用于对无线音频设备充电的系统和方法

摘要

本发明公开了一种无线音频设备、对电池充电的充电系统和方法。无线音频设备包括通信模块和电池，该通信模块被配置为使得无线音频设备能够进行无线通信。充电接口被配置为从电源建立与电池的电力传输连接。存储器被配置为在音频设备被无线配对时，存储指示无线音频设备已配对到音频源的配对历史数据。控制器被配置为检测电力传输连接，确定电池的充电水平，检查存储器的配对历史数据，以及生成用于选择性地禁用电力传输连接的控制信号，以防止充电水平超过预设阈值，除非存储器包含配对历史数据。

说明书

背景技术

本公开涉及电池充电系统和方法，并且具体地讲涉及用于对无线音频设备充电的系统和方法。

发明内容

下文提及的所有示例和特征均可以任何技术上可能的方式组合。

在一个方面，一种无线音频设备包括通信模块，该通信模块被配置为使得无线音频设备能够进行无线通信；电池；充电接口，该充电接口被配置为从电源建立与电池的电力传输连接；存储器，该存储器被配置为在音频设备被无线配对时，存储指示无线音频设备已配对到音频源的配对历史数据；和控制器，该控制器被配置为检测电力传输连接；确定电池的充电水平；检查存储器的配对历史数据；以及生成用于选择性地禁用电力传输连接的控制信号，以防止充电水平超过预设阈值，除非存储器包含配对历史数据。

在另一方面，一种充电系统包括无线音频设备和电源，其中电源被布置为充电壳体。在一个示例中，当无线音频设备被布置在充电壳体中时，电力传输连接自动建立在无线音频设备的电池与充电壳体的辅助电池之间。在一个示例中，充电壳体包括开关，该开关被配置为基于控制信号选择性地禁用电力传输连接。在一个示例中，控制器包括由充电壳体包括的第一控制器和由无线音频设备包括的第二控制器。

在一个示例中，无线音频设备还包括开关，该开关被配置为基于控制信号选择性地禁用电力传输连接。在一个示例中，开关位于电池与充电接口之间。在一个示例中，开关包括电气继电器、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或包括前述中的至少一者的组合。在一个示例中，无线音频设备包括一个或多个耳机。在一个示例中，充电接口包括导电元件、感应线圈或包括前述中的至少一者的组合。

在另一方面，一种用于无线音频设备的便携式充电壳体可包括充电接口，该充电接口被配置为与无线音频设备建立电力传输连接；辅助电池，该辅助电池被配置为经由电力传输连接对无线音频设备的电池充电；控制器，该控制器被配置为：从无线音频设备接收控制信号；以及响应于控制信号禁用电力传输连接以防止电池的充电水平超过预设阈值。

在一个示例中，控制器包括开关，该开关被配置为禁用电力传输连接。在一个示例中，充电壳体还包括插孔，该插孔被互补地形成以在插孔中接纳无线音频设备。在一个示例中，插孔被配置为当无线音频设备被接纳在插孔中时，经由充电接口自动建立电力传输连接。在一个示例中，控制信号包括电池的充电水平。

在另一方面，一种对无线音频设备的电池选择性地充电的方法包括：检测无线音频设备的电池与电源之间的电力传输连接；确定电池的充电水平；检查无线音频设备的存储器的配对历史数据，该配对历史数据指示无线音频设备已无线配对到一个或多个音频源；以及生成控制信号以禁用电力传输连接，以防止充电水平超过预设阈值，除非存储器包含配对历史数据。

在一个示例中，经由开关的操作来禁用电力传输连接。在一个示例中，检测、检查、确定和生成由无线音频设备的控制器执行。在一个示例中，控制器包括充电状态传感器，该充电状态传感器被配置为执行确定。在一个示例中，该方法还包括如果识别出配对历史数据，则允许电池完全充电。

