充电端电路及设备、被充电端电路及设备和充电系统的制作方法
该技术已申请专利。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
1.本技术涉及电子设备技术领域，特别是涉及一种充电端电路、被充电端电路、充电端设备、被充电端设备以及充电系统。
背景技术：
2.目前诸多电子设备，例如蓝牙耳机、智能穿戴式手环等，均内置有电池。在电池电量过低时，会将被充电端的电子设备放置于充电端设备的充电腔体内，例如充电盒，然后采用pogo-pin接口充电的充电方式对该被充电端的电子设备进行充电。而充电端设备除了需要对被充电端的电子设备进行充电外，还需要与被充电端的电子设备进行双向通讯。通常在实现充电端设备与被充电端的电子设备之间的通讯时通常采用蓝牙无线通讯方式。
3.但是上述实现方式，硬件成本高，结构复杂。
技术实现要素：
4.本技术的实施例提供一种充电端电路、被充电端电路、充电端设备、被充电端设备以及充电系统，能够降低硬件成本。
5.第一方面，本技术提供了一种充电端电路，应用于充电端设备。该充电端电路包括第一对外接口、电源组件、供电组件、第一控制组件、第一开关组件以及第二开关组件；第一控制组件与电源组件、第一开关组件以及第二开关组件均连接；供电组件与电源组件和第二开关组件均连接；第一对外接口与第一开关组件以及第二开关组件均连接；
6.第一对外接口，用于与被充电端设备连接以实现充电端设备与被充电端设备之间的通讯，或向被充电端设备供电；
7.第一控制组件，用于检测电源组件的第一电平检测信号，并根据第一电平检测信号输出用于控制第一开关组件的第一控制信号以及控制第二开关组件的第二控制信号；
8.第一开关组件，用于在第一控制信号的控制下闭合或断开第一对外接口和第一控制组件之间的通讯通路；
9.第二开关组件，用于在第二控制信号的控制下断开或闭合第一对外接口和供电组件之间的供电通路。
10.第二方面，本技术提供了一种被充电端电路，应用于被充电端设备。该被充电端电路包括第二对外接口、充电组件、第二控制组件、第三开关组件以及第四开关组件；第二控制组件与第三开关组件和第四开关组件均连接；第二对外接口与第三开关组件和第四开关组件均连接；充电组件与第四开关组件连接；
11.第二对外接口，用于与充电端设备连接以实现充电端设备和被充电端设备之间的通讯，或通过充电端设备进行充电；
12.第二控制组件，用于检测充电组件的第二电平检测信号，并根据第二电平检测信号输出第三控制信号；
13.第三开关组件，用于在第三控制信号的控制下闭合或断开第二对外接口和第二控
制组件之间的通讯通路；
14.第四开关组件，用于在第二对外接口输出的电压信号的控制下断开或闭合断开第二对外接口和充电组件之间的充电通路。
15.第三方面，本技术提供了一种充电端设备。该充电端设备包括容纳组件以及如上述第一方面所述的充电端电路；
16.容纳组件，用于容纳被充电端设备；
17.充电端电路中的第一外设接口设置于容纳组件内部，用于在容纳组件容纳有被充电端设备时与被充电端设备的被充电端电路连接。
18.第四方面，本技术提供了一种被充电端设备。该被充电端设备包括如上述第二方面所述的被充电端电路。
19.第五方面，本技术提供了一种充电系统，该充电系统包括如第三方面所述的充电端设备和如第四方面所述的被充电端设备。
20.本技术实施例提供了一种充电端电路、被充电端电路、充电端设备、被充电端设备以及充电系统，应用于充电端设备的充电端电路通过将第一控制组件与电源组件、第一开关组件以及第二开关组件均连接、将供电组件与电源组件和第二开关组件均连接，以及将第一对外接口与第一开关组件以及第二开关组件均连接；然后利用第一对外接口将充电端设备与被充电端设备连接以实现充电端设备与被充电端设备之间的通讯，或向被充电端设备供电，利用第一控制组件检测电源组件的第一电平检测信号以得到用于控制第一开关组件的第一控制信号以及控制第二开关组件的第二控制信号；之后第一开关组件会在第一控制信号的控制下闭合或断开第一对外接口和第一控制组件之间的通讯通路；第二开关组件会在第二控制信号的控制下闭合或断开第一对外接口和供电组件之间的供电通路。
21.本技术中，由于是通过第一对外接口来实现充电端设备与被充电端设备之间的通讯以及向被充电端设备供电的，即充电端设备通过复用充电端设备的充电接口的方式实现了该充电端设备的通讯功能和充电功能，无需配置独立的通讯接口，极大的降低了硬件成本；此外，在实现充电端设备的工作控制时，利用第一控制组件检测电源组件的第一电平检测信号以得到用于控制第一开关组件的第一控制信号以使第一开关组件在第一控制信号的控制下闭合或断开第一对外接口和第一控制组件之间的通讯通路以及用于控制第二开关组件的第二控制信号以使第二开关组件在第二控制信号的控制下闭合或断开第一对外接口和供电组件之间的供电通路，通过第一开关组件和第二开关组件实现了充电端设备充电逻辑和通讯逻辑的切换，电路结构简单，进一步降低了硬件成本。
附图说明
22.图1为一个实施例中充电端电路10的结构示意图；
23.图2为一个实施例中2pin接触式接口的结构示意图；
24.图3为另一个实施例中充电端电路10的结构示意图；
25.图4为一个实施例中第一开关单元1050的电路结构示意图；
26.图5为另一个实施例中第一开关单元1050的电路结构示意图；
27.图6为一个实施例中第二开关单元1051的电路结构示意图；
28.图7为一个实施例中第二开关组件106的电路结构示意图；
29.图8为一个实施例中充电端电路10的电路结构示意图；
30.图9为一个实施例中第一控制组件104的结构示意图；
31.图10为一个实施例中被充电端电路20的结构示意图；
32.图11为另一个实施例中被充电端电路20的结构示意图；
33.图12为一个实施例中第三开关单元2040的电路结构示意图；
34.图13为一个实施例中第四开关单元2041的电路结构示意图；
35.图14为一个实施例中第四开关组件205的电路结构示意图；
36.图15为一个实施例中被充电端电路20的电路结构示意图；
37.图16为一个实施例中第二控制组件203的结构示意图。
38.附图标记说明：
39.10、充电端电路；
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101、第一对外接口；
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102、电源组件；
40.103、供电组件；
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104、第一控制组件；
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105、第一开关组件；
41.106、第二开关组件；
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1050、第一开关单元；
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1051、第二开关单元；
42.20、被充电端电路；
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201、第二对外接口；
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202、充电组件；
43.203、第二控制组件；
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204、第三开关组件；
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205、第四开关组件；
44.2040、第三开关单元；
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2041、第四开关单元。
具体实施方式
45.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
46.在本技术中，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。在本技术的描述中，“至少两个”的含义是两个及两个以上，例如，两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
47.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
48.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
49.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施
方式。
