一种充电舱、蓝牙耳机及蓝牙耳机充电系统的制作方法

本发明涉及耳机领域，尤其涉及一种充电舱、蓝牙耳机及蓝牙耳机充电系统。

背景技术：

随着通信技术的快速发展，蓝牙耳机越来越普及，给人们的生活、工作以及学习带来了极大的便利。

目前，大部分的蓝牙耳机通常是使用内置的充电电池作为电源。为保证蓝牙耳机的正常使用，需要对蓝牙耳机中的充电电池进行充电，如在用户不使用蓝牙耳机时，将蓝牙耳机放入该蓝牙耳机的充电舱进行充电。充电舱外设有用于显示蓝牙耳机充电状态的显示装置，方便用户通过显示装置查看蓝牙耳机的充电状态，因此，充电舱与蓝牙耳机之间需要有通信连接。

现有的充电舱电路与蓝牙耳机电路中，通常采用增加独立的通信线路的方式来实现充电舱和蓝牙耳机之间的通讯。额外增加的通信线路不仅增加了物料成本，也增加了电路设计难度，在小体积充电舱和蓝牙耳机上也存在结构空间受限的问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种充电舱、蓝牙耳机及蓝牙耳机充电系统，通过两个端口(即两线供电)实现对蓝牙耳机充电和与蓝牙耳机进行双向通讯，无需额外增加独立的通信电路，降低了物料成本和电路设计难度，有利于减少充电舱和蓝牙耳机的结构尺寸。

第一方面，本发明实施例提供了一种充电舱，所述充电舱包括第一端口和第二端口；

当蓝牙耳机置于充电舱内时，所述第一端口与所述蓝牙耳机的第三端口连接，所述第二端口与所述蓝牙耳机的第四端口连接；

所述充电舱用于通过所述第一端口向所述蓝牙耳机输送电流，所述电流的电压信号包括高电平与低电平；

所述充电舱用于通过所述第二端口接收来自所述耳机的回馈信号。

可选的，所述充电舱还包括第一微处理器、第一变压器和第一电源；

所述第一电源的第一端分别与所述第一变压器的电源输入端和所述第一微处理器的电源输入端连接，所述第一电源的第二端接地；

所述第一变压器的电源输出端与所述第一端口连接，所述第一变压器的电源控制信号输入端与所述第一微处理器的电源控制信号输出端连接；

所述第一微处理器的第一信号接收端与所述第二端口连接。

可选的，所述充电舱还包括第一控制晶体管、第一电阻和第二电阻；

所述第一控制晶体管的第一端与所述第二端口连接，所述第一控制晶体管的第二端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端接地，所述第一控制晶体管的控制端与所述第一微处理器的第一输出端连接；

所述第一电阻的第一端与所述第一微处理器的第二信号接收端连接；

所述第二电阻的第一端与所述第二端口连接，所述第二电阻的第二端接地。

可选的，所述充电舱还包括第二控制晶体管，所述第二控制晶体管的第一端接地，所述第二控制晶体管的第二端与所述第一端口连接，所述第二控制晶体管的控制端与所述第一微处理器的第二输出端连接。

可选的，所述充电舱还包括显示装置，所述显示装置，所述显示装置与所述第一微处理器的显示信号输出端连接，所述第一微处理器用于根据所述回馈信号驱动所述显示装置显示。

第二方面，本发明实施例提供了一种蓝牙耳机，包括第三端口和第四端口；

当蓝牙耳机置于充电舱内时，所述第三端口与充电舱的第一端口连接，所述第四端口与所述充电舱的第二端口连接；

所述蓝牙耳机用于通过所述第三端口接收来自所述充电舱的电流，所述电流的电压信号包括高电平与低电平；

所述蓝牙耳机用于通过所述第四端口向所述充电舱输送回馈信号。

可选的，所述蓝牙耳机还包括第二微处理器、第二变压器、第三控制晶体管和第二电源；

所述第二变压器的电源输入端与所述第三端口连接，所述第二变压器的电源输出端分别与所述第二电源的第一端和所述第二微处理器的电源输入端连接，所述第二电源的第二端接地；

所述第二微处理器的信号输入端与所述第三端口连接；

所述第三控制晶体管的第一端与所述第三端口连接，所述第三控制晶体管的第二端与所述第四端口连接，所述第三控制晶体管的控制端与所述第二微处理器的信号输出端连接。

可选的，所述蓝牙耳机还包括第三电阻和第四电阻；

所述第三电阻的第一端与所述第三端口连接，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述第四端口连接，所述第四电阻的第二端接地。

