一种无线耳机及其电路、无线耳机组件的制作方法

1.本发明涉及耳机技术领域，尤其涉及一种无线耳机及其电路、无线耳机组件。

背景技术：

2.与有线耳机相比，无线耳机具有方便携带的优势，因此越来越受到人们的欢迎。无线耳机可为真无线立体声(true wireless stereo，tws)耳机。随着tws耳机充电盒的智能化，在使用过程中，越来越多地需要tws耳机与充电盒之间建立通讯连接。
3.tws耳机与充电盒之间采用无线通讯方式传递信息时，需要在耳机和充电盒中分别增加无线通信模块，使得设计成本较高。如果通过有线通讯来传递信息，可以减小充电盒的成本，但现有技术中由于耳机电路的结构限制，有线通讯速度较慢，当需要传输较多数据信息如用于升级耳机的软件程序时，会花费较多时间，导致在生产过程中写入程序会使成本增加(生产成本正比于操作时间)，而在用户使用产品的过程中，花费较多时间写入程序，不利于提升用户体验。

技术实现要素：

4.本发明的目的是为了克服上述技术问题，提供一种无线耳机及其电路、无线耳机组件，在需要传输较多数据信息时，可停止对电池进行充电管理，以实现高速通讯，而在需要传输较少数据信息时，可在对电池进行充电管理的同时，进行低速通讯，从而能够更好地满足用户需求。
5.为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种无线耳机电路，所述无线耳机电路包括：电池和充电管理单元，所述电池的一端耦接接地端，另一端与所述充电管理单元耦接，以便所述充电管理单元对所述电池进行充电管理；通讯单元，其与第一节点耦接，以便在所述第一节点与充电盒耦接时，与所述充电盒之间建立有线通讯连接；第一开关器件，其一端与所述第一节点耦接，另一端与第二节点耦接；电容，其一端与所述接地端耦接，另一端与所述第二节点耦接；其中，所述充电管理单元的第一输入端与所述第二节点耦接；在所述第一节点与所述充电盒耦接时，若需要对所述电池进行充电管理，则使所述第一开关器件闭合，以便所述电容能够稳定所述充电管理单元的工作状态；若不需要对所述电池进行充电管理，则使所述第一开关器件断开；所述第一开关器件断开时所述通讯单元与所述充电盒之间进行有线通讯的速度大于所述第一开关器件闭合时所述通讯单元与所述充电盒之间进行有线通讯的速度。
6.可选地，所述第一开关器件、所述电池、所述充电管理单元和所述通讯单元设置在芯片上；所述芯片具有与所述第一节点耦接的第一引脚、与所述第二节点耦接的第二引脚和与所述接地端耦接的接地引脚；所述电容的一端耦接所述接地引脚，另一端耦接所述第二引脚。
7.可选地，所述充电管理单元包括控制模块和第二开关器件，所述第二开关器件的一端与所述第一节点耦接且另一端与所述电池耦接，所述控制模块的第一输入端与第二节
点耦接，所述控制模块的第二输入端用于接收所述通讯单元发送的控制指令，所述控制模块的信号输出端与所述第二开关器件耦接，所述控制模块在接收到所述控制指令后生成控制信号，并通过所述信号输出端输出给所述第二开关器件，以控制所述第二开关器件进行或停止进行充电管理。
8.可选地，所述第二开关器件包括pmos晶体管，所述pmos晶体管的栅极与所述控制模块的信号输出端耦接，所述pmos晶体管的源极与所述第一节点耦接，所述pmos晶体管的漏极与所述电池耦接，所述控制模块通过所述控制信号控制所述栅极电压的大小，来调整所述源极与所述栅极之间的电压差，以控制充电电流大小，实现充电管理；或，所述第二开关器件包括nmos晶体管，所述nmos晶体管的栅极与所述控制模块的信号输出端耦接，所述nmos晶体管的漏极与所述第一节点耦接，所述nmos晶体管的源极与所述电池耦接，所述控制模块通过所述控制信号控制所述栅极电压的大小，来调整所述源极与所述栅极之间的电压差，以控制充电电流大小，实现充电管理。