附图说明

图1是示意性地示出根据本文所公开的一个示例的用于无线音频设备的充电系统的框图。

图2示出了根据本文所公开的一个示例的用于形成充电系统的一对无线耳机和充电壳体。

图3是示出根据本文所公开的一个示例的对无线音频设备充电的方法的流程图。

具体实施方式

本公开描述了用于对无线音频设备充电的各种系统和方法，特别是用于选择性地实现和禁用允许无线音频设备的电池的充电达到的水平的阈值限制。

为了给电子设备的最终用户提供令人满意的“开箱”体验，通常期望电子设备(诸如无线音频设备)的电池被充电(使得用户可立即开始使用电子设备，而不必首先等待设备的电池充电)。然而，出于诸如稳定性、安全性和/或遵守适用的法律或法规之类的各种原因，可能有必要或期望限制或限定在诸如长期存储或运输之类的事件期间电池所允许的最大充电水平。例如，这些考虑因素对于某些电池类型(诸如锂离子电池)可能特别有意义，和/或可适用于在将电子设备出售给最终用户或以其他方式由最终用户获得之前在仓储和配送期间包含电池的电子设备。该阈值限制或上限(“阈值”)可表示为例如电池的最大可能充电量的百分比(即，最大充电量的X％，其中‘X’为小于100的任何数)。

如本文所述，包含电池的无线音频设备可在存储、配送、销售等期间与便携式电源(诸如用于无线音频设备的充电壳体)耦接在一起。例如，便携式电源可包括辅助电池，该辅助电池被配置为当无线音频设备和便携式电源被布置在一起时，对无线音频设备的主电池进行再充电。这就引入了一个考虑因素，因为在正常使用下，无论何时布置有便携式电源(例如，放置在充电壳体内)，无线音频设备都将尝试将其自身的电池充电超过其最大充电状态，从而违反所施加的阈值。

另外，永久性地实现此类阈值通常是不可取的，因为这样做会妨碍无线音频设备的性能。因此，无线音频设备可被布置为在电池仅能够充电到阈值的第一模式(例如，“受限充电模式”)与电池能够完全充电的第二模式(例如，“正常充电模式”)之间转换。如上所述，受限充电模式可尤其与无线音频设备的初始装运相关，例如，从制造工厂或仓库到零售店或其他销售点。因此，可能期望在无线音频设备已到达最终用户之后去除由阈值影响的限制。

在本文所公开的示例中，如果无线音频设备检测到指示无线音频设备已连接或配对到音频源(例如，智能电话、膝上型电脑或其他远程计算设备)的所存储的数据，则无线音频设备被配置为禁用对其电池的充电水平的任何施加的阈值。即，由于无线音频设备需要远程音频源来提供音频数据，因此与此类设备的配对对于最终用户实际使用无线音频设备是基本必要的。因此，预期与音频源的配对将是最终用户在获得无线音频设备时首先采取的动作之一。有利地，这使得无线音频设备的电池能够由于用户仅以常规方式使用无线音频设备而自动转换到正常充电模式。此外，这使得无线音频设备能够与便携式电源一起运输，其中每一者具有至少部分充电的电池，并且不存在违反电池充电水平的任何预设阈值的风险。

图1示意性地描绘了具有电源12和无线音频设备14的充电系统10。无线音频设备14可以是或包括任何数量的音频设备，诸如耳机(headphone)、耳机(earphone)、耳塞、头戴式耳机等。另外，无线音频设备可以是或包括旨在佩戴在用户的头部或耳朵上或周围的任何可穿戴设备，诸如一副眼镜、头盔、帽子和各种其他类型的设备，诸如头部、肩部或体戴式声学设备，其包括或连接到一个或多个声学驱动器以产生声音，而可与用户的耳朵接触或不接触。为此，无线音频设备14包括扬声器15，该扬声器被配置为响应于发送到扬声器的音频信号而产生声音。

无线音频设备14包括通信模块16，该通信模块使其能够无线地传输和/或接收信息，诸如流式音频数据(转换成由扬声器15输出的声音)和/或来自远程音频源的控制命令。远程音频源可包括智能电话、膝上型电脑、台式计算机、平板电脑或经由通信模块16与无线音频设备14通信的其他计算设备。可使用任何期望的无线技术、标准或协议，诸如蓝牙、Wi-Fi等。无线音频设备14包括电池18，以在无线音频设备14未连接到任何外部电源(诸如典型有线音频设备所利用的耳机接口)时，实现无线音频设备的无线操作。

便携式电源12可以是无线音频设备14外部的被配置为在布置在一起时对无线音频设备14充电的任何设备，诸如用于在无线音频设备14未使用时、在运输或存储期间等保持和/或保护无线音频设备14的壳体、外壳或容器。电源12旨在当电源12的充电接口22与无线音频设备的充电接口24之间形成电或电力传输连接20时，对无线音频设备的电池18充电。充电接口22和24可为物理地接合在一起以在它们之间产生电连接的电触点。在另一个示例中，充电接口22和24可包括被布置用于在彼此接近时进行感应充电的部件，诸如感应线圈。如果需要，可经由任何技术、标准或协议诸如通用串行总线(USB)、Qi等来管理或控制电力传输连接20。