可选的，所述蓝牙耳机还包括整流晶体管和滤波电容；

所述整流晶体管的第一端与所述第三端口连接，所述整流晶体管的第二端与所述第二变压器的电源输入端连接；

所述滤波电容的第一端与所述整流晶体管的第二端连接，所述滤波电容的第二端接地。

第三方面，本发明实施例提供了一种蓝牙耳机充电系统，包括如本发明第一方面所述的充电舱和如本发明第二方面所述的蓝牙耳机。

本发明实施例中，充电舱通过第一端口向蓝牙耳机的第三端口输送电流，电流的电压信号包括高电平与低电平，充电舱通过控制高电平与低电平的时序，形成通讯信号，蓝牙耳机根据通讯信号形成回馈信号，并通过第四端口向充电舱的第二端口发送该回馈信号。本发明通过两个端口(即两线供电)实现对蓝牙耳机充电和与蓝牙耳机进行双向通讯，无需额外增加独立的通信电路，降低了物料成本和电路设计难度，有利于减少充电舱和蓝牙耳机的结构尺寸。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明实施例提供的一种充电舱的局部结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种蓝牙耳机的局部结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种充电舱的电路结构图；

图4为本发明实施例提供的一种蓝牙耳机的电路结构图；

图5为本发明实施例提供的一种蓝牙耳机充电系统的电路结构图。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本发明实施例提供了一种充电舱，图1为本发明实施例提供的一种充电舱的局部结构示意图，如图1所示，充电舱包括第一壳体10，第一壳体10上设置有与蓝牙耳机相适应的容纳槽，容纳槽内设置有两个金属顶针，分别作为充电舱的第一端口11和第二端口12。

图2为本发明实施例提供的一种蓝牙耳机的局部结构示意图，如图2所示，蓝牙耳机包括第二壳体20，第二壳体20的表面设置有两个金属触点，分别作为蓝牙耳机的第三端口21和第四端口22。

当蓝牙耳机置于充电舱的容纳槽内时，金属顶针与对应的金属触点电接触，即，充电舱的第一端口11与蓝牙耳机的第三端口21连接，充电舱的第二端口12与蓝牙耳机的第四端口22连接。

充电舱用于通过第一端口11向蓝牙耳机输送电流，对蓝牙耳机充电；同时电流的电压信号包括高电平与低电平，充电舱控制高电平与低电平的时序，形成通讯信号，以使蓝牙耳机根据该通讯信号向充电舱发送回馈信号，或者，以使蓝牙耳机根据该通讯信号清空蓝牙耳机与智能设备的配对记录。

充电舱用于通过第二端口12接收来自蓝牙耳机的回馈信号，充电舱根据该回馈信号，进行相应的处理。示例性的，该回馈信号可以包括蓝牙耳机的充电状态信息(例如蓝牙耳机的电量)，充电舱还可以包括显示装置，充电舱根据该回馈信息驱动显示装置显示当前蓝牙耳机的电量。

本发明实施例提供的充电舱，通过第一端口向蓝牙耳机输送电流，对蓝牙耳机充电，电流的电压信号包括高电平与低电平，通过控制高电平与低电平的时序，形成通讯信号，蓝牙耳机根据该通讯信号向充电舱发送回馈信号，充电舱通过第二端口接收该回馈信号。本发明实施例提供的充电舱通过两个端口(即两线供电)实现对蓝牙耳机充电和与蓝牙耳机进行双向通讯，无需额外增加独立的通信电路，降低了物料成本和电路设计难度，有利于减少充电舱和蓝牙耳机的结构尺寸。

图3为本发明实施例提供的一种充电舱的电路结构图，如图3所示，在本发明的一个实施例中，充电舱还包括第一微处理器u1、第一变压器t1和第一电源bt1。

其中，第一电源bt1为可充电电池，第一电源bt1的第一端分别与第一变压器t1的电源输入端bat和第一微处理器u1的电源输入端bat连接，第一电源bt1的第二端接地，第一电源bt1、第一变压器t1的电源输入端bat和第一微处理器u1的电源输入端bat的公共节点还与外界电源输入端vt连接。第一电源bt1用于为第一微处理器u1和第一变压器t1提供工作电压，在第一电源bt1电量较低需要充电时，外界电源输入端vt接入外界电源，用于对第一电源bt1充电，以及为第一微处理器u1和第一变压器t1提供工作电压。

