一種藍牙耳機用充電電路的製作方法
2023-05-08 03:48:11
本實用新型屬於電路設計技術領域，具體涉及一種藍牙耳機用充電電路。
背景技術：
目前，在許多電子產品例如藍牙耳機中，經常使用配套的充電器進行充電，藍牙耳機的充電電壓一般為5V。如果充電器異常或用錯充電器，輸入至產品的電壓很可能大於器件所承受的最大電壓，導致藍牙耳機損壞。為了解決此問題，目前，在藍牙耳機中設置有如圖1所示的過壓保護電路，其中V1模擬充電器，Load模擬藍牙耳機的充電電池。如圖1所示，當充電器輸出電壓V1大於D1的擊穿電壓時，穩壓二極體D1穩定三極體Q1的基極電壓且穩定Load兩端的電壓，V1通過Q1為Load提供充電電流。但是當插入正常的充電器，輸出電壓為5V時，Q1沒有反向擊穿，此時Q1導通，V1通過Q1直接對Load供電，由於Q1的PN結之間存在約為0.7V的壓降，在考慮電路中其他電壓損耗的情況下，Load兩端電壓有可能小於4.2V，導致無法正常給電池充電。因此，需要設計一種電路，在插入正常充電器時，藍牙耳機的充電電壓直接來源於充電器；當插入電壓高於正常充電器輸出的充電電壓時，將藍牙耳機充電端的電壓鉗位在正常充電器輸出的充電電壓，為藍牙耳機提供正常充電，防止藍牙耳機受到損壞。
技術實現要素：
本實用新型提供一種藍牙耳機用充電電路，通過改變流過藍牙耳機的電流路徑，改變提供給藍牙耳機的充電電池兩端的電壓，實現在插入正常充電器時，藍牙耳機的充電電壓直接來源於充電器，當插入電壓高於正常充電器輸出的充電電壓時，將藍牙耳機充電端的電壓鉗位在正常充電器輸出的充電電壓，實現對藍牙耳機的正常充電，延長藍牙耳機的使用壽命；該電路簡單易實現，降低維護成本。
為了解決上述技術問題，本實用新型提出如下技術方案予以解決：
一種藍牙耳機用充電電路，其設置在藍牙耳機的充電電池和充電器之間，其特徵在於，包括充電信號輸出電路和充電控制電路；充電信號輸出電路包括串聯在充電器正負兩端的限流電阻和穩壓二極體，限流電阻和穩壓二極體之間的抽頭輸出充電控制信號；充電控制電路與充電信號輸出電路並聯；充電控制電路包括並聯的第一控制電路和第二控制電路，第一控制電路包括第一開關電路和連接至第一開關電路輸出端的下拉電阻；第二控制電路包括並聯的第二開關電路和高電平導通的開關元件，第二控制電路的輸出端連接至充電電池的正極；充電控制信號控制第一開關電路的導通或斷開以及高電平導通的開關元件的導通或斷開；第一開關電路的輸出控制第二開關電路的導通或斷開。
進一步地，所述第一開關電路為第一PMOS管，第二開關電路為第二PMOS管，第一PMOS管的柵極與充電控制信號相連，源極與充電器的正極相連，漏極通過下拉電阻接地；第二PMOS管的柵極與第一PMOS管的漏極相連，源極與充電器的正極相連，漏極與充電電池的正極相連。
進一步地，高電平導通的開關元件為NPN三極體，其基極與充電控制信號相連，集電極與充電器的正極相連，發射極與充電電池的正極相連。
穩壓二極體的擊穿電壓為5.4V。
與現有技術相比，本實用新型的優點和有益效果是：充電器輸出電壓變化導致限流電阻的電壓和穩壓二極體的電壓變化，從而改變限流電阻和穩壓二極體之間抽頭處的充電控制信號，充電控制信號控制第一開關電路的導通或斷開，且第一開關電路的輸出控制第二開關電路的導通或斷開，進而改變流過藍牙耳機的充電電池的電流路徑，並且改變充電電池兩端的電壓，實現在插入正常充電器時，藍牙耳機的充電電壓直接來源於充電器，當插入電壓高於正常充電器輸出的充電電壓時，將藍牙耳機充電端的電壓鉗位在正常充電器輸出的充電電壓，實現對藍牙耳機的正常充電，延長藍牙耳機的充電電池的使用壽命；該電路簡單易實現，降低維護成本。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對本實用新型實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡要介紹，顯而易見地，下面描述的附圖是本實用新型的一些實施例，對於本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。
