一种充电电路及车载导航装置的制作方法

本申请涉及车载设备技术领域，具体而言，涉及一种充电电路及车载导航装置。

背景技术：

伴随电子产品的更新换代，一些新的充电标准规定了多种规格的充电电压，来满足用户对多种充电效率的需求。例如，目前较为流行的PD(Power Delivery，功率传输)充电协议规定了5V、12V、20V三种规格的充电电压。

然而，现有的车载导航产品的USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口一般只能提供传统充电标准规定的5V规格的充电电压，无法满足用户对其它规格的充电电压的需求。

技术实现要素：

为了至少部分地克服现有技术中的上述不足，本申请的目的在于提供一种充电电路及车载导航装置。

第一方面，本申请实施例提供一种充电电路，应用于车载导航装置，所述车载导航装置包括USB接口，所述USB接口包括电源端；所述充电电路包括：

升降压控制器，所述升降压控制器包括电压输出端和反馈端，所述电压输出端连接于所述电源端，所述反馈端通过一反馈电路连接于所述电压输出端和所述电源端之间，以将所述电压输出端输出至所述电源端的电压设置为所述反馈电路的端电压；

电压确定单元，所述电压确定单元与所述USB接口和数字输入端连接，用于从至少两种不同大小的预设充电电压中确定所述USB接口连接的待充电设备适用的目标充电电压，并输送与所述目标充电电压的大小对应的数字信号至所述数字输入端；

可编程电流数模转换器，所述可编程电流数模转换器包括所述数字输入端和电流输出端；所述电流输出端连接于所述反馈电路，用于向所述反馈电路输送大小与所述数字信号对应的电流，以使所述反馈电路的端电压等于所述目标充电电压。

可选地，所述反馈电路包括第一反馈电阻和第二反馈电阻；

所述第一反馈电阻的第一端连接于所述电压输出端和所述电源端之间，所述反馈端和所述第二反馈电阻的第一端连接于所述第一反馈电阻的第二端，所述第二反馈电阻的第二端接地；

所述电流输出端连接于所述第一反馈电阻的第二端，用于改变流经所述第一反馈电阻的电流，使得所述反馈电路的端电压等于所述目标充电电压。

可选地，所述可编程电流数模转换器包括VID控制器。

可选地，所述VID控制器的型号为LM10011。

可选地，所述升降压控制器的型号为LM5175。

可选地，所述数字输入端为四位数字输入端，所述第一反馈电阻和所述第二反馈电阻的阻值分别为267kΩ和11kΩ；

所述至少两种不同大小的预设充电电压包括5V、12V和20V；当所述目标充电电压为5V时，所述四位数字信号为0000；当所述目标充电电压为12V时，所述四位数字信号为1000；当所述目标充电电压为5V时，所述四位数字信号为1111。

可选地，所述四位数字输入端包括一个高位输入端和三个低位输入端；所述电压确定单元包括第一数字输出端和第二数字输出端，所述第一数字输出端与所述高位输入端连接，所述第二数字输出端与所述三个低位输入端连接。

可选地，所述电压确定单元包括USB PD控制器。

可选地，所述USB接口为Type-C接口；所述USB PD控制器为USB Type-C PD控制器。

第二方面，本申请实施例提供一种车载导航装置，包括USB接口和第一方面所述的充电电路。

相对于现有技术而言，本申请实施例具有以下有益效果：

本申请实施例提供一种充电电路及车载导航装置。车载导航装置包括USB接口和充电电路。充电电路包括：升降压控制器，其电压输出端连接于USB接口的电源端，其反馈端通过一反馈电路连接于电压输出端和电源端之间，以将电压输出端输出至电源端的电压设置为反馈电路的端电压；电压确定单元，与USB接口和数字输入端连接，用于从至少两种预设充电电压中确定所述USB接口连接的待充电设备适用的目标充电电压，并输送与目标充电电压的大小对应的数字信号至数字输入端；可编程电流数模转换器，其电流输出端连接于反馈电路，用于向反馈电路输送大小与所述数字信号对应的电流，以使反馈电路的端电压等于目标充电电压。如此，使得车载导航装置能够提供多种规格的充电电压。

附图说明

为了更清楚地说明申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为现有车载导航产品的充电电路的连接示意图；