50.图1为本技术实施例提供的一种充电端电路10的结构示意图。该充电端电路10应用于充电端设备。如图1所示，该充电端电路10包括第一对外接口101、电源组件102、供电组件103、第一控制组件104、第一开关组件105以及第二开关组件106；第一控制组件104与电源组件102、第一开关组件105以及第二开关组件106均连接；供电组件103与电源组件102和第二开关组件106均连接；第一对外接口101与第一开关组件105以及第二开关组件106均连接。
51.第一对外接口101，用于与被充电端设备连接以实现充电端设备与被充电端设备之间的通讯，或向被充电端设备供电。
52.可选的，该第一对外接口101为pogo-pin接口。具体的，该pogo-pin接口可为2pin接触式接口。
53.图2为本技术实施例提供了的一种2pin接触式接口的结构示意图。如图2所示，包括第一触点和第二触点，其中第一触点(即vbus端)与第一开关组件105和第二开关组件106的输出端连接；第二触点与接地端连接。
54.第一控制组件104，用于检测电源组件102的第一电平检测信号，并根据第一电平检测信号输出用于控制第一开关组件105的第一控制信号以及控制第二开关组件106的第二控制信号。
55.可选的，根据该第一电平检测信号的电压值的大小确定当前充电端设备处于通讯逻辑还是充电逻辑；若处于通讯逻辑，则输出第一控制信号以闭合第一开关单元以及输出第二控制信号以断开第二开关组件；若处于充电逻辑，则输出第二控制信号以闭合第二开关组件以及输出第一控制信号以断开第一开关单元。
56.第一开关组件105，用于在第一控制信号的控制下闭合或断开第一对外接口101和第一控制组件104之间的通讯通路；第二开关组件106，用于在第二控制信号的控制下断开或闭合第一对外接口101和供电组件103之间的供电通路。
57.可选的，在第一开关组件105在第一控制信号的控制下闭合第一对外接口101和第一控制组件104之间的通讯通路时，第二开关组件106则在第二控制信号的控制下断开第一对外接口101和供电组件103之间的供电通路；在第一开关组件105在第一控制信号的控制下断开第一对外接口101和第一控制组件104之间的通讯通路时，第二开关组件106则在第二控制信号的控制下闭合第一对外接口101和供电组件103之间的供电通路。
58.具体的，在一种可选的实现方式中，若第一控制信号为高电平信号，第一开关组件105闭合第一对外接口101和第一控制组件104之间的通讯通路；若第一控制信号为低电平信号，第一开关组件105断开第一对外接口101和第一控制组件104之间的通讯通路。
59.当第一开关组件105在第一控制信号的控制下闭合第一对外接口101和第一控制组件104之间的通讯通路时，第二控制信号可为低电平信号，第二开关组件106在低电平信号的控制下断开第一对外接口101和供电组件103之间的供电通路。当第一开关组件105在第一控制信号的控制下断开第一对外接口101和第一控制组件104之间的通讯通路时，第二控制信号可为高电平信号，第二开关组件106在高电平信号的控制下闭合第一对外接口101和供电组件103之间的供电通路。
60.在另一种可选的实现方式中，若第一控制信号为低电平信号，第一开关组件105闭
合第一对外接口101和第一控制组件104之间的通讯通路；若第一控制信号为高电平信号，第一开关组件105断开第一对外接口101和第一控制组件104之间的通讯通路。
61.当第一开关组件105在第一控制信号的控制下闭合第一对外接口101和第一控制组件104时，第二控制信号可为高电平信号，第二开关组件106在高电平信号的控制下断开第一对外接口101和供电组件103之间的供电通路。当第一开关组件105在第一控制信号的控制下断开第一对外接口101和第一控制组件104时，第二控制信号可为低电平信号，第二开关组件106在低电平信号的控制下闭合第一对外接口101和供电组件103之间的供电通路。
62.该实施例中，由于是通过第一对外接口来实现充电端设备与被充电端设备之间的通讯以及向被充电端设备供电的，即充电端设备通过复用充电端设备的充电接口的方式实现了该充电端设备的通讯功能和充电功能，无需配置独立的通讯接口，极大的降低了硬件成本；此外，在实现充电端设备的工作控制时，利用第一控制组件检测电源组件的第一电平检测信号以得到用于控制第一开关组件的第一控制信号以使第一开关组件在第一控制信号的控制下闭合或断开第一对外接口和第一控制组件之间的通讯通路以及控制第二开关组件的第二控制信号以使第二开关组件在第二控制信号的控制下闭合或断开第一对外接口和供电组件之间的供电通路，通过第一开关组件和第二开关组件实现了充电端设备充电逻辑和通讯逻辑的切换，电路结构简单，进一步降低了硬件成本。
63.图3为本技术实施例提供的另一种充电端电路10的结构示意图。进一步的，如图3所示，在一个实施例中，该第一开关组件105包括第一开关单元1050和第二开关单元1051。
64.第一开关单元1050，连接于第一控制组件104的通讯发送端和第一对外接口101之间，用于在第一控制信号为高电平信号时闭合通讯发送端和对外接口101之间的通路以实现向被充电端设备发送通讯信号。
65.可选的，该第一开关单元1050，还用于在第一控制信号为低电平信号时断开通讯发送端和对外接口101之间的通路以实现向被充电端设备发送通讯信号。
66.第二开关单元1051，连接于第一控制组件104的通讯接收端和第一对外接口101之间，用于接收被充电端设备通过第一对外接口101传输的通讯信号，并将接收到的通讯信号发送至第一控制组件104。
67.该实施例借助第一开关单元和第二开关单元实现了第一开关组件的设计，即实现了充电端设备的通讯信号的发送和接收，电路结构简单。
68.图4为本技术实施例提供的一种第一开关单元1050的电路结构示意图。在本技术实施例中，如图4所示，基于图3所示的实施例，该第一开关单元1050包括场效应管q1，其中，场效应管q1的栅极与第一控制组件104的通讯控制端连接，场效应管q1的源极与第一控制组件104的通讯发送端连接，场效应管q1的漏极与第一对外接口101连接，其中，第一控制信号(图4标注为trx_en)为第一控制组件104的通讯控制端输出的信号。
69.可选的，该场效应管q1为n沟道场效应管。
70.可选的，在充电时，第一控制信号保持低电平，此时，第一开关单元1050断开，防止第一对外接口101的vbus端电压流向第一控制组件104的通讯发送端。第二开关组件106在第二控制信号的控制下闭合第一对外接口101和供电组件103之间的供电通路。在通讯时，第二开关组件106在第二控制信号的控制下断开第一对外接口101和供电组件103之间的供
电通路，以防止第一对外接口101和供电组件103之间发生漏电。第一控制信号置为高电平，第一开关单元1050闭合，使通讯信号tx传输至第一对外接口101。
71.可选的，该第一开关单元1050还包括电阻r1，该电阻r1用于限流。
72.图5为本技术实施例提供的另一种第一开关单元1050的电路结构示意图。在一种可选的实现方式中，如图5所示，该电阻r1可连接于场效应管q1的漏极和第一对外接口101之间。在另一种可选的实现方式中，该电阻r1可连接于场效应管q1的源极和第一控制组件104之间。
73.该实施例中，通过单个场效应管实现了第一开关单元的设计，电路简单，硬件成本低；同时实现了第一控制组件和第一对外接口的隔离，保护了第一控制组件的安全。
74.图6为本技术实施例提供的一种第二开关单元1051的电路结构示意图。进一步的，如图6所示，该第二开关单元1051包括电阻r2、场效应管q2、电阻r3和场效应管q3，其中：
75.电阻r2的一端与第一控制组件104的电压输出端连接；
76.场效应管q2的漏极与电阻r2的另一端连接，场效应管q2的栅极与第一对外接口101连接，场效应管q2的源极接地；
77.电阻r3的一端与第一控制组件104的电压输出端连接；
78.场效应管q3的漏极与第一控制组件104的通讯接收端连接并与电阻r3的另一端连接，场效应管q3的栅极与场效应管q2的漏极连接，场效应管q3的源极接地；其中，场效应管q2和场效应管q3均为n沟道场效应管。
79.该申请实施例，通过两个场效应管实现了第二开关单元的设计。通过这种设计方式，可保证第一对外接口处的通讯信号和第一控制组件的通讯接收端的通讯信号的一致性，提高了第一控制组件的处理效率，简化了第一控制组件的软件处理逻辑。
80.请继续参考图3。在一个实施例中，基于上述任一实施例，该第二开关组件106，连接于第一对外接口101和供电组件103之间，具体用于：
81.在第二控制信号为高电平信号时闭合第一对外接口101和供电组件103之间的供电通路以向被充电端设备供电；在第二控制信号为低电平信号时断开第一对外接口101和供电组件103之间的供电通路以停止向被充电端设备供电。
82.可选的，供电组件103与第一控制组件104的充电控制端连接，该第二控制信号为充电控制端输出的信号。
83.图7为本技术实施例提供的一种第二开关组件106的电路结构示意图。如图7所示，该第二开关组件106包括：
