隔离切换装置、耳机和耳机系统的制作方法

本申请涉及耳机技术领域，特别是涉及一种隔离切换装置、耳机和耳机系统。

背景技术：

随着通讯技术的发展，耳机和充电盒之间交互的信息越来越多，一般采用串口通信的方式，以便获取较快的通信速率。一般，串口通信与充电共用同一个通路。但是耳机在通信的过程中，其充电通路会影响耳机与充电盒之间通信的速率。

技术实现要素：

本申请实施例提供了一种隔离切换装置、耳机和耳机系统，可以实现耳机充电状态与通信状态的独立切换，在通信时隔离充电通路对通信的影响。

一种隔离切换装置，应用于耳机，所述装置包括：

充电接口，用于与所述充电盒连接；

通信电路，与充电接口连接，用于传输所述充电接口接收的通信数据；

充电电路，与所述充电接口连接，用于接收充电信号，并对所述充电信号进行处理以输出适用于为所述耳机充电的目标充电信号；

切换电路，分别与所述充电接口、充电电路连接，用于接收控制信号，并根据所述控制信号和所述充电接口上的电压信号选择性导通或断开所述充电接口与所述充电电路之间的充电通路。

一种耳机，包括：

如上述的隔离切换装置；及

控制模块，分别与所述充电电路、通信电路连接。

一种耳机系统，包括：

充电盒；及

如上述的耳机。

上述隔离切换装置、耳机和耳机系统，通过该隔离切换装置，可以根据接收的控制信号以及充电接口上的电压信号来选择性导通或断开隔离切换装置中的充电通路，进而可以实现耳机充电状态与通信状态之间的自动切换，使得充电状态与通信状态相互独立，互不干扰，也即，当耳机处于通信状态时，可以避免充电通路对通信的影响，可以提高通信速率，使耳机与充电盒之间的通信更为顺畅。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请的一些实施例，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他的附图。

图1为一个实施例中隔离切换装置的应用环境示意图；

图2为一个实施例中隔离切换装置的结构框图；

图3为另一个实施例隔离切换装置的结构框图；

图4为又一个实施例隔离切换装置的结构框图；

图5为一个实施例中耳机的结构框图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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申请，并不用于限定本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。

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至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本申请的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。

图1为一个实施例中隔离切换装置的应用环境示意图。如图1所示，该应用环境包括耳机10和用于收纳并为该耳机10进行充电的充电盒20。本实施例中的隔离切换装置100，以内置于图1中的耳机10上为例进行描述。

如图2所示，本申请实施例提供一种应用于耳机10的隔离切换装置。在其中一个实施例中，隔离切换装置100包括充电接口110、通信电路120、充电电路130和切换电路140。

充电接口110，用于与充电盒20连接。其中，该充电接口110用于与充电盒20的充电接口210连接，以接收充电盒20发送的充电信号以及与充电盒20进行数据传输。

在其中一个实施例中，该耳机的充电接口110可包括第一充电触点111和第二充电触点112。其中，第一充电触点111和第二充电触点112的极性相反，示例性的，第一充电触点111为正极触点，第二充电触点112为负极触点，或第一充电触点111为负极触点、第二充电触点112为正极触点。充电盒20的充电接口210包括第三充电触点211和第四充电触点212。其中，第三充电触点211和第四充电触点212的极性相反，示例性的，第三充电触点211为正极触点，第四充电触点212为负极触点，或第三充电触点211为负极触点、第四充电触点212为正极触点。

当第三充电触点211与第一充电触点111接触导通，第四充电触点212与第二充电触点112接触导通时，可以实现通过充电盒20来为耳机充电的功能，或，来实现耳机与充电盒20之间的数据发送与接收等数据传输功能。其中，耳机与充电盒20之间可以用来传输复位指令、模式切换指令、检测指令、电量信息、温度信息、充电状态指示信息等数据。

示例性的，第三充电触点211可通过与第一充电触点111之间的磁性吸引力来实现接触，第四充电触点212可通过与第二充电触点112之间的磁性吸引力来实现接触。例如，第三充电触点211和第四充电触点212可以由磁铁制成，而第一充电触点111和第二充电触点112则可以由金属铁片等制成。当耳机放入充电盒20中时，通过耳机的第三充电触点211、第四充电触点212分别对应与充电盒20的第一充电触点111、第二充电触点112的磁性吸引将耳机引入到耳机容纳槽中，这样通过触点间的磁性吸引实现引入，节省了耳机及充电盒20的内部空间，也可以减小充电盒20的尺寸。