图2为本申请实施例提供的一种车载导航装置的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种充电电路的部分结构示意图；

图4为本申请实施例中VID控制器LM10011的四位数字输入端与电压确定单元的一种连接示意图。

图标：100-充电电路；110-升降压控制器；111-电压输出端；112-反馈端；113-电压输入端；115-反馈电路；120-电压确定单元；130-可编程电流数模转换器；131-数字输入端；132-电流输出端；200-USB接口；300-汽车蓄电池。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

请参照图1，图1是现有车载导航产品的充电电路的连接示意图。该充电电路通过电源芯片将汽车蓄电池的输出电压调节至固定规格(例如，5V)的充电电压并输送至USB接口，无法满足用户对其它规格的充电电压的需求。

有鉴于此，请参照图2，本申请实施例提供一种能够提供多种规格的充电电压的车载导航装置。所述车载导航装置包括充电电路100及USB接口200，所述USB接口200包括电源端(例如，图2中的VBUS端)。

所述充电电路100包括升降压控制器110、电压确定单元120和可编程电流数模转换器130。

其中，所述升降压控制器110包括电压输出端111和反馈端112(例如，图2中FB端)，所述电压输出端111连接于所述电源端，所述反馈端112通过反馈电路115连接于所述电压输出端111和所述电源端之间，以将所述电压输出端111输出至所述电源端的电压设置为所述反馈电路115的端电压(图2中节点A的电压Vout)。

本实施例中，所述升降压控制器110的型号可以为LM5175。

可选地，所述升降压控制器110的电压输入端113可以连接于汽车蓄电池300，以获得汽车蓄电池300提供的输入电压。

所述可编程电流数模转换器130包括数字输入端131和电流输出端132。

所述电压确定单元120与所述USB接口200和所述数字输入端131连接，用于从至少两种不同大小的预设充电电压中确定所述USB接口200连接的待充电设备适用的目标充电电压，并输送与所述目标充电电压的大小对应的数字信号至所述数字输入端131。

本实施例中，所述电压确定单元120可以包括USB PD控制器。所述USB PD控制器的CC(Configuration Channel，配置通道)端与所述USB接口200的CC端连接，用于与连接于所述USB接口200的待充电设备按照PD充电协议协商所述待充电设备所适用的充电模式，将该充电模式下的充电电压作为所述目标充电电压。

可选地，在本实施例中，当所述USB接口200为Type-C接口时，所述USB PD控制器可以为USB Type-C PD控制器。

所述电流输出端132连接于所述反馈电路115，用于向所述反馈电路115输送大小与所述数字信号对应的电流，以使所述反馈电路115的端电压等于所述目标充电电压。

需要说明的是，所述反馈电路115的端电压与所述目标充电电压的差值在一定误差范围内时，可以认为所述反馈电路115的端电压等于所述目标充电电压。

如此，本申请实施例提供的车载导航装置中的充电电路100能够向所述USB接口200提供多种规格的充电电压，以满足用户对多种充电效率的需求。

在一些实施方式中，如图3所示，所述反馈电路115可以包括第一反馈电阻(例如图3中R1)和第二反馈电阻(例如图3中R2)。所述第一反馈电阻R1的第一端连接于所述电压输出端111和所述电源端之间，所述反馈端112和所述第二反馈电阻R2的第一端连接于所述第一反馈电阻R1的第二端，所述第二反馈电阻R2的第二端接地。

所述电流输出端132可以连接于所述第一反馈电阻R1的第二端，用于改变流经所述第一反馈电阻R1的电流，使得所述反馈电路115的端电压Vout(即，R1两端的电压和R2两端的电压之和)等于所述目标充电电压。

