電容的一端耦接耳機裝置的信號輸入端。電晶體的基極耦接電容的另一端,電晶體的集極與射極分別耦接操作電壓以及接地電壓,電晶體的集極還耦接控制電路,感測信號產生於電晶體的集極。
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、電流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。電流調整電路耦接控制電路、直流直流轉換電路與充電裝置的信號輸出端,依據輸出電壓產生充電電流,受控於控制電路調整充電電流,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,感測充電電流,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,上述的電流調整電路包括電晶體以及電阻。電晶體的射極與集極分別耦接直流直流轉換電路與充電裝置的信號輸出端,電晶體的基極耦接控制電路。電阻耦接於電晶體的射極與基極之間,控制電路控制電晶體的導通狀態以調整充電電流。
在本發明的一實施例中,上述的控制電路控制電流調整電路調整充電電流的電流值,並依據感測信號判斷耳機裝置是否能接收到充電裝置傳輸的資料。
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。透過充電裝置提供充電電流。透過耳機裝置的充電電路依據充電電流對耳機裝置的耳機電池充電。控制耳機裝置或充電裝置調整充電電流於第一電流與第二電流間切換,以於耳機裝置與充電裝置間進行資料傳輸。
在本發明的一實施例中,上述的耳機裝置包括耦接至充電電路的充電電流設定腳位的阻抗電路,耳機充電系統的充電方法包括,調整阻抗電路的阻抗,以使充電電路反應阻抗電路的阻抗變化調整該充電電流於第一電流與該第二電流間切換。
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下列步驟。調整充電電流的電流值。感測充電電流,以產生感測信號。依據感測信號判斷耳機裝置是否能接收到充電裝置傳輸的資料。
基於上述,本發明實施例的耳機裝置或充電裝置可調整充電裝置對耳機電池進行充電的充電電流於第一電流與第二電流間切換,以於耳機裝置與充電裝置間進行資料傳輸,而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。
102:充電裝置
104:耳機裝置
106:充電電路
108:耳機電池
202:直流直流轉換電路
204、214:控制電路
206:電流調整電路
208、218:感測電路
210:充電電池
IC1:充電電流
Iset:充電電流設定腳位
R1~R15:電阻
C1、C2:電容
Q1~Q4:電晶體
V1~V4:參考電壓
S402~S406: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是依照本發明另一實施例的耳機充電系統的示意圖。
圖4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。
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。此外,充電電路106可例如德州儀器公司的BQ25173晶片來實施,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)提供直流的充電電流IC1給耳機裝置104,然不以此為限,耳機裝置104的充電電路106可依據充電電流IC1對耳機電池108充電,充電裝置102可通過調整充電電流IC1於第一電流與第二電流間切換(例如於50mA與60mA間切換,然不以此為限),以傳送資料信號給耳機裝置104。類似地,耳機裝置104也可通過調整充電電流IC1於第一電流與第二電流間切換,以傳送資料信號給充電裝置102。其中,在充電裝置102或耳機裝置104傳送資料信號的期間,充電裝置102提供的充電電流IC1仍可對耳機電池108進行充電。
如此通過充電裝置102提供直流的充電電流IC1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
調整充電電流IC1於第一電流與第二電流間切換,可實現充電裝置102與耳機裝置104之間的雙向通信。其中充電裝置102與耳機裝置104間的傳輸資料可例如包括耳機裝置104的電量、配對狀態的指令、確認(Acknowledgement;ACK)信號、否定確認(Negative Acknowledgement;NACK)信號、待機模式指令、睡眠模式指令或更新韌體指令等,然不以此為限。
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、電流調整電路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、電流調整電路206以及感測電路208,直流直流轉換電路202耦接電流調整電路206以及充電電池210,電流調整電路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、阻抗電路216以及感測電路218,其中控制電路214耦接充電電路106、阻抗電路216以及感測電路218,阻抗電路216耦接控制電路214與充電電路106的充電電流設定腳位Iset,感測電路218還耦接耳機裝置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,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可控制電流調整電路206依據直流直流轉換電路202提供