84.电阻r4，电阻r4的一端与第一对外接口101连接；
85.场效应管q4，场效应管q4的栅极与第一控制组件104的充电控制端连接，场效应管q4的漏极与电阻r4的另一端连接，场效应管q4的源极接地；
86.电阻r5，电阻r5的一端与电源组件102连接；
87.场效应管q5，场效应管q5的栅极与场效应管q4的栅极连接，场效应管q5的漏极与电阻r5的另一端连接，场效应管q5的源极接地；
88.场效应管q6，场效应管q6的栅极与场效应管q4的漏极连接，场效应管q6的漏极与场效应管q7的漏极连接，场效应管q6的源极与第一对外接口101连接；
89.场效应管q7的栅极与场效应管q5的漏极连接，场效应管q7的源极与电源组件102
连接；其中，场效应管q4和场效应管q5均为n沟道场效应管，场效应管q6和场效应管q7均为p沟道场效应管。
90.该实施例中，通过第二开关组件的结构，实现了第一对外接口与供电组件的隔离，降低了电路受损的几率。
91.图8为本技术实施例提供的一种充电端电路10的电路结构示意图。图9为本技术实施例提供的一种第一控制组件104的结构示意图。请参考图8和图9，该充电端电路10的电路结构为：
92.第一控制组件104至少包括trx_en引脚(即通讯控制端，第一控制信号的输出端)、tx引脚(即通讯发送端)、rx引脚(即通讯接收端)、chg_en引脚(即充电控制端，第二控制信号的输出端)以及vcc引脚(即电压输出端，用于为第一控制组件提供电源以及为第一控制信号和第二控制信号提供参考电平)。
93.n沟道场效应管q1和电阻r1组成第一开关单元1050，第一开关单元1050由trx_en引脚端输出的第一控制信号控制。其中电阻r1为限流电阻。
94.电阻r2、n沟道场效应管q2、电阻r3和n沟道场效应管q3组成第二开关单元1051。该第二开关单元1051由第一对外接口101的接口电平控制。其中电阻r2、n沟道场效应管q2可以将第一对外接口101处的高电平转换为低电平输出到n沟道场效应管q3的栅极，将低电平转换为高电平输出到n沟道场效应管q3的漏极，即可以在n沟道场效应管q3的漏极输出与第一对外接口101的接口电平高低同步的通讯信号。
95.电阻r4、n沟道场效应管q4、电阻r5、n沟道场效应管q5、p沟道场效应管q6以及p沟道场效应管q7组成第二开关组件106，第二开关组件106由chg_en引脚输出的第二控制信号控制。当第二控制信号为高电平，且第一对外接口101的接口电平为高电平时或者供电组件103的输出端vout的输出电压信号为高电平时，p沟道场效应管q6以及p沟道场效应管q7导通。
96.该充电端电路10的通讯逻辑和充电逻辑如下：
97.trx_en引脚端输出的第一控制信号的电平默认置为低电平，第一对外接口101的接口电平不能流向第一控制组件104的通讯发送端(tx引脚)。
98.当充电端电路10对外充电时，trx_en引脚端输出的第一控制信号的电平保持低电平以关断第一开关单元1050，防止第一对外接口101处的电压vbus流向第一控制组件104的tx引脚。之后将chg_en引脚输出的第二控制信号置高电平，以打开第二开关组件106，使供电组件103的输出电压vout可以经过p沟道场效应管q6以及p沟道场效应管q7流向第一对外接口101。同时，由于第二开关组件106使用场效应管栅极做了电平隔离，第一控制组件104的通讯接收端(rx引脚)将保持与第一控制组件104的电压输出端vcc同电位的高电平。
99.当充电端电路10对外通讯时，chg_en引脚输出的第二控制信号置为低电平以关断第二开关组件106，以防止第一对外接口101和供电组件103的输出电压vout之间存在漏电。将trx_en引脚端输出的第一控制信号的电平置为高电平以打开第一开关单元1050，使第一控制组件104的通讯发送端(tx引脚)输出的通讯发射信号可以经过n沟道场效应管q1传输到第一对外接口101。同时，第二开关组件106可以实现第一对外接口101的接口电平和通讯接收端(rx引脚)接收到的通讯接收信号之间的电平转换和信号高低电平同步。当第一对外接口101接收到被充电端设备的信号发送的通讯信号时会被通讯接收端(rx引脚)同步接收
到。虽然充电端设备对外发送通讯发射信号时，通讯接收端(rx引脚)也可以同步接收到，但因对外发送的信号是第一控制组件104的主动行为，第一控制组件104可以自主对通讯接收端(rx引脚)接收到的充电端设备对外发送的通讯发射信号进行忽略处理；具体的，第一控制组件104可根据通讯接收端(rx引脚)接收到通讯接收信号的时间来确定该通讯接收信号是否为被充电端设备传输的通讯信号。
100.图10为本技术实施例提供的一种被充电端电路20的结构示意图。在一个实施例中，如图10所示，本技术实施例提供了一种被充电端电路20，应用于被充电端设备。该被充电端电路20包括第二对外接口201、充电组件202、第二控制组件203、第三开关组件204以及第四开关组件205；第二控制组件203与第三开关组件204和第四开关组件205均连接；第二对外接口201与第三开关组件204和第四开关组件205均连接；充电组件202与第四开关组件205连接。
101.第二对外接口201，用于与充电端设备连接以实现充电端设备和被充电端设备之间的通讯，或通过充电端设备进行充电。
102.其中，该第二对外接口201与充电端设备的对外接口适配连接。
103.第二控制组件203，用于检测充电组件202的第二电平检测信号，并根据第二电平检测信号输出第三控制信号。
104.可选的，第二控制组件203可通过检测第二电平检测信号判断被充电端设备处于充电逻辑还是通讯逻辑。
105.在一种可选的实现方式中，检测该第二电平检测信号的电压是否高于预设阈值，若该第二电平检测信号的电压高于预设阈值，则被充电端设备处于充电逻辑，第三控制信号为高电平信号；若该第二电平检测信号的电压小于预设阈值，则被充电端设备处于通讯逻辑，第三控制信号为低电平信号。
106.在另一种可选的实现方式中，检测该第二电平检测信号的电压是否高于预设阈值，若该第二电平检测信号的电压高于预设阈值，则被充电端设备处于充电逻辑，第三控制信号为低电平信号；若该第二电平检测信号的电压小于预设阈值，则被充电端设备处于通讯逻辑，第三控制信号为高电平信号。
107.第三开关组件204，用于在第三控制信号的控制下闭合或断开第二对外接口201和第二控制组件203之间的通讯通路。第四开关组件205，用于在第二对外接口201输出的电压信号的控制下断开或闭合第二对外接口201和充电组件202之间的充电通路。
108.在一种可选的实现方式中，当第二对外接口201输出的电压(即图10中的第四控制信号)高于预设阈值电平时，第四开关组件205闭合第二对外接口201和充电组件202之间的充电通路；此时，第三控制信号为高电平信号，第三开关组件204断开第二对外接口201和第二控制组件203之间的通讯通路。当第二对外接口201输出的电压(即图10中的第四控制信号)低于预设阈值电平时，第四开关组件205断开第二对外接口201和充电组件202之间的充电通路；第三控制信号为低电平信号，第三开关组件204闭合第二对外接口201和第二控制组件203之间的通讯通路。
109.在另一种可选的实现方式中，当第二对外接口201输出的电压(即图10中的第四控制信号)高于预设阈值电平时，第四开关组件205闭合第二对外接口201和充电组件202之间的充电通路；此时，第三控制信号为低电平信号，第三开关组件204断开第二对外接口201和
第二控制组件203之间的通讯通路。当第二对外接口201输出的电压(即图10中的第四控制信号)低于预设阈值电平时，第四开关组件205断开第二对外接口201和充电组件202之间的充电通路；第三控制信号为高电平信号，第三开关组件204闭合第二对外接口201和第二控制组件203之间的通讯通路。
110.该实施例中，由于是通过第二对外接口来实现充电端设备和被充电端设备之间的通讯以及通过充电端设备进行充电的，即被充电端设备通过复用充电端设备的充电接口的方式实现了该被充电端设备的通讯功能和充电功能，无需配置独立的通讯接口，极大的降低了硬件成本；在实现被充电端设备的工作控制时，利用第二控制组件检测充电组件的第二电平检测信号以判断该被充电端设备是处于被充电逻辑还是通讯逻辑，并根据第二电平检测信号输出第三控制信号以使第三开关组件在第三控制信号的控制下闭合或断开第二对外接口和第二控制组件之间的通讯通路；同时利用第四开关组件在第二对外接口输出的电压信号的控制下断开或闭合第二对外接口和充电组件之间的充电通路，通过第三开关组件和第四开关组件实现了被充电端设备充电逻辑和通讯逻辑的切换，电路结构简单，进一步降低了硬件成本。
111.图11为本技术实施例提供的另一种被充电端电路20的结构示意图。在一个实施例中，如图11所示，基于上述实施例，该第三开关组件204包括第三开关单元2040和第四开关单元2041。
112.第三开关单元2040，连接于第二控制组件203的通讯发送端和第二对外接口201之间，用于在第三控制信号为高电平信号时闭合第二对外接口201和第二控制组件203之间的通讯通路以实现向充电端设备发送通讯信号。