第一变压器t1的电源输出端与第一端口11连接，第一变压器t1的电源控制信号输入端en与第一微处理器u1的电源控制信号输出端ctrl连接。第一微处理器u1用于根据用户的输入指令，例如用户通过充电舱上的按键，输入查看蓝牙耳机电量的请求指令，第一微处理器u1根据该请求指令通过电源控制信号输出端ctrl输出电源控制信号，第一变压器t1根据该电源控制信号控制输出的电压信号的高电平与低电平的时序，形成通讯信号，以使蓝牙耳机根据该通讯信号向充电舱发送回馈信号。

第一微处理器u1的第一信号接收端(signai_detection)与第二端口12连接，第一微处理器u1接收到该回馈信号，并根据该回馈信号驱动显示装置显示蓝牙耳机的电量。

第一微处理器u1和第一变压器t1的接地端(gnd)分别接地。

显示装置与第一微处理器u1的显示信号输出端连接，第一微处理器u1用于根据回馈信号驱动显示装置显示。可选的，显示装置可以包括至少一个led指示灯，在其中一个实施例中，显示装置可以包括4个led指示灯，分别是led1、led2、led3和led4，通过4个led指示灯的点亮数量来表示不同的蓝牙耳机的电量。例如，满电时，4个led指示灯全亮；低电量状态时，1个led指示灯点亮。

在其中一个实施例中，充电舱还包括第一控制晶体管q1、第一电阻r1、第二电阻r2。

第一控制晶体管q1的第一端与第二端口12连接，第一控制晶体管q1的第二端与第一电阻r1的第一端连接，第一电阻r1的第二端接地，第一控制晶体管q1的控制端与第一微处理器u1的第一输出端(ch_ctrl)连接。

第一电阻r1的第一端与第一微处理器u1的第二信号接收端(charge_detection)连接。

第二电阻r2的第一端与第二端口12连接，第二电阻r2的第二端接地。

可选的，在其中一个实施例中，充电舱还包括第五电阻r5、第六电阻r6和第七电阻r7。其中，第五电阻r5连接在第一微处理器u1的第一信号接收端和第一晶体管q1的第一端之间；第六电阻r6连接在第一微处理器u1的第一输出端和第一控制晶体管q1的控制端之间；第七电阻r7的一端与第一晶体管q1的控制端连接，第七电阻r7的另一端接地。

可选的，充电舱还包括第二控制晶体管q2，第二控制晶体管q2的第一端接地，第二控制晶体管q2的第二端与第一端口11连接，第二控制晶体管q2的控制端与第一微处理器u1的第二输出端(signal_tx)连接。第一变压器t1将第一电源bt1输入的恒定直流电变换为包括高电平和低电平的脉动直流电，在高电平向低电平变化的过程中，第一变压器t1中存在的电容元件会阻碍这一变化过程，从而使得这一变化的下降沿被拉长，降低蓝牙耳机的识别准确性。本实施例中，第一微处理器u1向第二控制晶体管q2的控制端发出控制信号，在第一变压器t1的输出电压由高电平向低电平变化时，控制第二控制晶体管q2导通，将第一变压器t1的输出电压迅速拉低至低电平(零电位)，之后控制第二控制晶体管q2截止，从而缩短第一变压器t1的输出电压由高电平向低电平变化时的下降沿，提高蓝牙耳机的识别精度。

可选的，充电舱还包括第八电阻r8、第九电阻r9和第十电阻r10。其中，第八电阻r8的第一端与第一端口11连接，第八电阻r8的第二端与第二控制晶体管q2的第二端连接；第九电阻r9连接在第一微处理器u1的第二输出端和第二控制晶体管q2的控制端之间；第十电阻r10的第一端与第二控制晶体管q2的控制端连接，第十电阻r10的第二端接地。

本发明实施例提供了一种蓝牙耳机，该蓝牙耳机的局部结构示意图如图2所示，蓝牙耳机包括第二壳体20，第二壳体20的表面设置有两个金属触点，分别作为蓝牙耳机的第三端口21和第四端口22。