圖1為現有技術中過壓保護電路的電路原理圖；
圖2為本實用新型的藍牙耳機用充電電路的電路原理圖；
圖3為在V1為正常充電器的充電電壓時的圖2的等效電路圖一；
圖4為在V1大於正常充電器的充電電壓時的圖2的等效電路圖二。
具體實施方式
為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
如圖2所示，本實施例涉及一種藍牙耳機用充電電路，其設置在藍牙耳機的充電電池Load和充電器V1之間，包括充電信號輸出電路1和充電控制電路2；充電信號輸出電路1包括串聯在充電器V1正負兩端的限流電阻R1和穩壓二極體D1，限流電阻R1和穩壓二極體D1之間的抽頭輸出充電控制信號；充電控制電路2與充電信號輸出電路1並聯；充電控制電路3包括並聯的第一控制電路和第二控制電路，第一控制電路包括第一開關電路Q2和連接至第一開關電路Q2輸出端的下拉電阻R3，充電控制信號控制第一開關電路Q2的導通或斷開；第二控制電路包括並聯的第二開關電路Q3和高電平導通的開關元件Q1，第二控制電路的輸出端連接至充電電池Load的正極；第一開關電路Q2的輸出控制第二開關電路Q3的導通或斷開，充電控制信號控制高電平導通的開關元件Q1的導通或斷開。
具體地，如圖2所示，在本實施例中，第一開關電路Q2和第二開關電路Q3均為PMOS管，Q2的柵極與充電控制信號相連，源極與充電器V1的正極相連，漏極通過下拉電阻R3接地；Q3的柵極與Q2的漏極相連，源極與充電器V1的正極相連，漏極與充電電池Load的正極相連，其中Load的負極接地。高電平導通的開關元件Q1為NPN三極體，其柵極與充電控制信號相連，集電極與充電器V1的正極相連，發射極連接充電電池Load的正極。當然，第一開關電路和第二開關電路也均可以為能夠實現本實施例功能的模擬開關。
圖3為V1=5V時的圖2的等效電路圖；圖4為在V1>5V時的圖2的等效電路圖。假設在本實施例中，穩壓二極體D1的擊穿電壓為5.4V。如圖2所示，在V1為正常充電器的充電電壓5V時，D1未擊穿，V1幾乎全部落在D1上，因此充電控制信號為5V，且R1兩端電壓幾乎為零，Q2的Vgs=0V，因此Q2關斷，進而Q3的Vgs=-5V，Q3導通，Q1的基極電壓和發射極電壓均為5V，Q1不導通，V1直接對Load進行供電，參見圖3所示。在V1為高於正常充電電壓的充電電壓時，假設V1=6.4V，D1被擊穿，充電控制信號為5.4V，Q1基極電壓穩定為5.4V，R1兩端電壓為1V，Q2導通，進而Q3關斷，Q1導通且Q1工作在放大區，Q1發射極電壓等於Load兩端的充電電壓且均等於5.4V-Vbe （在Q1處於導通狀態時，Vbe等於PN結的導通電壓，矽二極體是0.5V至0.7V左右，鍺二極體是0.3V至0.5V左右），根據選擇三極體Q1類型的不同，Load兩端的充電電壓約為5V，其充電電流由V1通過Q1供應，參見圖4所示。
本實施例中，V1的最高耐壓為30V，輸出電流可以達到200mA，滿足大多藍牙耳機的需求。可以通過更換不同型號的穩壓二極體D1，實現不同的穩壓需求，也可以更換不同型號的MOS管和三極體來滿足不同最高耐壓的需求。
本實施例藍牙耳機用充電電路，V1電壓不同，導致限流電阻R1上電壓和D1上的電壓就不同，R1和D1之間抽頭處的充電控制信號就不同，充電控制信號用於控制Q2的導通或斷開，Q2控制Q3的導通或斷開，改變流過Load的電流路徑，並且改變Load兩端的電壓，實現在V1=5V時，Load的電壓直接來源於V1，當V1>5V時，將藍牙耳機充電端的電壓鉗位在5V，實現對充電電池Load的正常充電，延長充電電池Load的使用壽命；該充電電路簡單易實現，降低維護成本。
最後應說明的是：以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和範圍。