为了经由电力传输连接20向电池18提供电力，电源12包括辅助电池26和/或与充电接口22通信的外部电源接口28。辅助电池26可大致类似于电池18和/或具有不同的类型或容量(诸如具有更大的容量)。类似地，外部电源接口28可被布置成类似于如上所述的充电接口22，例如，使用与充电接口22和24相同或不同的标准、协议和/或技术。例如，外部电源接口28可适于插入到壁装电源插座中以用于经由充电接口22和24将电力传输至无线音频设备14。

为了便于描述上文和此处概述的特征和结构，一个具体的且非限制性的示例在图2中示出并被称为系统10'。应当理解，大致类似于系统10的那些部件的系统10'的部件已提供了附加有撇号(')的附图标号。为此，系统10'包括作为便携式电源12的一个示例的充电壳体12'和作为无线音频设备14的一个示例的一对无线耳机14'。充电壳体12'和耳机14'的一个可商购获得的示例包括由Bose公司出售的

充电壳体12'被布置成例如具有插孔或隔室25以接纳无线耳机14'。插孔25可相对于无线耳机14'的形状互补地形成，使得充电壳体12'的第一组电触点22'(形成充电接口22的一个示例)与无线耳机14'的第二组触点24'(形成充电接口24的一个示例)对准，从而建立电力传输连接(例如，如相对于电力传输连接20所述)。

重新参考图1，便携式电源12和无线音频设备14的操作(包括相对于从便携式电源12到无线音频设备14的电力传输)可分别由电源12中的控制器30和/或无线音频设备14中的控制器32管理、控制或促进。控制器30和32可被布置为处理器和/或包括可用于实现本文所述的特征和功能的任何合适的软件和硬件。

控制器30和32中的任一者或两者均可包括开关34或可通信地控制该开关，该开关被布置成选择性地禁用并启用与电池18的电力传输连接。例如，开关34(或多个开关)可定位在任何期望的一个或多个位置处，诸如在辅助电池26与充电接口22之间、在外部电源接口28与充电接口22之间、在充电接口24与电池18之间等。开关34可以是机械开关，其包括物理地去耦电连接的可移动部件(诸如电气继电器)、没有可移动部件的模拟开关(诸如MOSFET)等。

控制器32包括存储器模块36或与该存储器模块通信，该存储器模块可采用本领域已知的任何期望形式，诸如固态或其他非易失性存储器格式。在将无线音频设备14连接或配对(这些术语在本文中可互换使用)到音频源(诸如与智能电话或其他远程计算设备配对的蓝牙)时，无线音频设备14被配置为(经由控制器32)将与配对的音频源有关的信息存储在存储器模块36中。该存储的信息在本文中被提及，并且在附图中表示为配对历史数据38。

配对历史数据38可包括先前已配对到无线音频设备14的音频源的序列号或识别号、昵称、制造商名、设备型号(例如，品牌名)、媒体访问控制(“MAC”)地址、全局唯一标识符(“GUID”)等。换句话讲，配对历史数据38使得无线音频设备14能够“记住”其先前已连接到哪些音频源设备，例如，用于促进对所记住的设备的未来或重复连接。配对历史数据38可例如根据标准蓝牙协议存储作为由通信模块16使用的协议或标准的一部分。这样，配对历史数据38使得无线音频设备14能够“知道”无线音频设备是否已配对或连接到音频源和/或无线音频设备14先前已配对到哪些音频源。“先前配对的”旨在包括当前仍然与无线音频设备14配对的音频源。

无线音频设备14的控制器32也包括充电状态(SOC)传感器40或与该充电状态传感器通信，以帮助确定电池18的充电水平。例如，SOC传感器40可测量电流、电压或者指示电池18的充电状态或与该充电状态相关联的任何其他参数。控制器32可包括算法(例如，存储在存储器模块36中)，可基于由传感器40测量的参数从该算法中估计或确定电池18的充电状态。

根据上文和此处的公开内容，系统10可被配置为在受限充电模式(其中电池18仅能够部分地充电至预设阈值)与正常充电模式(其中电池18能够完全充电)之间转换。鉴于上文所述，开关34可用来选择性地禁用电力传输连接20，从而防止电池18在处于受限充电模式时充电超过预设阈值。如本文所述，电池18的“阈值”一般可为小于电池18的总最大充电量的100％的任何量。例如，阈值可被设定为电池18的最大可能充电量的约10％、30％、50％、70％或某个其他百分比。在一个示例中，阈值可被设定为与百分比相对的电池相关参数的量化值，例如通过mAh或其他单位测量的电池容量的值。