的輸出電壓產生充電電流IC1,並控制電流調整電路206調整充電電流IC1於第一電流與第二電流間切換,以將控制電路204要傳輸的資料傳送給耳機裝置104。電流調整電路206可如圖3所示,包括電阻R5、R6與電晶體Q3,電晶體Q3的射極與集極分別耦接直流直流轉換電路202的輸出端與充電裝置102的信號輸出端,電阻R5耦接於電晶體Q3的基極與射極之間,電阻R6耦接於電晶體Q3的基極與控制電路204之間。控制電路204可通過控制電晶體Q3的導通狀態來調整產生於電晶體Q3的集極的充電電流IC1的電流值,例如調整充電電流IC1於第一電流與第二電流之間切換。值得注意的是,電流調整電路206的實施方式不以本實施例為限,例如在部分實施例中,也可省略不使用電阻R6。
在耳機裝置104中,感測電路218可感測充電電流IC1的電流變化所產生的電壓變化,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。舉例來說,感測電路218可反應感測到的第一電流與第二電流產生第一電壓與第二電壓,第一電壓與第二電壓可例如分別代表傳輸資料為“0”與“1”,控制電路214可依據序列產生的第一電壓與第二電壓判斷充電裝置102傳輸的資料。其中,感測電路218的實施方式可如圖3所示,包括電阻R7~R10以及R15,電晶體Q2以及電容C2,電容C2耦接於耳機裝置104的信號輸入端與電阻R9的一端之間,電阻R9的另一端耦接參考電壓V4。電阻R10與R15串接於電容C2與電阻R9的共同接點與電晶體Q2的基極之
間,電阻R8耦接於電阻R15的一端與接地之間,電阻R7耦接於參考電壓V3與電晶體Q2的集極之間,電晶體Q2的集極耦接控制電路214,此外電晶體Q2的射極耦接接地,感測信號可產生於電晶體Q2的集極上。值得注意的是,感測電路218的實施方式不以本實施例為限,例如在部分實施例中,感測電路218也可省略電阻R7~R10以及R15。
另一方面,耳機裝置104中的控制電路214可控制阻抗電路216改變阻抗,進而使充電電路106反應阻抗電路216的阻抗變化調整充電電流IC1於第一電流與第二電流間切換。詳細來說,耳機裝置104的阻抗電路216可如圖3所示,包括電阻R11~R13與電晶體Q4,電晶體Q4的集極耦接充電電路106的充電電流設定腳位Iset,電阻R11耦接於電晶體Q4的基極與射極之間,電阻R12耦接於電晶體Q4的基極與控制電路214之間,電阻R13耦接於電晶體Q4的射極與接地之間。控制電路214可控制電晶體Q4的導通狀態以改變阻抗電路216的阻抗,進而調整充電電流IC1的電流值,以進行資料傳輸。然而,調整充電電流IC1的電流值的實施方式不以本實施例為限,例如在部分實施例中,可以採用充電電路106提供的韌體設計調整充電電流IC1的電流值,而可以省略阻抗電路216。
充電裝置102的感測電路208可感測充電電流IC1的電流變化使得進入電容C1的電壓產生變化,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。類似地,感測電路208可反應感測到的第一電流與第二電流產生第一電壓與第二電壓,第一電壓與第二電壓可例如分別代表傳輸資料為“0”與“1”,控制電路204可依據序列產生的第一電壓與第二電壓判斷耳機裝置104傳輸的資料。詳細來說,感測電路208的實施方式可如圖3所示,包括電阻R1~R4以及R14,電晶體Q1以及電容C1,電容C1耦接於充電裝置102的信號輸出端與電阻R3的一端之間,電阻R3的另一端耦接參考電壓V2。電阻R4與R14串接於電容C1與電阻R3的共同接點與電晶體Q1的基極之間,電阻R2耦接於電阻R14的一端與接地之間,電阻R1耦接於參考電壓V1與電晶體Q1的集極之間,電晶體Q1的集極耦接控制電路204,此外電晶體Q1的射極耦接接地,感測信號可產生於電晶體Q1的集極上。類似地,感測電路208的實施方式不以本實施例為限,例如在部分實施例中,感測電路208也可省略電阻R1~R4以及R14。
在部分實施例中,控制電路204除了可通過感測電路208的感測信號來判斷耳機裝置104所傳輸的資料外,控制電路204在控制電流調整電路206調整充電電流IC1以傳輸資料時,也可通過感測電路208感測充電電流IC1所得到的感測信號來判斷耳機裝置104是否能接收到充電裝置102傳輸的資料,亦即判斷充電裝置102的信號輸出端提供的充電電流IC1是否正確地傳輸資料。若判斷出充電裝置102的信號輸出端提供的充電電流IC1未正確地傳輸資料,控制電路204控制電流調整電路206重新調整
充電電流IC1(例如調整充電電流IC1的電流級別或微調第一電流與第二電流的電流值),以確保充電裝置102可正確地傳輸資料。此外,在部分實施例中,耳機裝置102也可依據接收到的充電電流IC1大小調整感測電路218可感測的電流級別(例如調整感測電路218中的電容或電阻的數值),以正確地接收傳輸資料。