详细地，在未设置所述电流数模转换器的情况下，即：当从所述电流输出端132向所述反馈电路115引入输出电流Iout为0时，流经所述第二反馈电阻R2的电流为VBF/R2，且流经所述第一反馈电阻R1的电流等于流经所述第二反馈电阻R2的电流，故所述反馈电路115的端电压Vout＝(VBF/R2)*R1+VBF，其中，VBF表示所述反馈端112的反馈电压(且为所述第二反馈电阻R2两端的电压)，R1和R2分别表示所述第一反馈电阻R1和所述第二反馈电阻R2的阻值。在设置所述电流数模转换器的情况下，从所述电流输出端132向所述反馈电路115引入输出电流Iout(具体地，该输出电流Iout会被灌入所述第二反馈电阻R2)，此时，流经所述第一反馈电阻R1的电流变小(具体地，电流的减小值等于灌入所述第二反馈电阻R2的输出电流Iout)，以使流经所述第一反馈电阻R1的电流保持不变，从而使所述反馈电压保持不变。又由于流经所述第一反馈电阻R1的电流变小，所述第一反馈电阻R1两端的电压变小，故所述反馈电路115的端电压Vout变小。详细地，所述反馈电路115的端电压Vout和所述输出电流Iout的关系可以为Vout＝VBF(R1/R2+1)-Iout*R1。

本实施例中，所述可编程电流数模转换器130可以包括VID(Voltage Identification，电压识别)控制器。

进一步地，所述VID控制器的型号可以为LM10011。

当所述升降压控制器110的型号选用LM5175且所述VID控制器的型号选用LM10011时，所述反馈电压VBF＝0.8V，所述VID控制器具有四/六位数字输入端131且所述输出电流Iout正比于接收到的四/六位数字信号。其中，所述VID控制器的四位数字输入端或六位数字输入端可以充当所述可编程电流数模转换器130的所述数字输入端131。

在一个示例中，若需要提供5V、9V、12V三种规格的充电电压，所述第一反馈电阻R1和所述第二反馈电阻R2的阻值可以分别选用267kΩ和11kΩ。需要说明的是，所述第一反馈电阻R1的实际阻值与267kΩ和所述第二反馈电阻R2的实际阻值与11kΩ之间允许存在一定的误差。

进一步地，结合前述内容，可以得出：当所述目标充电电压为20V时，所述电压确定单元120输出的四位数字信号为0000，所述输出电流Iout为零，所述反馈电路115的端电压Vout约为20.2V；当所述目标充电电压为12V时，所述四位数字信号为1000，所述输出电流Iout约为30.08μA，所述反馈电路的端电压Vout约为12.2V；当所述目标充电电压为5V时，所述四位数字信号为1111，所述输出电流Iout为56.4μA，所述反馈电路115的端电压Vout约为5.1V。在一定误差范围内，可以认为所述反馈电路115的端电压Vout等于所述目标充电电压。基于上述设计，所述充电电路100能够提供5V、9V、12V三种规格的充电电压。

请参照图4，VID控制器LM10011的四位数字输入端可以包括一个高位输入端(例如，图4中VID_S端)和三个低位输入端(例如，图4中VID_C端、VID_B端和VID_A端)。在一些情况下，考虑到上述内容中所述四位数字信号的低三位的完全相同，所述电压确定单元120可以包括连接于所述高位输入端的第一数字输出端(图4中D1端)和连接于所述三个低位输入端的第二数字输出端(图4中D2端)，所述第一数字输出端与所述高位输入端连接，所述第二数字输出端与所述三个低位输入端连接。相应地，当所述目标充电电压为5V时，所述第一数字输出端和所述第二数字输出端均输出高电平；当所述目标充电电压为12V时，所述第一数字输出端输出高电平且所述第二数字输出端输出低电平；当所述目标充电电压为20V时，所述第一数字输出端和所述第二数字输出端均输出低电平。

综上所述，本申请实施例提供一种充电电路及车载导航装置。车载导航装置包括USB接口和充电电路。充电电路包括：升降压控制器，其电压输出端111连接于USB接口的电源端，其反馈端112通过一反馈电路连接于电压输出端111和电源端之间，以将电压输出端111输出至电源端的电压设置为反馈电路的端电压；电压确定单元，与USB接口和数字输入端131连接，用于从至少两种预设充电电压中确定所述USB接口连接的待充电设备适用的目标充电电压，并输送与目标充电电压的大小对应的数字信号至数字输入端131；可编程电流数模转换器，其电流输出端132连接于反馈电路，用于向反馈电路输送大小与所述数字信号对应的电流，以使反馈电路的端电压等于目标充电电压。如此，使得车载导航装置能够提供多种规格的充电电压。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。