9.可选地，所述通讯单元控制所述第一开关器件的闭合或断开并控制所述充电管理单元对所述电池进行或停止进行充电管理。
10.可选地，所述第一开关器件闭合时，所述通讯单元接收所述充电盒发送的数据传输指令后，控制所述第一开关器件断开，并控制所述充电管理单元停止对所述电池进行充电管理；所述通讯单元在所述第一开关器件断开的情况下与所述充电盒进行有线通讯以传输数据，且在数据传输完毕后，所述通讯单元接收所述充电盒发送的数据传输完毕指令，以控制所述第一开关器件闭合和控制所述充电管理单元继续进行充电管理。
11.可选地，所述通讯单元通过向所述第一开关器件和所述充电管理单元同时发送控制指令，来控制所述第一开关器件的闭合或断开以及控制所述充电管理单元对所述电池进行或停止进行充电管理；或，所述通讯单元通过分别向所述第一开关器件和所述充电管理单元发送控制指令，来控制所述第一开关器件的闭合或断开以及控制所述充电管理单元对所述电池进行或停止进行充电管理。
12.可选地，所述第一开关器件闭合时，所述通讯单元与所述充电盒通过所述有线通讯连接传输第一数据信息，所述第一数据信息包括充电盒电池的电量和/或所述充电盒的盒盖的开关状态；和/或，所述第一开关器件断开时，所述通讯单元与所述充电盒通过所述有线通讯连接传输第二数据信息，所述第二数据信息包括用于升级耳机的升级程序。
13.本发明第二方面提供一种无线耳机，所述无线耳机包括上述第一方面的无线耳机电路。
14.本发明第三方面提供一种无线耳机组件，所述无线耳机组件包括充电盒和上述第二方面提供的无线耳机。
15.在上述方案中，可实现低速通讯和高速通讯两种模式，能够更好地满足用户需求。具体地，当无线耳机电路与充电盒耦接时，若需要传输较多数据信息，如需要充电盒将用于升级无线耳机的程序软件写入无线耳机，则可使第一开关器件断开，使充电管理单元停止对电池进行充电管理，从而避免电容影响通讯速度，实现高速通讯；而在需要传输较少数据信息时，可使第一开关器件闭合和使充电管理单元对电池进行充电管理时，进行低速通讯，即可在对电池进行充电的同时传输少量数据信息。
16.本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
18.图1为一种无线耳机电路的结构示意图；
19.图2为本技术实施例提供的无线耳机电路的结构示意图。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，本领域普通技术人员在没有做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。
21.tws耳机与充电盒之间采用无线通讯方式传递信息时，需要在耳机和充电盒中分别增加无线通信模块，使得设计成本较高。采用有线通讯来传递信息，可以减小充电盒的成本。但现有的无线耳机由于电路结构设计不合理，导致有线通讯速度较低。
22.图1为一种无线耳机电路的结构示意图。如图1所示，虚线框内为耳机芯片的内部电路，包括电池bat1、充电管理电路charger ctrl、通讯模块comm、模数转换器adc、应用处理器ap、存储器mem、射频电路rf和音频电路audio。其中，充电管理电路charger ctrl实现以vchg电压为输入，对电池bat1进行充电管理的功能。模数转换器adc采集电池bat1的电压，其标识电池bat1的剩余电量。射频电路rf用于与手机等终端设备进行通讯。应用处理器ap功能是实现各种控制功能，可以运行软件。存储器mem用于存储各种信息，配合应用处理器ap工作。通讯模块comm可实现通讯功能，接受来自vchg的通讯信息，并输出给应用处理器ap。音频电路audio实现对声音输入(采集声音)和输出功能(播放声音)。