根据本文所公开的示例，配对历史数据38可用作用于禁用对电池18的充电水平实施预设阈值的触发器。更具体地，当建立或检测到电力传输连接20时，控制器32可以尝试从存储器模块36检索配对历史数据38。如果配对历史数据38指示无线音频设备14先前已配对到音频源，则系统10将转换到正常充电模式。例如，如果配对历史数据38指示无线音频设备14先前已与音频源配对过，则开关34可闭合或以其他方式激活以使电池18能够正常充电。相反，如果配对历史数据38不存在和/或以其他方式未能指示无线音频设备14先前已与音频源配对过，则可实施预设阈值以限制电池18可被充电的程度。

应当理解，系统10在受限充电模式与正常充电模式之间的确定和控制可由控制器30或控制器32控制，具体地取决于开关34实现的位置。例如，由控制器32生成的控制信号可仅仅包括配对历史数据38或指示配对历史数据38存在、缺失或者为空的数据，这些数据被传送到控制器30(例如，便携式电源12可包括类似于通信模块16的通信模块，和/或充电接口22和24可被布置用于控制器30与32之间的信号通信)。在其他示例中，由控制器32生成的控制信号可包括打开/闭合开关34的特定命令或指令。

用于操作充电系统(例如，系统10)的方法50在图3中示出。在步骤52处，在便携式电源(例如，便携式电源12)与无线音频设备(无线音频设备14)之间检测电力传输连接(例如，电力传输连接20)。便携式电源和/或无线音频设备14的控制器可被利用(例如，通过控制器30和/或32)。在步骤54处，确定(例如，经由SOC传感器40)无线音频设备的电池(例如，电池18)的充电状态。

在步骤56处，该方法包括(例如，经由控制器32)检查无线音频设备的存储器(例如，存储器模块36)。在步骤58处，确定是否存在指示无线音频设备先前已与音频源配对的任何历史配对数据(例如，配对历史数据38)。如果存在此类数据，则在步骤60处对电池进行正常充电(例如，将系统转换到正常充电模式)。如果没有发现指示无线音频设备的先前配对的数据，则方法50可仅仅终止而不允许电池充电。在另一个示例中，方法50前进至步骤62。

在步骤62处，(例如，经由控制器30和/或32)确定在步骤54中确定的电池的充电状态是否大于电池的预设阈值。如果充电量小于预设阈值，则在步骤64处允许电池充电(例如，通过闭合开关34)。步骤64将继续循环通过步骤62，直到电池的充电状态达到预设阈值。当达到预设阈值时，步骤62前进至步骤66，在该步骤处，无线音频设备的控制器生成控制信号。例如，控制信号可包括配对历史数据、指示配对历史数据的内容的变量、或操作部件以断开与无线音频设备的电池的电力传输连接的特定指令。在步骤68处，诸如通过断开或解释电池与便携式电源的辅助电池之间的电力传输连接(例如，经由操纵开关34)来禁用对无线音频设备的电池的充电。方法50可根据需要周期性地循环或重复，以继续检查是否存在配对历史数据。

虽然本文已描述和示出了若干发明实施方案，但本领域的普通技术人员将易于设想用于执行本文所述的功能和/或获得本文所述的结果和/或优点中的一个或多个的多种其他装置和/或结构，并且此类变型和/或修改中的每一个被认为在本文所述的本发明实施方案的范围内。更一般地，本领域的技术人员将容易理解，本文所述的所有参数、尺寸、材料和构型旨在为示例性的，并且实际参数、尺寸、材料和/或构型将取决于使用本发明教导内容的一个或多个具体应用。本领域的技术人员将认识到或仅使用常规实验就能够确定本文所述的具体的发明实施方案的许多等同物。因此，应当理解，上述实施方案仅以举例的方式呈现，并且在所附权利要求及其等同物的范围内，可以不同于具体描述和要求保护的方式来实践发明实施方案。本公开的发明实施方案涉及本文所述的每个单独的特征、系统、制品、材料和/或方法。此外，如果此类特征、系统、制品、材料和/或方法不相互矛盾，则两个或更多个此类特征、系统、制品、材料和/或方法的任何组合包括在本公开的发明范围内。