圖4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,其中耳機充電系統包括耳機裝置以及充電裝置。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,透過充電裝置提供充電電流(步驟S402)。接著,透過耳機裝置的充電電路依據充電電流對耳機裝置的耳機電池充電(步驟S404)。然後,控制耳機裝置或充電裝置調整充電電流於第一電流與第二電流間切換,以於耳機裝置與充電裝置間進行資料傳輸(步驟S406)。其中耳機裝置可包括耦接至充電電路的充電電流設定腳位的阻抗電路,在耳機裝置進行資料傳輸時,可通過調整阻抗電路的阻抗,而使充電電路反應阻抗電路的阻抗變化調整充電電流於第一電流與該第二電流間切換。此外,在部分實施例中,在充電裝置調整的充電電流進行資料傳輸時,可依據感測充電電流所產生的感測信號來判斷耳機裝置是否能接收到充電裝置傳輸的資料,也就是說充電裝置102藉由產生不同的充電電流IC1,使其流經耳機裝置104的充電電路106的內阻而產生不同的電壓後由感測電路208判斷耳機裝置104是否能接收到充電裝置102傳輸的資料(在部分實施例中,由於充電裝置102的感測電路208與耳機裝置104
的感測電路218為相同的電路,因此,若感測電路208能接受到充電裝置102傳輸的資料則代表感測電路218亦能接收到資料),以判斷充電裝置提供的充電電流是否正確地傳輸資料。
綜上所述,本發明實施例的耳機裝置或充電裝置可調整充電裝置對耳機電池進行充電的充電電流於第一電流與第二電流間切換,以於耳機裝置與充電裝置間進行資料傳輸,而可實現充電裝置與耳機裝置之間的雙向通信。
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
IC1:充電電流
Claims (11)
- 一種耳機充電系統,包括:一耳機裝置,具有一信號輸入端,該耳機裝置包括:一耳機電池;以及一充電電路,耦接該耳機電池以及該信號輸入端;以及一充電裝置,用以容納並耦接該耳機裝置,提供一充電電流,該充電電路依據該充電電流對該耳機電池充電,該充電裝置或該耳機裝置調整該充電電流於一第一電流與一第二電流間切換,以於該耳機裝置與該充電裝置間進行資料傳輸。
- 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,控制該充電電路調整該充電電流於該第一電流與該第二電流間切換;以及一感測電路,耦接該控制電路與該信號輸入端,感測該充電電流,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。
- 如請求項2所述的耳機充電系統,其中該充電電路具有一充電電流設定腳位,該耳機裝置包括:一阻抗電路,耦接該控制電路與該充電電流設定腳位,該阻抗電路受控於該控制電路改變阻抗,該充電電路反應該阻抗電路的阻抗變化調整該充電電流於該第一電流與該第二電流間切換。
- 如請求項3所述的耳機充電系統,其中該阻抗電路包括:一電晶體,其集極與射極分別耦接該充電電流設定腳位與一接地電壓,該電晶體的基極耦接該控制電路;以及一電阻,耦接於該電晶體的基極與射極之間,該控制電路控制該電晶體的導通狀態以調整該阻抗電路的阻抗。
- 如請求項2所述的耳機充電系統,其中該感測電路包括:一電容,其一端耦接該信號輸入端;以及一電晶體,其基極耦接該電容的另一端,該電晶體的集極與射極分別耦接一操作電壓以及一接地電壓,該電晶體的該集極還耦接該控制電路,該感測信號產生於該電晶體的該集極。
- 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一輸出電壓;一控制電路,耦接直流直流轉換電路;一電流調整電路,耦接該控制電路、該直流直流轉換電路與該充電裝置的信號輸出端,依據該輸出電壓產生該充電電流,受控於該控制電路調整該充電電流,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,感測該充電電流,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。
- 如請求項6所述的耳機充電系統,其中該電流調整電路包括:一電晶體,其射極與集極分別耦接該直流直流轉換電路與該充電裝置的信號輸出端,該電晶體的基極耦接該控制電路;以及一電阻,耦接於該電晶體的射極與基極之間,該控制電路控制該電晶體的導通狀態以調整該充電電流。
- 如請求項6所述的耳機充電系統,其中該控制電路控制該電流調整電路調整該充電電流的電流值,並依據該感測信號判斷該耳機裝置是否能接收到該充電裝置傳輸的資料。
- 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充電電流;透過該耳機裝置的一充電電路依據該充電電流對該耳機裝置的一耳機電池充電;以及控制該耳機裝置或該充電裝置調整該充電電流於一第一電流與一第二電流間切換,以於該耳機裝置與該充電裝置間進行資料傳輸。
- 如請求項9所述的耳機充電系統的充電方法,其中 該耳機裝置包括耦接至該充電電路的一充電電流設定腳位的一阻抗電路,該耳機充電系統的充電方法包括:調整該阻抗電路的阻抗,以使該充電電路反應該阻抗電路的阻抗變化調整該充電電流於該第一電流與該第二電流間切換。
- 如請求項9所述的耳機充電系統的充電方法,包括:調整該充電電流的電流值;感測該充電電流,以產生一感測信號;以及依據該感測信號判斷該耳機裝置是否能接收到該充電裝置傳輸的資料。
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