23.由于耳机中一些电路稳定工作需要输入电容，例如充电管理电路charger ctrl，此输入电容将限制通讯速度。如图1所示，无线耳机电路还包括电容c1，通常位于印刷电路板上，其是充电管理电路charger ctrl所需的输入电容，c1的电容值越大，将导致有线通讯速度越低。在一个例子中，c1的电容值通常大于或等于10nf，对此电容的充电或放电时间将限制通讯模块comm与充电盒之间的通讯速度。
24.也就是说，现有技术中有线通讯速度较慢，在生产tws耳机和充电盒时，生产厂家需要对软件进行升级，可通过数据线对充电盒和tws耳机写入程序，此时也需要充电盒通过此有线通讯向tws耳机写入程序。如果通讯速度慢，写入程序的时间会比较长，导致生产成本增加。另外，在用户使用产品的过程中，如通过充电盒向无线耳机传输耳机升级程序时，花费较多时间写入程序，不利于提升用户体验。
25.鉴于此，本技术实施例提供一种无线耳机及其电路、充电盒及其电路、无线耳机组件，在需要传输较多数据信息时，可停止对电池进行充电管理，以实现高速通讯，而在需要传输较少数据信息时，可在对电池进行充电管理的同时，进行低速通讯，能够更好地满足用户需求。
26.图2为本技术实施例提供的无线耳机电路的结构示意图。如图2所示，该无线耳机
电路包括电池bat1、充电管理单元10、通讯单元20、第一开关器件s1和电容c1。电池bat1的一端耦接接地端，另一端与充电管理单元10耦接，以便充电管理单元10对电池bat1进行充电管理。通讯单元20与第一节点vchg1耦接，以便在第一节点vchg1与充电盒耦接时，与充电盒之间建立有线通讯连接；第一开关器件s1的一端与第一节点vchg1耦接，另一端与第二节点vchg2耦接。电容c1一端与接地端耦接，另一端与第二节点vchg2耦接。
27.其中，充电管理单元10的第一输入端与第二节点vchg2耦接，充电管理单元10的第一输入端为其电源输入端；在第一节点vchg1与充电盒耦接时，若充电管理单元10需要对电池bat1进行充电管理，则使第一开关器件s1闭合，以便电容c1能够稳定充电管理单元10的工作状态；若充电管理单元10不需要对电池bat1进行充电管理，则使第一开关器件s1断开；第一开关器件s1断开时通讯单元20与充电盒之间进行有线通讯的速度大于第一开关器件s1闭合时通讯单元20与充电盒之间进行有线通讯的速度。
28.即在第一开关器件s1断开时，通讯单元20与充电盒之间可进行高速通讯，实现在短时间内传输较多数据信息。在一个例子中，第一开关器件s1断开时，通讯单元20与充电盒通过有线通讯连接传输第二数据信息，第二数据信息可包括用于升级耳机的升级程序。而在第一开关器件s1闭合时，通讯单元20与充电盒之间可进行低速通讯，实现在对电池bat1进行充电管理的同时传输较少数据信息。在一个例子中，第一开关器件s1闭合时，通讯单元20与充电盒通过有线通讯连接传输第一数据信息，第一数据信息可包括充电盒电池bat1的电量和/或充电盒的盒盖的开关状态。可以理解的是，第一数据信息和第二数据信息还可包括其他类型的信息，具体可根据实际工作需要进行设计。
29.也就是说，在上述方案中，可实现低速通讯和高速通讯两种模式，能够更好地满足用户需求。具体地，当无线耳机电路与充电盒耦接时，若需要传输较多数据信息，如需要充电盒将用于升级无线耳机的程序软件写入无线耳机，则可使第一开关器件s1断开，使充电管理单元10停止对电池bat1进行充电管理，从而避免电容c1影响通讯速度，实现高速通讯；而在需要传输较少数据信息时，可使第一开关器件s1闭合和使充电管理单元10保持对电池bat1进行充电管理，进行低速通讯，即可在对电池bat1进行充电的同时传输少量数据信息。