通信电路120，与充电接口110连接，用于传输通信数据，以将该通信数据传输至控制模块。其中，该通信电路120可直接与第一充电触点111连接，用于在第三充电触点211与第一充电触点111接触导通，第四充电触点212与第二充电触点112接触导通时，基于该通信电路120来实现耳机的控制模块与充电盒20之间的数据发送与接收等数据传输功能。示例性的，该通信电路120可以包括数据传输线，其中，该数据传输线可以为单线，也可以包括双线，例如，i2c数据总线等。

充电电路130，与充电接口110连接，用于接收充电信号，并对充电信号进行处理以输出适用于为耳机充电的充电信号。其中，该充电电路130也可与该第一充电触点111连接，用于接收该充电盒20发出的充电信号，并对该接收的充电信号进行升压或降压处理以输出适用于为耳机的电池单元进行充电的充电电压。

切换电路140，分别与充电接口110、充电电路130连接，用于接收控制信号，并根据控制信号和充电接口110上的电压信号选择性导通或断开充电接口110与充电电路130之间的充电通路。具体的，当耳机需要充电时，该切换电路140可根据接收的控制信号以及充电接口110上的电压信号导通该充电通路，以接收该充电盒20的充电信号，以为耳机充电；在充电过程中，在耳机需要与充电盒20进行通信时，该切换电路140可根据接收的控制信号断开该充电通路，进而导通通信电路120与充电接口110之间的通信通路，以实现与充电盒20之间的数据传输，以使该耳机从充电状态切换至通信状态。

在其中一个实施例中，该控制信号可以由控制模块发出，示例性的，当控制模块获取了耳机与充电盒20的连接状态时，可以根据需求来发送相应的控制信号至该控制端，以控制切换电路140的导通或断开状态。

上述实施例中的隔离切换装置100，其切换电路140可以根据接收的控制信号以及充电接口110上的电压信号来选择性导通或断开充电通路，进而可以实现耳机充电状态与通信状态之间的自动切换，使得充电状态与通信状态相互独立，互不干扰。

在其中一个实施例中，隔离切换装置100包括充电接口110、通信电路120、充电电路130、切换电路140和滤波电容，其中，滤波电容的一端分别与切换电路140、充电电路130连接，滤波电容的另一端接地。该滤波电容用于滤除充电通路上的杂散波。

本申请实施例中，该滤波电容设置在充电电路130与充电接口110之间的充电通路上，当切换电路140断开该充电通路而导通通信电路120与充电接口110直接的通信通路时，可以隔离该充电通路上的滤波电容对通信通路的影响，也即，将该滤波电容与该通信通路隔离开来，可以避免该滤波电容对通信通路的影响，以提高通信通路传输数据的速率，这样使得充电盒20和耳机之间通讯变得顺畅。

如图3所示，在其中一个实施例中，切换电路140被配置有控制端j1，用于接收控制信号。其中，切换电路140还包括：第一开关管q1和第二开关管q2。其中，第一开关管q1的控制极分别与控制端j1、充电接口110连接，第一开关管q1的第一极接地；第二开关管q2的控制极与第一开关管q1的第二极连接，第二开关管q2的第一极与充电接口110连接，第二开关管q2的第二极与充电电路130连接。

切换电路140的控制控制端j1可以接收控制信号，该控制信号用于控制第一开关管q1的导通或截止状态。其中，该控制信号可以为电平信号、阻态信号等，在本申请实施例中，对控制信号的具体类型不做进一步的限定。示例性的，当控制信号为高电平或高阻态时，可以对应控制该第一开关管q1处于导通状态；当控制信号为低电平或低阻态时，可以对应控制该第一开关管q1处于截止状态。

第二开关管q2的导通或截止状态也可以对应作用于第二开关管q2，以控制第二开关管q2的导通或截止状态。其中，第一开关管q1和第二开关管的导通或截止状态可以相同也可以相反。示例性的，第一开关管q1和第二开关管q2均处于导通状态，或，第一开关管q1和第二开关管q2均处于截止状态，或，第一开关管q1处于导通状态，且第二开关管q2均处于截止状态，或，第一开关管q1处于截止状态，且第二开关管q2均处于导通状态等。

具体的，在第一开关管q1的作用下，当第二开关管q2处于导通状态时，就可以对应导通该充电通路，以使耳机处于充电状态，当第二开关管q2处于截止状态时，就可以对应断开该充电通路，以使耳机处于通信状态，以实现耳机充电状态与通信状态之间的自由切换。