113.可选的，如图10所示，该被充电端电路20还包括电源，与第二控制组件203连接，用于对第二控制组件203供电。
114.图12为本技术实施例提供的第三开关单元2040的电路结构示意图。在一种可选的实现的方式中，图12所示，该第三开关单元2040包括电阻r9和场效应管q10，其中：
115.电阻r9的一端与第二对外接口201连接；场效应管q10的栅极与第二控制组件203的通讯控制端连接，场效应管q10的源极与第二控制组件203的通讯发送端连接，场效应管q10的漏极与电阻r9的另一端连接，其中，第三控制信号为第二控制组件203的通讯控制输出的信号。其中，该场效应管q10可为n沟道场效应管。
116.在另一种可选的实现方式中，该第三开关单元2040包括的电阻r9的连接位置可做调整，可连接于场效管q10的源极与第二控制组件203之间。
117.在其他实现方式中，该第三开关单元2040可仅包括场效应管q10。
118.第四开关单元2041，连接于第二控制组件203的通讯接收端和第二对外接口201之间，用于接收充电端设备通过第二对外接口201传输的通讯信号，并将接收到的通讯信号发送至第二控制组件203。
119.图13为本技术实施例提供的第四开关单元2041的电路结构示意图。可选的，如图13所示，该第四开关单元2041包括电阻r10、场效应管q11、电阻r11和场效应管q12，其中：
120.电阻r10的一端与第二控制组件203的电压输出端连接；
121.场效应管q11的漏极与电阻r10的另一端连接，场效应管q11的栅极与第二对外接口201连接，场效应管q11的源极接地；
122.电阻r11的一端与第二控制组件203的电压输出端连接；
123.场效应管q12的漏极与第二控制组件203的通讯接收端连接并与电阻r11的另一端连接，场效应管q12的栅极与场效应管q11的漏极连接，场效应管q12的源极接地；其中，场效应管q11和场效应管q12均为n沟道场效应管。
124.该实施例借助第三开关单元和第四开关单元实现了第三开关组件的设计，即实现了被充电端设备的通讯信号的发送和接收，电路结构简单。
125.在一个实施例中，基于图10或图11所示的实施例，该第四开关组件205，具体用于：
126.在第二对外接口201输出的电压高于预设阈值电平时闭合第二对外接口201和充电组件202之间的充电通路以通过充电端设备进行充电；在第二对外接口201输出的电压低于预设阈值电平时断开第二对外接口201和充电组件202之间的充电通路以停止充电。
127.该实施例中，通过第二对外接口输出的电压信号来实现第四开关组件的控制，进而实现了充电通路和通讯通路的隔离。
128.图14为本技术实施例提供的第四开关组件205的电路结构示意图。进一步的，如图14所示，充电组件202包括相互连接的充电芯片单元和充电检测单元，第二电平检测信号为充电检测单元输出的电平信号；第四开关组件205，包括：
129.电阻r6的一端与第二对外接口201连接；电阻r7的一端与第二对外接口201连接；三极管q8，三极管q8的集电极与电阻r7的另一端连接，三极管q8的基极与电阻r6的另一端连接，三极管q8的发射极接地；电阻r8的一端与三极管q8的基极连接，电阻r8的另一端接地；场效应管q9的栅极与三极管q8的集电极连接，场效应管q9的漏极与充电芯片单元连接，场效应管q9的源极与第二对外接口201连接。
130.请继续参见图14。可选的，该充电检测单元包括电阻r12和电阻r13。电阻r12的第一端与充电芯片连接，电阻r12的第二端与电阻r13的第一端连接，电阻r13的第二端接地。该第二电平检测信号(vchg_det)为电阻r12的第二端输出的电平信号。
131.具体的，该电阻r12的第一端与充电芯片的电源端连接(即图14中vchg端)。
132.该实施例，实现了第四开关组件的结构设计，同时通过场效应管实现了第四开关组件的保护，降低了电路受损的几率。
133.图15为本技术实施例提供的一种被充电端电路20的电路结构示意图。图16为本技术实施例提供的一种第二控制组件203的结构示意图。如图15以及图16所示，该被充电端电路20的电路结构为：
134.第二控制组件203至少包括utrx_en引脚(即通讯控制端，即第三控制信号的输出端)、uart_tx引脚(即通讯发送端)、uart_rx引脚(即通讯接收端)、vchg_det引脚(即第二电平检测信号的接收端)以及vcc引脚(即电压输出端，用于为第二控制组件提供电源以及为第三控制信号以及第二电平检测信号提供参考电平)。
135.n沟道场效应管q10和电阻r9组成第三开关单元2040，第三开关单元2040由utrx_en引脚端输出的第三控制信号控制。其中电阻r9为限流电阻。
136.电阻r10、n沟道场效应管q11、电阻r11和n沟道场效应管q12组成第二开关单元2041。该第二开关单元2041由第二对外接口201的接口电平控制。q12漏极的电平高低与第二对外接口201的电平高低一致。该高电平电位被转换为第二控制组件203的输出电压vcc同电位。
137.电阻r6、三极管q8、电阻r7、p沟道场效应管q9以及电阻r8组成第四开关组件205。充电芯片的电源端(图15中vchg)和电阻r12、r13组成充电检测单元，当第四开关组件205被第二对外接口201的输出电压打开时，第二控制单元203可以通过由第二对外接口201的输出的第二电平检测信号(即vchg_det引脚端接收到的信号)感知该被充电端设备已接入充电端设备。
138.该被充电端电路20的通讯逻辑和充电逻辑如下：
139.utrx_en引脚端输出的第三控制信号的电平默认置为低电平，第二对外接口201的接口电平不能流向第二控制组件203的uart_tx引脚端。
140.当充电端设备对该被充电端设备进行供电时，r6、r8分压达到q8的vbe电压范围，使q8工作在饱和状态，q9栅极电平被拉低，q9导通，同时第二控制组件203通过vchg_det引脚端接收到的第二电平检测信号的电平变化(由低电平转换为高电平)获知充电端设备的接入，utrx_en引脚端输出的第三控制信号继续保持低电平，开启充电组件202进行充电。其中，充电端设备对该被充电端设备进行供电的供电电压的电压值可设定的。对应的，电阻r12、电阻r13是根据该供电电压和第二控制组件的预设输出的电源电压vcc来适配的。例如，供电电压为5v，vcc为3.3v时，r12、r13的阻值满足以下公式即可：5v*(r13/(r12+r13)＝3.3v。
141.当充电端设备对该被充电端设备发送通讯信号时，由于充电端设备的控制组件的预设电平的电平值小于供电电压，第二对外接口201的接口电平较低，r6、r8分压未达到q8的vbe电压范围，使q8工作在截止状态，q9栅极和源极同电平截止，vchg_det引脚接收到的第二电平检测信号的电平为低电平。第四开关单元2041可以实现第二对外接口201的接口电平与第二控制组件203中的通讯信号接收端(uart_rx引脚)接收到的信号之间的电平转换和信号高低电平同步，充电端设备发送的通讯发射信号被第二控制组件203的通讯信号接收端(uart_rx引脚)同步接收。第二控制组件203通过协议确定为充电端设备发起的通讯时，将utrx_en引脚端输出的第三控制信号置为高电平，打开第三开关单元2040，并可以通过第三开关单元2040对外发送通讯数据。其中，该预设电平的电平值可由人工设定，该预设电平的电平值需小于供电电压的电压值，可通过调整r12以及r13的阻值以匹配充电端设备的控制组件的预设电平。
142.当充电端设备和被充电端设备之间通过通讯协议确定通讯结束后，充电端设备将第一控制组件104中trx_en引脚端输出的第一控制信号置为低电平、被充电端设备将第二控制组件203中utrx_en引脚端输出的第三控制信号的电平置为低电平，以防止漏电。
143.在一个实施例中，本技术提供了一种充电端设备。该充电端设备包括容纳组件以及上述任一实施例所述的充电端电路10；容纳组件，用于容纳被充电端设备；充电端电路10中的第一外设接口101设置于容纳组件内部，用于在容纳组件容纳有被充电端设备时与被充电端设备的被充电端电路20连接。
144.可选的，该充电端设备为充电仓或充电盒。
145.可选的，该容纳组件的形状可以方形、柱状或球状等，此处不做限制。
146.在一个实施例中，本技术还提供了一种被充电端设备。该被充电端设备包括如上述任一实施例所述的被充电端电路20。
147.其中，该被充电端设备包括蓝牙耳机或加热设备等等。
148.在一个实施例中，本技术提供了一种充电系统，该充电系统包括如上述任一实施例所述的充电端设备和如上述任一实施例的被充电端设备。
149.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
150.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的保护范围应以所附权利要求为准。