30.如图2所示，无线耳机电路还可包括模数转换器adc、射频电路rf、音频电路audio、应用处理器ap和存储器mem。其中，模数转换器adc用于采集电池bat1的电压，其标识电池bat1的剩余电量。射频电路rf用于与手机等终端设备进行通讯。应用处理器ap功能是实现各种控制功能，可以运行软件。存储器mem用于存储各种信息，配合应用处理器ap工作。通讯单元20可从vchg接收信息后可输出给应用处理器ap。音频电路audio实现对声音输入(采集声音)和输出功能(播放声音)。可以理解的是，还可根据需要，在无线耳机电路中增加其他功能单元。
31.另外，为了方便将无线耳机电路安装在无线耳机的壳体内，第一开关器件s1、电池bat1、充电管理单元10和通讯单元20可设置在芯片上，图2中虚线框所示可为芯片。如图2所示，芯片可具有与第一节点vchg1耦接的第一引脚vchg、与第二节点vchg2耦接的第二引脚以及与接地端耦接的接地引脚gnd。电容c1的一端耦接接地引脚gnd，另一端耦接第二引脚。也就是说，由于电容c1体积一般相对较大，故电容c1可设置在芯片外部，如设置在印刷电路板上。
32.进一步地，充电管理单元10可包括控制模块11和第二开关器件s2，第二开关器件
s2的一端与第一节点vchg1耦接且另一端与电池bat1耦接，控制模块11的第一输入端与第二节点vchg2耦接，控制模块11的第二输入端用于接收通讯单元20发送的控制指令，控制模块11的信号输出端与第二开关器件s2耦接，控制模块11在收到控制指令后可生成控制信号，并通过信号输出端输出给第二开关器件s2，以控制第二开关器件s2进行或停止进行充电管理。由于电容c1会限制通讯速度，因此当需要通讯单元20与充电盒之间高速通讯时，可通过断开第一开关器件s1，来防止电容c1影响通讯速度。但为了保证控制模块11能够稳定工作，因此，控制模块11需要跟电容c1保持连接。其中，第二开关器件s2可以有但不限于以下两种方案：
33.第一种方案——第二开关器件s2包括pmos晶体管，pmos晶体管的栅极与控制模块11的信号输出端耦接，pmos晶体管的源极与第一节点vchg1耦接，pmos晶体管的漏极与电池bat1耦接，控制模块11通过控制信号控制栅极电压的大小，来调整源极与栅极之间的电压差，以控制充电电流大小，实现充电管理。
34.第二种方案——第二开关器件s2包括nmos晶体管，nmos晶体管的栅极与控制模块11的信号输出端耦接，并且，nmos晶体管的漏极与第一节点vchg1耦接，nmos晶体管的源极与电池bat1耦接，控制模块11通过控制信号控制栅极电压的大小，来调整源极与栅极之间的电压差，以控制充电电流大小，实现充电管理。
35.具体地，在上述两种方案中，控制模块11可通过控制pmos晶体管或nmos晶体管的栅极，来实现控制充电电流的大小。pmos晶体管或nmos晶体管的栅极电压越低，源极电压和栅极电压之差越大，可以提供越大的充电电流。源极电压和栅极电压之差等于零时，充电电流为零。
36.另外，通讯单元20可控制第一开关器件s1的闭合或断开并控制充电管理单元10对电池bat1进行或停止进行充电管理。举例而言，第一开关器件s1闭合时，通讯单元20接收充电盒发送的数据传输指令后，控制第一开关器件s1断开，并控制充电管理单元10停止对电池bat1进行充电管理；通讯单元20在第一开关器件s1断开的情况下与充电盒进行有线通讯以传输数据，且在数据传输完毕后，通讯单元20接收充电盒发送的数据传输完毕指令，以控制第一开关器件s1闭合和控制充电管理单元10继续进行充电管理。
37.另外，通讯单元20控制第一开关器件s1和充电管理单元10可以有但不限于以下两种方式：
38.第一种方式——通讯单元20通过向第一开关器件s1和充电管理单元10同时发送控制指令，来控制第一开关器件s1的闭合或断开以及控制充电管理单元10对电池bat1进行或停止进行充电管理。