在其中一个实施例中，第一开关管q1为三极管，第二开关管q2为mos管(metaloxidesemiconductor，金属氧化物半导体场效应晶体管)。其中，该三极管的基极为第二开关管q2的控制极，三极管的发射极为第二开关管q2的第一极，三极管的集电极为第二开关管q2的第二极；该mos管的栅极为第一开关管q1的控制极，mos管的源极为第一开关管q1的第一极，mos管的漏极为第一开关管q1的第二极。也即，三极管的基极分别与控制端j1、充电接口110连接，三极管的发射极接地；mos管的栅极与三极管的集电极连接，mos管的源极与充电接口110连接，mos管的漏极与充电电路130连接。

示例性的，以第一开关管q1为npn型三极管，第二开关管q2为p型增强型mos管为例，对切换电路140的原理进行说明。

控制端j1接收的控制信号会作用于npn型三极管。其中，当该控制信号为高电平信号或高阻态时，只要该充电接口110上有电压信号(例如，5v)时，就会使该npn型三极管导通，当该npn型三极管导通时，mos管的栅极的电平为高电平，因此，可以对应导通该mos管，使得该充电电路130与充电接口110连通，以导通该充电通路。当该控制信号为低电平时，使得npn型三极管截止，mos管的栅极的电平变为低高电平，使得mos管截止，此时，断开了充电电路130与充电接口110之间的充电通路，以使该通路电路与充电盒20进行通信，同时，还可以有效避免充电通路上滤波电容对通信通路的影响，进而可提高通信效率和可靠性。

可选的，第一开关管q1和第二开关管q2还可以为其他类型的晶体管，例如，各种类型的半导体三极管、场效应管、双极性晶体管、绝缘栅双极晶体管、场效应晶体管等等。需要说明的是，在本申请实施例中，对第一开关管q1和第二开关管q2的具体类型不做进一步的限定。

参考图3，在其中一个实施例中，切换电路140包括第一开关管q1、第二开关管q2、第一电阻r1和第二电阻r2。其中，第一电阻r1的第一端与充电接口110连接，第一电阻r1的第二端分别与第一开关管q1的控制极连接；第二电阻r2的第一端与第一电阻r1的第二端连接，第二电阻r2的第二端与控制端j1连接；其中，第一电阻r1的阻值大于第二电阻r2的阻值。也即，第一电阻r1设置在充电接口110与第一开关管q1之间的通路上。当耳机处于通信状态时，其充电接口110也会有电压信号(例如，3v、1.8v)此时，该控制端j1的电平为低电平，通过将第一电阻r1的阻值设置为大于第二电阻r2的阻值，可以防止因充电接口110上有电压而导致第一开关管q1的基极分压以使第一开关管q1、第二开关管q2导通。

通过在切换电路140中设置第一电阻r1和第二电阻r2，其第一电阻r1的阻值大于第二电阻r2的阻值，这样就可以避免耳机在通信状态时被迫切换至充电状态，以影响耳机与充电盒20之间的通信，提供了耳机通信状态的稳定性。

参考图3，在其中一个实施例中，切换电路140还包括第三电阻r3。其中，第三电阻r3的第一端分别与充电接口110、第二开关管q2的第一极连接，第三电阻r3的第二端分别与第一开关管q1的第二端、第二开关管q2的控制极连接。也即，该第三电阻r3可以理解为该第二开关管q2的上拉电阻，以将不确定的信号通过一个电阻钳位在高电平，电阻同时起限流作用。

上述隔离切换装置100，通过设计切换电路140，可通过简单的第一开关管q1、第二开关管q2、电阻的组合，就可以对应实现耳机充电状态与通信状态之间的自由切换，同时，当耳机处于通信状态时，还可以隔离充电通路上滤波电容对耳机与充电盒20之间进行数据传输的影响，另外，还可以防止因充电接口110上有电压而导致第一开关管q1的基极分压以使第一开关管q1、第二开关管q2导通，以避免耳机在通信状态时被迫切换至充电状态，以影响耳机与充电盒20之间的通信，提供了耳机通信状态的稳定性。

如图4所示，在其中一个实施例中，切换电路140还包括被配置有转换端口sdo的转换单元141，转换端口sdo与控制端j1连接，其中，转换单元141用于向转换端口sdo发送转换信号，其中，该转换信号用于指示切换电路140导通充电通路。