1.本技术涉及电子设备技术领域，特别是涉及一种充电端电路、被充电端电路、充电端设备、被充电端设备以及充电系统。
背景技术：
2.目前诸多电子设备，例如蓝牙耳机、智能穿戴式手环等，均内置有电池。在电池电量过低时，会将被充电端的电子设备放置于充电端设备的充电腔体内，例如充电盒，然后采用pogo-pin接口充电的充电方式对该被充电端的电子设备进行充电。而充电端设备除了需要对被充电端的电子设备进行充电外，还需要与被充电端的电子设备进行双向通讯。通常在实现充电端设备与被充电端的电子设备之间的通讯时通常采用蓝牙无线通讯方式。
3.但是上述实现方式，硬件成本高，结构复杂。
技术实现要素：
4.本技术的实施例提供一种充电端电路、被充电端电路、充电端设备、被充电端设备以及充电系统，能够降低硬件成本。
5.第一方面，本技术提供了一种充电端电路，应用于充电端设备。该充电端电路包括第一对外接口、电源组件、供电组件、第一控制组件、第一开关组件以及第二开关组件；第一控制组件与电源组件、第一开关组件以及第二开关组件均连接；供电组件与电源组件和第二开关组件均连接；第一对外接口与第一开关组件以及第二开关组件均连接；
6.第一对外接口，用于与被充电端设备连接以实现充电端设备与被充电端设备之间的通讯，或向被充电端设备供电；
7.第一控制组件，用于检测电源组件的第一电平检测信号，并根据第一电平检测信号输出用于控制第一开关组件的第一控制信号以及控制第二开关组件的第二控制信号；
8.第一开关组件，用于在第一控制信号的控制下闭合或断开第一对外接口和第一控制组件之间的通讯通路；
9.第二开关组件，用于在第二控制信号的控制下断开或闭合第一对外接口和供电组件之间的供电通路。
10.第二方面，本技术提供了一种被充电端电路，应用于被充电端设备。该被充电端电路包括第二对外接口、充电组件、第二控制组件、第三开关组件以及第四开关组件；第二控制组件与第三开关组件和第四开关组件均连接；第二对外接口与第三开关组件和第四开关组件均连接；充电组件与第四开关组件连接；
11.第二对外接口，用于与充电端设备连接以实现充电端设备和被充电端设备之间的通讯，或通过充电端设备进行充电；
12.第二控制组件，用于检测充电组件的第二电平检测信号，并根据第二电平检测信号输出第三控制信号；
13.第三开关组件，用于在第三控制信号的控制下闭合或断开第二对外接口和第二控
制组件之间的通讯通路；
14.第四开关组件，用于在第二对外接口输出的电压信号的控制下断开或闭合断开第二对外接口和充电组件之间的充电通路。
15.第三方面，本技术提供了一种充电端设备。该充电端设备包括容纳组件以及如上述第一方面所述的充电端电路；
16.容纳组件，用于容纳被充电端设备；
17.充电端电路中的第一外设接口设置于容纳组件内部，用于在容纳组件容纳有被充电端设备时与被充电端设备的被充电端电路连接。
18.第四方面，本技术提供了一种被充电端设备。该被充电端设备包括如上述第二方面所述的被充电端电路。
19.第五方面，本技术提供了一种充电系统，该充电系统包括如第三方面所述的充电端设备和如第四方面所述的被充电端设备。
20.本技术实施例提供了一种充电端电路、被充电端电路、充电端设备、被充电端设备以及充电系统，应用于充电端设备的充电端电路通过将第一控制组件与电源组件、第一开关组件以及第二开关组件均连接、将供电组件与电源组件和第二开关组件均连接，以及将第一对外接口与第一开关组件以及第二开关组件均连接；然后利用第一对外接口将充电端设备与被充电端设备连接以实现充电端设备与被充电端设备之间的通讯，或向被充电端设备供电，利用第一控制组件检测电源组件的第一电平检测信号以得到用于控制第一开关组件的第一控制信号以及控制第二开关组件的第二控制信号；之后第一开关组件会在第一控制信号的控制下闭合或断开第一对外接口和第一控制组件之间的通讯通路；第二开关组件会在第二控制信号的控制下闭合或断开第一对外接口和供电组件之间的供电通路。
21.本技术中，由于是通过第一对外接口来实现充电端设备与被充电端设备之间的通讯以及向被充电端设备供电的，即充电端设备通过复用充电端设备的充电接口的方式实现了该充电端设备的通讯功能和充电功能，无需配置独立的通讯接口，极大的降低了硬件成本；此外，在实现充电端设备的工作控制时，利用第一控制组件检测电源组件的第一电平检测信号以得到用于控制第一开关组件的第一控制信号以使第一开关组件在第一控制信号的控制下闭合或断开第一对外接口和第一控制组件之间的通讯通路以及用于控制第二开关组件的第二控制信号以使第二开关组件在第二控制信号的控制下闭合或断开第一对外接口和供电组件之间的供电通路，通过第一开关组件和第二开关组件实现了充电端设备充电逻辑和通讯逻辑的切换，电路结构简单，进一步降低了硬件成本。
附图说明
22.图1为一个实施例中充电端电路10的结构示意图；
23.图2为一个实施例中2pin接触式接口的结构示意图；
24.图3为另一个实施例中充电端电路10的结构示意图；
25.图4为一个实施例中第一开关单元1050的电路结构示意图；
26.图5为另一个实施例中第一开关单元1050的电路结构示意图；
27.图6为一个实施例中第二开关单元1051的电路结构示意图；
28.图7为一个实施例中第二开关组件106的电路结构示意图；
29.图8为一个实施例中充电端电路10的电路结构示意图；
30.图9为一个实施例中第一控制组件104的结构示意图；
31.图10为一个实施例中被充电端电路20的结构示意图；
32.图11为另一个实施例中被充电端电路20的结构示意图；
33.图12为一个实施例中第三开关单元2040的电路结构示意图；
34.图13为一个实施例中第四开关单元2041的电路结构示意图；
35.图14为一个实施例中第四开关组件205的电路结构示意图；
36.图15为一个实施例中被充电端电路20的电路结构示意图；
37.图16为一个实施例中第二控制组件203的结构示意图。
38.附图标记说明：
39.10、充电端电路；
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101、第一对外接口；
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102、电源组件；
40.103、供电组件；
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104、第一控制组件；
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105、第一开关组件；
41.106、第二开关组件；
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1050、第一开关单元；
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1051、第二开关单元；
42.20、被充电端电路；
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201、第二对外接口；
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202、充电组件；
43.203、第二控制组件；
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204、第三开关组件；
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205、第四开关组件；
44.2040、第三开关单元；
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2041、第四开关单元。
具体实施方式
45.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
46.在本技术中，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。在本技术的描述中，“至少两个”的含义是两个及两个以上，例如，两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
47.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
48.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
49.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施
方式。
50.图1为本技术实施例提供的一种充电端电路10的结构示意图。该充电端电路10应用于充电端设备。如图1所示，该充电端电路10包括第一对外接口101、电源组件102、供电组件103、第一控制组件104、第一开关组件105以及第二开关组件106；第一控制组件104与电源组件102、第一开关组件105以及第二开关组件106均连接；供电组件103与电源组件102和第二开关组件106均连接；第一对外接口101与第一开关组件105以及第二开关组件106均连接。