如图1所示，充电舱包括第一壳体10，第一壳体10上设置有与蓝牙耳机相适应的容纳槽，容纳槽内设置有两个金属顶针，分别作为充电舱的第一端口11和第二端口12。当蓝牙耳机置于充电舱的容纳槽内时，金属顶针与对应的金属触点电接触，即，充电舱的第一端口11与蓝牙耳机的第三端口21连接，充电舱的第二端口12与蓝牙耳机的第四端口22连接。

蓝牙耳机用于通过第三端口21接收来自充电舱的电流，对蓝牙耳机充电，电流的电压信号包括高电平与低电平，充电舱控制高电平与低电平的时序，形成通讯信号，蓝牙耳机根据该通讯信号通过第四端口22向充电舱发送回馈信号。示例性的，该回馈信号可以包括蓝牙耳机的充电状态信息(例如蓝牙耳机的电量)，充电舱还可以包括显示装置，充电舱根据该回馈信息驱动显示装置显示当前蓝牙耳机的电量。

本发明实施例提供的蓝牙耳机，通过第三端口接收来自充电舱的电流，对蓝牙耳机充电，电流的电压信号包括高电平与低电平，形成通讯信号，并根据该通讯信号通过第四端口向充电舱发送回馈信号。本发明实施例提供的蓝牙耳机通过两个端口(即两线供电)实现对蓝牙耳机充电和与充电舱进行双向通讯，无需额外增加独立的通信电路，降低了物料成本和电路设计难度，有利于减少充电舱和蓝牙耳机的结构尺寸。

图4为本发明实施例提供的一种蓝牙耳机的电路结构图，可选的，如图4所示，蓝牙耳机还包括第二微处理器u2、第二变压器t2、第三控制晶体管q3和第二电源bt2。

其中，第二变压器t2的电源输入端bat与第三端口21连接，第二变压器t2的电源输出端分别与第二电源bt2的第一端和第二微处理器u2的电源输入端bat连接，第二电源bt2的第二端接地。

第一电源bt1为可充电电池，用于为第二微处理器u2提供工作电压。

第二微处理器u2的信号输入端(signai_detection)与第三端口21连接。

第三控制晶体管q3的第一端与第三端口21连接，第三控制晶体管q3的第二端与第四端口22连接，第三控制晶体管q3的控制端与第二微处理器u2的信号输出端(signal_tx)连接。

第二变压器t2和第二微处理器u2的接地端(gnd)分别接地。

可选的，在本发明的其中一个实施例中，蓝牙耳机还包括第三电阻r3和第四电阻r4。

其中，第三电阻r3的第一端与第三端口21连接，第三电阻r3的第二端与第四电阻r4的第一端连接，第四电阻r4的第二端与第四端口22连接，第四电阻r4的第二端接地。

可选的，在本发明的其中一个实施例中，蓝牙耳机还包括第十一电阻r11、第十二电阻r12和第十三电阻r13。第十一电阻r11连接在第二微处理器u2的信号输出端和第三控制晶体管q3的控制端之间；第十二电阻r12的一端与第三控制晶体管q3的控制端连接，另一端接地；第十三电阻的第一端与第三端口21连接，第十三电阻的第二端与第三控制晶体管q3的第一端连接。

可选的，所述蓝牙耳机还包括整流晶体管d1和滤波电容c1。

其中，整流晶体管d1的第一端与第三端口21连接，整流晶体管d1的第二端与第二变压器t2的电源输入端连接；

滤波电容c1的第一端与整流晶体管d1的第二端连接，滤波电容c1的第二端接地。

整流晶体管d1和滤波电容c1用于对充电舱输入的电流进行整流滤波，将脉动直流电转换为恒定直流电，经第二变压器t2降压稳压处理后，对第二电源bt2充电。

本发明实施例提供了一种蓝牙耳机充电系统，图5为本发明实施例提供的一种蓝牙耳机充电系统的电路结构图，如图5所示，该蓝牙耳机充电系统包括如本发明上述实施例提供的充电舱和如本发明上述实施例提供的蓝牙耳机。充电舱和蓝牙耳机的电路结构在上述实施例中已有详细记载，在此不再赘述。