其中，该转换单元141可为一转换芯片，可以根据耳机的状态信息来控制该转换端口sdo输出转换信号。其中，该状态信息可包括关机状态、高阻态等耳机不受控状态。示例性的，当耳机处于关机状态时，该转换芯片的转换端口sdo可以输出一转换信号，以使耳机的充电通路导通。其中，该转换信号可以为电平信号，该电平信号控制切换电路140导通充电通路。具体的，该转换端口sdo可以理解为该转换芯片的串行数据输出引脚，该串行数据输出引脚可在该转换芯片的另一控制引脚的控制下(例如，该控制引脚为高电平状态时)，输出低电平信号至切换电路140的控制端j1，进而导通该充电通路，可以避免耳机处于关机状态时，切换电路140的控制端j1输出的电平信号为低电平信号而导致充电通路断开，而造成无法为耳机进行充电而导致耳机无法开机的情况发生。

本实施例中，通过设置一个转换单元141，可以在耳机处于关机状态时，仍然可以使控制端j1接收一个高电平信号，以导通充电通路，进而可确保耳机的正常充电，这样可以避免没电关机下而出现无法开机的异常发生。

本申请实施例还提供一种耳机。如图5所示，其中一个实施例中，耳机包括上述任一实施例中的隔离切换装置100以及控制模块200。其中，该控制模块200可分别与充电电路130、通信电路120、切换电路140连接。具体的，该控制模块200可对应配置一控制引脚，以输出控制信号至切换电路140的控制端j1，以实现对切换电路140的控制。其中，控制模块200可以为耳机的主控芯片，例如蓝牙芯片、微控制单元(microcontrollerunit,mcu)等。

另外，当该控制模块200为蓝牙芯片时，其通信电路120可以包括数据传输线，当该控制模块200为mcu时，其通信电路120可包括数据传输线和蓝牙芯片。在本申请实施例中，对控制模块200、通信电路120不做进一步的限定。

上述耳机包括上述任一实施例中的隔离切换装置100，可以实现耳机在充电状态和通信状态两种状态间的自由切换，同时，当耳机与充电盒20处于数据传输的通信状态时，还可以隔离充电通路上滤波电容对耳机通信的影响，以提高通信质量。

在其中一个实施例中，耳机包括上述任一实施例中的隔离切换装置100、控制模块200和复位模块300。其中，复位模块300被配置有复位引脚，复位模块300的输入端与充电接口110连接、复位引脚与控制模块200连接，复位模块300用于接收复位指令，并根据复位指令生成复位信号以通过复位引脚以对控制模块200进行复位。其中，该复位指令是由充电盒20生成的，并将该复位指令通过耳机的充电接口110、通信电路120传输至复位模块300。

在其中一个实施例中，控制模块200可对耳机的工作状态进行检测，以检测控制模块200是否处于异常状态。其中，检测结果可具体包括充电异常信息结果、通讯异常信息结果、异常死机信息结果等。

示例性的，当检测结果为异常死机结果或通讯异常结果时，控制模块200将无法将其检测结果反馈充电盒20。充电盒20若在预设时间段未接收到耳机的反馈则生成的复位指令，并将该复位指令通过充电接口110、通信电路120传输至复位模块300。当检测结果为充电异常时，其对应的检测结果可携带充电异常信息，可以正常经充电接口110将检测结果反馈给充电盒20。充电盒20接收到该反馈，可以对该反馈进行分析，若该反馈携带的检测结果为充电异常结果时，可生成复位指令，并将该复位指令通过充电接口110、通信电路120传输至复位模块300。复位模块300接收到该复位指令后，可以根据该复位指令生成复位信号以对耳机的控制模块200进行复位。

上述实施例可通过充电接口110来传输复位指令，复位模块300通过识别该复位指令，并控制生成复位信号以对耳机的控制模块200进行复位,从而在耳机出现异常死机时通过充电盒20对其进行有效恢复操作，以使耳机恢复正常，进而有助于提高耳机的使用寿命及用户的使用体验。

本申请实施例还提供耳机系统。如图1所示，在其中一个实施例中，一种耳机系统，包括上述任一实施例中的耳机10，以及与该耳机10连接的充电盒20。其中，该耳机10可以为真无线立体声(truewirelessstereo，tws)耳机。

本实例中的耳机10，通过采用上述任一实施例中的隔离切换装置100，可以实现耳机10充电状态与通信状态之间的自动切换，使得充电状态与通信状态相互独立，互不干扰。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。