51.第一对外接口101，用于与被充电端设备连接以实现充电端设备与被充电端设备之间的通讯，或向被充电端设备供电。
52.可选的，该第一对外接口101为pogo-pin接口。具体的，该pogo-pin接口可为2pin接触式接口。
53.图2为本技术实施例提供了的一种2pin接触式接口的结构示意图。如图2所示，包括第一触点和第二触点，其中第一触点(即vbus端)与第一开关组件105和第二开关组件106的输出端连接；第二触点与接地端连接。
54.第一控制组件104，用于检测电源组件102的第一电平检测信号，并根据第一电平检测信号输出用于控制第一开关组件105的第一控制信号以及控制第二开关组件106的第二控制信号。
55.可选的，根据该第一电平检测信号的电压值的大小确定当前充电端设备处于通讯逻辑还是充电逻辑；若处于通讯逻辑，则输出第一控制信号以闭合第一开关单元以及输出第二控制信号以断开第二开关组件；若处于充电逻辑，则输出第二控制信号以闭合第二开关组件以及输出第一控制信号以断开第一开关单元。
56.第一开关组件105，用于在第一控制信号的控制下闭合或断开第一对外接口101和第一控制组件104之间的通讯通路；第二开关组件106，用于在第二控制信号的控制下断开或闭合第一对外接口101和供电组件103之间的供电通路。
57.可选的，在第一开关组件105在第一控制信号的控制下闭合第一对外接口101和第一控制组件104之间的通讯通路时，第二开关组件106则在第二控制信号的控制下断开第一对外接口101和供电组件103之间的供电通路；在第一开关组件105在第一控制信号的控制下断开第一对外接口101和第一控制组件104之间的通讯通路时，第二开关组件106则在第二控制信号的控制下闭合第一对外接口101和供电组件103之间的供电通路。
58.具体的，在一种可选的实现方式中，若第一控制信号为高电平信号，第一开关组件105闭合第一对外接口101和第一控制组件104之间的通讯通路；若第一控制信号为低电平信号，第一开关组件105断开第一对外接口101和第一控制组件104之间的通讯通路。
59.当第一开关组件105在第一控制信号的控制下闭合第一对外接口101和第一控制组件104之间的通讯通路时，第二控制信号可为低电平信号，第二开关组件106在低电平信号的控制下断开第一对外接口101和供电组件103之间的供电通路。当第一开关组件105在第一控制信号的控制下断开第一对外接口101和第一控制组件104之间的通讯通路时，第二控制信号可为高电平信号，第二开关组件106在高电平信号的控制下闭合第一对外接口101和供电组件103之间的供电通路。
60.在另一种可选的实现方式中，若第一控制信号为低电平信号，第一开关组件105闭
合第一对外接口101和第一控制组件104之间的通讯通路；若第一控制信号为高电平信号，第一开关组件105断开第一对外接口101和第一控制组件104之间的通讯通路。
61.当第一开关组件105在第一控制信号的控制下闭合第一对外接口101和第一控制组件104时，第二控制信号可为高电平信号，第二开关组件106在高电平信号的控制下断开第一对外接口101和供电组件103之间的供电通路。当第一开关组件105在第一控制信号的控制下断开第一对外接口101和第一控制组件104时，第二控制信号可为低电平信号，第二开关组件106在低电平信号的控制下闭合第一对外接口101和供电组件103之间的供电通路。
62.该实施例中，由于是通过第一对外接口来实现充电端设备与被充电端设备之间的通讯以及向被充电端设备供电的，即充电端设备通过复用充电端设备的充电接口的方式实现了该充电端设备的通讯功能和充电功能，无需配置独立的通讯接口，极大的降低了硬件成本；此外，在实现充电端设备的工作控制时，利用第一控制组件检测电源组件的第一电平检测信号以得到用于控制第一开关组件的第一控制信号以使第一开关组件在第一控制信号的控制下闭合或断开第一对外接口和第一控制组件之间的通讯通路以及控制第二开关组件的第二控制信号以使第二开关组件在第二控制信号的控制下闭合或断开第一对外接口和供电组件之间的供电通路，通过第一开关组件和第二开关组件实现了充电端设备充电逻辑和通讯逻辑的切换，电路结构简单，进一步降低了硬件成本。
63.图3为本技术实施例提供的另一种充电端电路10的结构示意图。进一步的，如图3所示，在一个实施例中，该第一开关组件105包括第一开关单元1050和第二开关单元1051。
64.第一开关单元1050，连接于第一控制组件104的通讯发送端和第一对外接口101之间，用于在第一控制信号为高电平信号时闭合通讯发送端和对外接口101之间的通路以实现向被充电端设备发送通讯信号。
65.可选的，该第一开关单元1050，还用于在第一控制信号为低电平信号时断开通讯发送端和对外接口101之间的通路以实现向被充电端设备发送通讯信号。
66.第二开关单元1051，连接于第一控制组件104的通讯接收端和第一对外接口101之间，用于接收被充电端设备通过第一对外接口101传输的通讯信号，并将接收到的通讯信号发送至第一控制组件104。
67.该实施例借助第一开关单元和第二开关单元实现了第一开关组件的设计，即实现了充电端设备的通讯信号的发送和接收，电路结构简单。
68.图4为本技术实施例提供的一种第一开关单元1050的电路结构示意图。在本技术实施例中，如图4所示，基于图3所示的实施例，该第一开关单元1050包括场效应管q1，其中，场效应管q1的栅极与第一控制组件104的通讯控制端连接，场效应管q1的源极与第一控制组件104的通讯发送端连接，场效应管q1的漏极与第一对外接口101连接，其中，第一控制信号(图4标注为trx_en)为第一控制组件104的通讯控制端输出的信号。
69.可选的，该场效应管q1为n沟道场效应管。
70.可选的，在充电时，第一控制信号保持低电平，此时，第一开关单元1050断开，防止第一对外接口101的vbus端电压流向第一控制组件104的通讯发送端。第二开关组件106在第二控制信号的控制下闭合第一对外接口101和供电组件103之间的供电通路。在通讯时，第二开关组件106在第二控制信号的控制下断开第一对外接口101和供电组件103之间的供
电通路，以防止第一对外接口101和供电组件103之间发生漏电。第一控制信号置为高电平，第一开关单元1050闭合，使通讯信号tx传输至第一对外接口101。
71.可选的，该第一开关单元1050还包括电阻r1，该电阻r1用于限流。
72.图5为本技术实施例提供的另一种第一开关单元1050的电路结构示意图。在一种可选的实现方式中，如图5所示，该电阻r1可连接于场效应管q1的漏极和第一对外接口101之间。在另一种可选的实现方式中，该电阻r1可连接于场效应管q1的源极和第一控制组件104之间。
73.该实施例中，通过单个场效应管实现了第一开关单元的设计，电路简单，硬件成本低；同时实现了第一控制组件和第一对外接口的隔离，保护了第一控制组件的安全。
74.图6为本技术实施例提供的一种第二开关单元1051的电路结构示意图。进一步的，如图6所示，该第二开关单元1051包括电阻r2、场效应管q2、电阻r3和场效应管q3，其中：
75.电阻r2的一端与第一控制组件104的电压输出端连接；
76.场效应管q2的漏极与电阻r2的另一端连接，场效应管q2的栅极与第一对外接口101连接，场效应管q2的源极接地；
77.电阻r3的一端与第一控制组件104的电压输出端连接；
78.场效应管q3的漏极与第一控制组件104的通讯接收端连接并与电阻r3的另一端连接，场效应管q3的栅极与场效应管q2的漏极连接，场效应管q3的源极接地；其中，场效应管q2和场效应管q3均为n沟道场效应管。
79.该申请实施例，通过两个场效应管实现了第二开关单元的设计。通过这种设计方式，可保证第一对外接口处的通讯信号和第一控制组件的通讯接收端的通讯信号的一致性，提高了第一控制组件的处理效率，简化了第一控制组件的软件处理逻辑。
80.请继续参考图3。在一个实施例中，基于上述任一实施例，该第二开关组件106，连接于第一对外接口101和供电组件103之间，具体用于：
81.在第二控制信号为高电平信号时闭合第一对外接口101和供电组件103之间的供电通路以向被充电端设备供电；在第二控制信号为低电平信号时断开第一对外接口101和供电组件103之间的供电通路以停止向被充电端设备供电。
82.可选的，供电组件103与第一控制组件104的充电控制端连接，该第二控制信号为充电控制端输出的信号。
83.图7为本技术实施例提供的一种第二开关组件106的电路结构示意图。如图7所示，该第二开关组件106包括：
84.电阻r4，电阻r4的一端与第一对外接口101连接；
85.场效应管q4，场效应管q4的栅极与第一控制组件104的充电控制端连接，场效应管q4的漏极与电阻r4的另一端连接，场效应管q4的源极接地；