39.第二种方式——通讯单元20通过分别向第一开关器件s1和充电管理单元10发送控制指令，来控制第一开关器件s1的闭合或断开以及控制充电管理单元10对电池bat1进行或停止进行充电管理。
40.其中，通讯单元20向充电管理单元10发送控制指令时，可以是将控制指令发送给充电管理单元10的控制模块11。在收到控制指令后，控制模块11可生成控制信号，再将该控制信号发送给充电管理单元10的第二开关器件s1。
41.另外，本发明还提供一种无线耳机，该无线耳机包括上述的无线耳机电路。进一步地，本发明还提供一种无线耳机组件，无线耳机组件包括充电盒和上述的无线耳机。在该无
线耳机组件中，充电盒与无线耳机的通讯单元能够进行高速有线通讯，可以更快地将软件程序信息传送到tws耳机中。
42.综上所述，图2所示的无线耳机电路与图1所示的无线耳机电路相比，具有以下区别：
43.在图2中，芯片具有三个引脚：与第一节点vchg1连接的第一引脚vchg、与第二节点vchg2连接的第二引脚、与电池bat1的接地端连接的接地引脚gnd。而在图1中只有两个引脚：vchg引脚和gnd引脚。
44.进一步地，在图2中，电容c1连接在第二引脚和接地引脚gnd之间，开关器件s1的一端连接第一节点vchg1，另一端连接第二节点vchg2，开关器件s1的导通或截止受通讯单元20控制。
45.充电管理单元10可包括控制模块11和开关器件s2，开关器件s2可为pmos晶体管或nmos晶体管，其为受控制模块11控制的功率器件。开关器件s1和控制模块11可接收通讯单元20发送的控制信号cen进行相应动作，实现低速通讯或高度通讯，具体地：
46.在低速通讯模式下，开关器件s1处于导通状态，控制模块11工作时可通过电容c1来维持稳定。此时若终端设备如手机通过vchg发送信息至通讯单元20，通知后面开始高速通讯模式，通讯单元20接受到此指令后，可发送控制信号cen如低电平，控制开关器件s1断路，同时控制控制模块11停止充电功能。
47.在高速通讯模式下，开关器件s1断开，使电容c1不会影响通讯速度，充电盒可以通过vchg发送升级软件至无线耳机。当升级软件发送完成后，可以通知通讯单元20进入低速通讯模式，则通讯单元20可发送控制信号cen信号如高电平，控制开关器件s1导通，并控制控制模块11工作，实现对电池bat1的充电功能。
48.专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
49.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种无线耳机电路，其特征在于，包括：电池和充电管理单元，所述电池的一端耦接接地端，另一端与所述充电管理单元耦接，以便所述充电管理单元对所述电池进行充电管理；通讯单元，其与第一节点耦接，以便在所述第一节点与充电盒耦接时，与所述充电盒之间建立有线通讯连接；第一开关器件，其一端与所述第一节点耦接，另一端与第二节点耦接；电容，其一端与所述接地端耦接，另一端与所述第二节点耦接；其中，所述充电管理单元的第一输入端与所述第二节点耦接；在所述第一节点与所述充电盒耦接时，若需要对所述电池进行充电管理，则使所述第一开关器件闭合，以便所述电容能够稳定所述充电管理单元的工作状态；若不需要对所述电池进行充电管理，则使所述第一开关器件断开；所述第一开关器件断开时所述通讯单元与所述充电盒之间进行有线通讯的速度大于所述第一开关器件闭合时所述通讯单元与所述充电盒之间进行有线通讯的速度。2.根据权利要求1所述的无线耳机电路，其特征在于，所述第一开关器件、所述电池、所述充电管理单元和所述通讯单元设置在芯片上；所述芯片具有与所述第一节点耦接的第一引脚、与所述第二节点耦接的第二引脚和与所述接地端耦接的接地引脚；所述电容的一端耦接所述接地引脚，另一端耦接所述第二引脚。3.