本发明实施例提供的蓝牙耳机充电系统，包括充电舱和蓝牙耳机，充电舱通过第一端口向蓝牙耳机输送电流，对蓝牙耳机充电，电流的电压信号包括高电平与低电平，通过控制高电平与低电平的时序，形成通讯信号，蓝牙耳机根据该通讯信号向充电舱发送回馈信号，充电舱通过第二端口接收该回馈信号。本发明实施例提供的蓝牙耳机充电系统通过两个端口(即两线供电)实现对蓝牙耳机充电和与蓝牙耳机进行双向通讯，无需额外增加独立的通信电路，降低了物料成本和电路设计难度，有利于减少充电舱和蓝牙耳机的结构尺寸。

其中，第二电阻r2的阻值远大于第一电阻r1，当第一控制晶体管q1截止时，回路中第二电阻r2的阻值非常大，导致回路中电流很小，可以认为此时蓝牙耳机没有在充电，当第一控制晶体管q1导通时，回路中并入第一电阻r1，使得回路中电阻阻值减少，电流增大，此时蓝牙耳机处于充电状态。

具体的，该蓝牙耳机充电系统的工作原理如下：

当蓝牙耳机被置于充电舱的容纳槽时，金属顶针与对应的金属触点电接触，即，充电舱的第一端口11与蓝牙耳机的第三端口21连接，充电舱的第二端口12与蓝牙耳机的第四端口22连接。此时，第二微处理器u2的信号输入端接收到来自充电舱的电压信号v1，第二微处理器u2根据该电压信号v1向第三控制晶体管q3的控制端输出第一控制信号，控制第三控制晶体管q3的通断，充电舱输出的电压vcc经第三电阻r3和q3形成第一回馈信号，再经第五电阻r5，被第一微处理器u1检测到，第一微处理器u1根据该第一回馈信号驱动显示装置显示当前蓝牙耳机入舱成功。

在蓝牙耳机入舱成功后，第一微处理器u1输出第一电平信号(例如低电平信号)，控制第一控制晶体管导通，充电舱输出的脉冲直流电经蓝牙耳机整流滤波、以及降压稳压处理后，形成恒定直流电，对第二电源bt2充电。在充电的过程中，第一微处理器u1通过第一微处理器u1的第二信号接收端接收第一电阻r1第一端的电压v3，v3的大小为回路中充电电流的大小乘以第一电阻的阻值。随着充电的进行，回路中的充电电流逐渐减少，当第二电源bt2充满时，充电电流为零或低于某一阈值，此时v3为零或低于其预设值，第一微处理器u1检测到v3为零或低于其预设值时，驱动显示装置显示当前蓝牙耳机电量已充满，同时，第一微处理器u1输出第二电平信号(例如高电平信号)，控制第一控制晶体管截止，停止为蓝牙耳机充电。

在蓝牙耳机入舱后，用户想要了解蓝牙耳机的当前电量时，通过充电舱上的第一按键，输入查看蓝牙耳机电量的第一请求指令，第一微处理器u1根据该第一请求指令通过电源控制信号输出端ctrl输出电源控制信号，第一变压器t1根据该电源控制信号控制输出的电压信号的高电平与低电平的时序，形成第一通讯信号。蓝牙耳机的第二微处理器u2的信号输入端接收该第一通讯信号，第二微处理器u2根据该第一通讯信号向第三控制晶体管q3的控制端输出第二控制信号，控制第三控制晶体管q3的通断，充电舱输出的电压vcc经第三电阻r3和q3形成第二回馈信号，再经第五电阻r5，被第一微处理器u1检测到，第一微处理器u1根据该第二回馈信号驱动显示装置显示当前蓝牙耳机的电量。

在蓝牙耳机入舱后，用户想要清空蓝牙耳机与智能设备的配对记录时，通过充电舱上的第二按键，输入查看情况配对记录的第二请求指令，第一微处理器u1根据该第二请求指令通过电源控制信号输出端ctrl输出电源控制信号，第一变压器t1根据该电源控制信号控制输出的电压信号的高电平与低电平的时序，形成第二通讯信号。蓝牙耳机的第二微处理器u2的信号输入端接收该第二通讯信号，第二微处理器u2根据该第二通讯信号清空蓝牙耳机与智能设备的配对记录。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。