86.电阻r5，电阻r5的一端与电源组件102连接；
87.场效应管q5，场效应管q5的栅极与场效应管q4的栅极连接，场效应管q5的漏极与电阻r5的另一端连接，场效应管q5的源极接地；
88.场效应管q6，场效应管q6的栅极与场效应管q4的漏极连接，场效应管q6的漏极与场效应管q7的漏极连接，场效应管q6的源极与第一对外接口101连接；
89.场效应管q7的栅极与场效应管q5的漏极连接，场效应管q7的源极与电源组件102
连接；其中，场效应管q4和场效应管q5均为n沟道场效应管，场效应管q6和场效应管q7均为p沟道场效应管。
90.该实施例中，通过第二开关组件的结构，实现了第一对外接口与供电组件的隔离，降低了电路受损的几率。
91.图8为本技术实施例提供的一种充电端电路10的电路结构示意图。图9为本技术实施例提供的一种第一控制组件104的结构示意图。请参考图8和图9，该充电端电路10的电路结构为：
92.第一控制组件104至少包括trx_en引脚(即通讯控制端，第一控制信号的输出端)、tx引脚(即通讯发送端)、rx引脚(即通讯接收端)、chg_en引脚(即充电控制端，第二控制信号的输出端)以及vcc引脚(即电压输出端，用于为第一控制组件提供电源以及为第一控制信号和第二控制信号提供参考电平)。
93.n沟道场效应管q1和电阻r1组成第一开关单元1050，第一开关单元1050由trx_en引脚端输出的第一控制信号控制。其中电阻r1为限流电阻。
94.电阻r2、n沟道场效应管q2、电阻r3和n沟道场效应管q3组成第二开关单元1051。该第二开关单元1051由第一对外接口101的接口电平控制。其中电阻r2、n沟道场效应管q2可以将第一对外接口101处的高电平转换为低电平输出到n沟道场效应管q3的栅极，将低电平转换为高电平输出到n沟道场效应管q3的漏极，即可以在n沟道场效应管q3的漏极输出与第一对外接口101的接口电平高低同步的通讯信号。
95.电阻r4、n沟道场效应管q4、电阻r5、n沟道场效应管q5、p沟道场效应管q6以及p沟道场效应管q7组成第二开关组件106，第二开关组件106由chg_en引脚输出的第二控制信号控制。当第二控制信号为高电平，且第一对外接口101的接口电平为高电平时或者供电组件103的输出端vout的输出电压信号为高电平时，p沟道场效应管q6以及p沟道场效应管q7导通。
96.该充电端电路10的通讯逻辑和充电逻辑如下：
97.trx_en引脚端输出的第一控制信号的电平默认置为低电平，第一对外接口101的接口电平不能流向第一控制组件104的通讯发送端(tx引脚)。
98.当充电端电路10对外充电时，trx_en引脚端输出的第一控制信号的电平保持低电平以关断第一开关单元1050，防止第一对外接口101处的电压vbus流向第一控制组件104的tx引脚。之后将chg_en引脚输出的第二控制信号置高电平，以打开第二开关组件106，使供电组件103的输出电压vout可以经过p沟道场效应管q6以及p沟道场效应管q7流向第一对外接口101。同时，由于第二开关组件106使用场效应管栅极做了电平隔离，第一控制组件104的通讯接收端(rx引脚)将保持与第一控制组件104的电压输出端vcc同电位的高电平。
99.当充电端电路10对外通讯时，chg_en引脚输出的第二控制信号置为低电平以关断第二开关组件106，以防止第一对外接口101和供电组件103的输出电压vout之间存在漏电。将trx_en引脚端输出的第一控制信号的电平置为高电平以打开第一开关单元1050，使第一控制组件104的通讯发送端(tx引脚)输出的通讯发射信号可以经过n沟道场效应管q1传输到第一对外接口101。同时，第二开关组件106可以实现第一对外接口101的接口电平和通讯接收端(rx引脚)接收到的通讯接收信号之间的电平转换和信号高低电平同步。当第一对外接口101接收到被充电端设备的信号发送的通讯信号时会被通讯接收端(rx引脚)同步接收
到。虽然充电端设备对外发送通讯发射信号时，通讯接收端(rx引脚)也可以同步接收到，但因对外发送的信号是第一控制组件104的主动行为，第一控制组件104可以自主对通讯接收端(rx引脚)接收到的充电端设备对外发送的通讯发射信号进行忽略处理；具体的，第一控制组件104可根据通讯接收端(rx引脚)接收到通讯接收信号的时间来确定该通讯接收信号是否为被充电端设备传输的通讯信号。
100.图10为本技术实施例提供的一种被充电端电路20的结构示意图。在一个实施例中，如图10所示，本技术实施例提供了一种被充电端电路20，应用于被充电端设备。该被充电端电路20包括第二对外接口201、充电组件202、第二控制组件203、第三开关组件204以及第四开关组件205；第二控制组件203与第三开关组件204和第四开关组件205均连接；第二对外接口201与第三开关组件204和第四开关组件205均连接；充电组件202与第四开关组件205连接。
101.第二对外接口201，用于与充电端设备连接以实现充电端设备和被充电端设备之间的通讯，或通过充电端设备进行充电。
102.其中，该第二对外接口201与充电端设备的对外接口适配连接。
103.第二控制组件203，用于检测充电组件202的第二电平检测信号，并根据第二电平检测信号输出第三控制信号。
104.可选的，第二控制组件203可通过检测第二电平检测信号判断被充电端设备处于充电逻辑还是通讯逻辑。
105.在一种可选的实现方式中，检测该第二电平检测信号的电压是否高于预设阈值，若该第二电平检测信号的电压高于预设阈值，则被充电端设备处于充电逻辑，第三控制信号为高电平信号；若该第二电平检测信号的电压小于预设阈值，则被充电端设备处于通讯逻辑，第三控制信号为低电平信号。
106.在另一种可选的实现方式中，检测该第二电平检测信号的电压是否高于预设阈值，若该第二电平检测信号的电压高于预设阈值，则被充电端设备处于充电逻辑，第三控制信号为低电平信号；若该第二电平检测信号的电压小于预设阈值，则被充电端设备处于通讯逻辑，第三控制信号为高电平信号。
107.第三开关组件204，用于在第三控制信号的控制下闭合或断开第二对外接口201和第二控制组件203之间的通讯通路。第四开关组件205，用于在第二对外接口201输出的电压信号的控制下断开或闭合第二对外接口201和充电组件202之间的充电通路。
108.在一种可选的实现方式中，当第二对外接口201输出的电压(即图10中的第四控制信号)高于预设阈值电平时，第四开关组件205闭合第二对外接口201和充电组件202之间的充电通路；此时，第三控制信号为高电平信号，第三开关组件204断开第二对外接口201和第二控制组件203之间的通讯通路。当第二对外接口201输出的电压(即图10中的第四控制信号)低于预设阈值电平时，第四开关组件205断开第二对外接口201和充电组件202之间的充电通路；第三控制信号为低电平信号，第三开关组件204闭合第二对外接口201和第二控制组件203之间的通讯通路。
109.在另一种可选的实现方式中，当第二对外接口201输出的电压(即图10中的第四控制信号)高于预设阈值电平时，第四开关组件205闭合第二对外接口201和充电组件202之间的充电通路；此时，第三控制信号为低电平信号，第三开关组件204断开第二对外接口201和
第二控制组件203之间的通讯通路。当第二对外接口201输出的电压(即图10中的第四控制信号)低于预设阈值电平时，第四开关组件205断开第二对外接口201和充电组件202之间的充电通路；第三控制信号为高电平信号，第三开关组件204闭合第二对外接口201和第二控制组件203之间的通讯通路。
110.该实施例中，由于是通过第二对外接口来实现充电端设备和被充电端设备之间的通讯以及通过充电端设备进行充电的，即被充电端设备通过复用充电端设备的充电接口的方式实现了该被充电端设备的通讯功能和充电功能，无需配置独立的通讯接口，极大的降低了硬件成本；在实现被充电端设备的工作控制时，利用第二控制组件检测充电组件的第二电平检测信号以判断该被充电端设备是处于被充电逻辑还是通讯逻辑，并根据第二电平检测信号输出第三控制信号以使第三开关组件在第三控制信号的控制下闭合或断开第二对外接口和第二控制组件之间的通讯通路；同时利用第四开关组件在第二对外接口输出的电压信号的控制下断开或闭合第二对外接口和充电组件之间的充电通路，通过第三开关组件和第四开关组件实现了被充电端设备充电逻辑和通讯逻辑的切换，电路结构简单，进一步降低了硬件成本。
111.图11为本技术实施例提供的另一种被充电端电路20的结构示意图。在一个实施例中，如图11所示，基于上述实施例，该第三开关组件204包括第三开关单元2040和第四开关单元2041。
112.第三开关单元2040，连接于第二控制组件203的通讯发送端和第二对外接口201之间，用于在第三控制信号为高电平信号时闭合第二对外接口201和第二控制组件203之间的通讯通路以实现向充电端设备发送通讯信号。