根据权利要求1所述的无线耳机电路，其特征在于，所述充电管理单元包括控制模块和第二开关器件，所述第二开关器件的一端与所述第一节点耦接且另一端与所述电池耦接，所述控制模块的第一输入端与第二节点耦接，所述控制模块的第二输入端用于接收所述通讯单元发送的控制指令，所述控制模块的信号输出端与所述第二开关器件耦接，所述控制模块在接收到所述控制指令后生成控制信号，并通过所述信号输出端输出给所述第二开关器件，以控制所述第二开关器件进行或停止进行充电管理。4.根据权利要求3所述的无线耳机电路，其特征在于：所述第二开关器件包括pmos晶体管，所述pmos晶体管的栅极与所述控制模块的信号输出端耦接，所述pmos晶体管的源极与所述第一节点耦接，所述pmos晶体管的漏极与所述电池耦接，所述控制模块通过所述控制信号控制所述栅极电压的大小，来调整所述源极与所述栅极之间的电压差，以控制充电电流大小，实现充电管理；或，所述第二开关器件包括nmos晶体管，所述nmos晶体管的栅极与所述控制模块的信号输出端耦接，所述nmos晶体管的漏极与所述第一节点耦接，所述nmos晶体管的源极与所述电池耦接，所述控制模块通过所述控制信号控制所述栅极电压的大小，来调整所述源极与所述栅极之间的电压差，以控制充电电流大小，实现充电管理。5.根据权利要求1所述的无线耳机电路，其特征在于，所述通讯单元控制所述第一开关器件的闭合或断开并控制所述充电管理单元对所述电池进行或停止进行充电管理。6.根据权利要求5所述的无线耳机电路，其特征在于，所述第一开关器件闭合时，所述通讯单元接收所述充电盒发送的数据传输指令后，控制所述第一开关器件断开，并控制所述充电管理单元停止对所述电池进行充电管理；所述通讯单元在所述第一开关器件断开的情况下与所述充电盒进行有线通讯以传输
数据，且在数据传输完毕后，所述通讯单元接收所述充电盒发送的数据传输完毕指令，以控制所述第一开关器件闭合和控制所述充电管理单元继续进行充电管理。7.根据权利要求5所述的无线耳机电路，其特征在于：所述通讯单元通过向所述第一开关器件和所述充电管理单元同时发送控制指令，来控制所述第一开关器件的闭合或断开以及控制所述充电管理单元对所述电池进行或停止进行充电管理；或，所述通讯单元通过分别向所述第一开关器件和所述充电管理单元发送控制指令，来控制所述第一开关器件的闭合或断开以及控制所述充电管理单元对所述电池进行或停止进行充电管理。8.根据权利要求1-7中任一项所述的无线耳机电路，其特征在于：所述第一开关器件闭合时，所述通讯单元与所述充电盒通过所述有线通讯连接传输第一数据信息，所述第一数据信息包括充电盒电池的电量和/或所述充电盒的盒盖的开关状态；和/或，所述第一开关器件断开时，所述通讯单元与所述充电盒通过所述有线通讯连接传输第二数据信息，所述第二数据信息包括用于升级耳机的升级程序。9.一种无线耳机，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的无线耳机电路。10.一种无线耳机组件，其特征在于，包括充电盒以及根据权利要求9所述的无线耳机。

技术总结

本发明涉及一种无线耳机及其电路、无线耳机组件。电路包括：电池和充电管理单元，电池的一端耦接接地端，另一端耦接充电管理单元；通讯单元，耦接第一节点，以在第一节点与充电盒耦接时，与充电盒建立有线通讯连接；第一开关器件，一端与第一节点耦接，另一端与第二节点耦接；电容，一端耦接接地端，另一端耦接第二节点；充电管理单元与第二节点耦接；在第一节点与充电盒耦接时，若需要对电池进行充电管理，第一开关器件闭合，电容能稳定充电管理单元的工作状态；通讯单元在第一开关器件断开时与充电盒进行有线通讯的速度大于第一开关器件闭合时与充电盒进行有线通讯的速度。这样可实现低速通讯和高速通讯两种模式，能够更好地满足用户需求。用户需求。用户需求。