113.可选的，如图10所示，该被充电端电路20还包括电源，与第二控制组件203连接，用于对第二控制组件203供电。
114.图12为本技术实施例提供的第三开关单元2040的电路结构示意图。在一种可选的实现的方式中，图12所示，该第三开关单元2040包括电阻r9和场效应管q10，其中：
115.电阻r9的一端与第二对外接口201连接；场效应管q10的栅极与第二控制组件203的通讯控制端连接，场效应管q10的源极与第二控制组件203的通讯发送端连接，场效应管q10的漏极与电阻r9的另一端连接，其中，第三控制信号为第二控制组件203的通讯控制输出的信号。其中，该场效应管q10可为n沟道场效应管。
116.在另一种可选的实现方式中，该第三开关单元2040包括的电阻r9的连接位置可做调整，可连接于场效管q10的源极与第二控制组件203之间。
117.在其他实现方式中，该第三开关单元2040可仅包括场效应管q10。
118.第四开关单元2041，连接于第二控制组件203的通讯接收端和第二对外接口201之间，用于接收充电端设备通过第二对外接口201传输的通讯信号，并将接收到的通讯信号发送至第二控制组件203。
119.图13为本技术实施例提供的第四开关单元2041的电路结构示意图。可选的，如图13所示，该第四开关单元2041包括电阻r10、场效应管q11、电阻r11和场效应管q12，其中：
120.电阻r10的一端与第二控制组件203的电压输出端连接；
121.场效应管q11的漏极与电阻r10的另一端连接，场效应管q11的栅极与第二对外接口201连接，场效应管q11的源极接地；
122.电阻r11的一端与第二控制组件203的电压输出端连接；
123.场效应管q12的漏极与第二控制组件203的通讯接收端连接并与电阻r11的另一端连接，场效应管q12的栅极与场效应管q11的漏极连接，场效应管q12的源极接地；其中，场效应管q11和场效应管q12均为n沟道场效应管。
124.该实施例借助第三开关单元和第四开关单元实现了第三开关组件的设计，即实现了被充电端设备的通讯信号的发送和接收，电路结构简单。
125.在一个实施例中，基于图10或图11所示的实施例，该第四开关组件205，具体用于：
126.在第二对外接口201输出的电压高于预设阈值电平时闭合第二对外接口201和充电组件202之间的充电通路以通过充电端设备进行充电；在第二对外接口201输出的电压低于预设阈值电平时断开第二对外接口201和充电组件202之间的充电通路以停止充电。
127.该实施例中，通过第二对外接口输出的电压信号来实现第四开关组件的控制，进而实现了充电通路和通讯通路的隔离。
128.图14为本技术实施例提供的第四开关组件205的电路结构示意图。进一步的，如图14所示，充电组件202包括相互连接的充电芯片单元和充电检测单元，第二电平检测信号为充电检测单元输出的电平信号；第四开关组件205，包括：
129.电阻r6的一端与第二对外接口201连接；电阻r7的一端与第二对外接口201连接；三极管q8，三极管q8的集电极与电阻r7的另一端连接，三极管q8的基极与电阻r6的另一端连接，三极管q8的发射极接地；电阻r8的一端与三极管q8的基极连接，电阻r8的另一端接地；场效应管q9的栅极与三极管q8的集电极连接，场效应管q9的漏极与充电芯片单元连接，场效应管q9的源极与第二对外接口201连接。
130.请继续参见图14。可选的，该充电检测单元包括电阻r12和电阻r13。电阻r12的第一端与充电芯片连接，电阻r12的第二端与电阻r13的第一端连接，电阻r13的第二端接地。该第二电平检测信号(vchg_det)为电阻r12的第二端输出的电平信号。
131.具体的，该电阻r12的第一端与充电芯片的电源端连接(即图14中vchg端)。
132.该实施例，实现了第四开关组件的结构设计，同时通过场效应管实现了第四开关组件的保护，降低了电路受损的几率。
133.图15为本技术实施例提供的一种被充电端电路20的电路结构示意图。图16为本技术实施例提供的一种第二控制组件203的结构示意图。如图15以及图16所示，该被充电端电路20的电路结构为：
134.第二控制组件203至少包括utrx_en引脚(即通讯控制端，即第三控制信号的输出端)、uart_tx引脚(即通讯发送端)、uart_rx引脚(即通讯接收端)、vchg_det引脚(即第二电平检测信号的接收端)以及vcc引脚(即电压输出端，用于为第二控制组件提供电源以及为第三控制信号以及第二电平检测信号提供参考电平)。
135.n沟道场效应管q10和电阻r9组成第三开关单元2040，第三开关单元2040由utrx_en引脚端输出的第三控制信号控制。其中电阻r9为限流电阻。
136.电阻r10、n沟道场效应管q11、电阻r11和n沟道场效应管q12组成第二开关单元2041。该第二开关单元2041由第二对外接口201的接口电平控制。q12漏极的电平高低与第二对外接口201的电平高低一致。该高电平电位被转换为第二控制组件203的输出电压vcc同电位。
137.电阻r6、三极管q8、电阻r7、p沟道场效应管q9以及电阻r8组成第四开关组件205。充电芯片的电源端(图15中vchg)和电阻r12、r13组成充电检测单元，当第四开关组件205被第二对外接口201的输出电压打开时，第二控制单元203可以通过由第二对外接口201的输出的第二电平检测信号(即vchg_det引脚端接收到的信号)感知该被充电端设备已接入充电端设备。
138.该被充电端电路20的通讯逻辑和充电逻辑如下：
139.utrx_en引脚端输出的第三控制信号的电平默认置为低电平，第二对外接口201的接口电平不能流向第二控制组件203的uart_tx引脚端。
140.当充电端设备对该被充电端设备进行供电时，r6、r8分压达到q8的vbe电压范围，使q8工作在饱和状态，q9栅极电平被拉低，q9导通，同时第二控制组件203通过vchg_det引脚端接收到的第二电平检测信号的电平变化(由低电平转换为高电平)获知充电端设备的接入，utrx_en引脚端输出的第三控制信号继续保持低电平，开启充电组件202进行充电。其中，充电端设备对该被充电端设备进行供电的供电电压的电压值可设定的。对应的，电阻r12、电阻r13是根据该供电电压和第二控制组件的预设输出的电源电压vcc来适配的。例如，供电电压为5v，vcc为3.3v时，r12、r13的阻值满足以下公式即可：5v*(r13/(r12+r13)＝3.3v。
141.当充电端设备对该被充电端设备发送通讯信号时，由于充电端设备的控制组件的预设电平的电平值小于供电电压，第二对外接口201的接口电平较低，r6、r8分压未达到q8的vbe电压范围，使q8工作在截止状态，q9栅极和源极同电平截止，vchg_det引脚接收到的第二电平检测信号的电平为低电平。第四开关单元2041可以实现第二对外接口201的接口电平与第二控制组件203中的通讯信号接收端(uart_rx引脚)接收到的信号之间的电平转换和信号高低电平同步，充电端设备发送的通讯发射信号被第二控制组件203的通讯信号接收端(uart_rx引脚)同步接收。第二控制组件203通过协议确定为充电端设备发起的通讯时，将utrx_en引脚端输出的第三控制信号置为高电平，打开第三开关单元2040，并可以通过第三开关单元2040对外发送通讯数据。其中，该预设电平的电平值可由人工设定，该预设电平的电平值需小于供电电压的电压值，可通过调整r12以及r13的阻值以匹配充电端设备的控制组件的预设电平。
142.当充电端设备和被充电端设备之间通过通讯协议确定通讯结束后，充电端设备将第一控制组件104中trx_en引脚端输出的第一控制信号置为低电平、被充电端设备将第二控制组件203中utrx_en引脚端输出的第三控制信号的电平置为低电平，以防止漏电。
143.在一个实施例中，本技术提供了一种充电端设备。该充电端设备包括容纳组件以及上述任一实施例所述的充电端电路10；容纳组件，用于容纳被充电端设备；充电端电路10中的第一外设接口101设置于容纳组件内部，用于在容纳组件容纳有被充电端设备时与被充电端设备的被充电端电路20连接。
144.可选的，该充电端设备为充电仓或充电盒。
145.可选的，该容纳组件的形状可以方形、柱状或球状等，此处不做限制。
146.在一个实施例中，本技术还提供了一种被充电端设备。该被充电端设备包括如上述任一实施例所述的被充电端电路20。
147.其中，该被充电端设备包括蓝牙耳机或加热设备等等。
148.在一个实施例中，本技术提供了一种充电系统，该充电系统包括如上述任一实施例所述的充电端设备和如上述任一实施例的被充电端设备。
149.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
150.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的保护范围应以所附权利要求为准。
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