一种融合快充技术的新型车载数据转发模块的制作方法

1.本实用新型涉及数据转发模块技术领域，具体涉及一种融合快充技术的新型车载数据转发模块。


背景技术：

2.随着数字技术的发展，车内功能越来越数字化，整车功能升级、本地存储设备接入、手机与车机互联等众多交互技术也得到越来越多的应用。尤其随着接入设备越来越多，车内传统的单个usb数据接口模块已不能满足人们的需求，因此对多usb数据接口的要求越来越多。
3.同时随着数码设备快充技术的发展，对usb数据接口的充电功能要求也越来越高，传统的usb数据接口充电慢，随着人们使用的移动设备电池容量逐渐增大，慢充已经远远不能满足人们的要求。因此，能解决车载usb数据接口少和充电速度慢的问题，是现阶段本技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型需要解决的技术问题是提供一种融合快充技术的新型车载数据转发模块，可解决车载usb数据接口少和充电速度慢的问题。
5.为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。
6.一种融合快充技术的新型车载数据转发模块，包括通过扣合方式相配装的前盖和壳体，前盖和壳体配装后的内部腔室中固定有数据转发模块；其中，所述数据转发模块包括用于接入车机存储设备的数据输入接口和用于接入12v车身电源的电源输入接口；所述数据输入接口经信号分配器连接有type c1usb2.0输出接口、type c2 usb3.0输出接口和type c3 usb3.0输出接口；所述电源输入接口的输出端电性连接用于处理电源线上过来的干扰和对电源进行防浪涌及滤波处理的电源前端处理单元；所述电源前端处理单元的第一输出端经电压转换单元电性连接type c2 usb3.0输出接口，电源前端处理单元的第二输出端经升降压及快充管理单元电性连接type c3 usb3.0输出接口；所述前盖上开设有与type c1 usb2.0输出接口、type c2 usb3.0输出接口和typec3 usb3.0输出接口相对应的三个type c输出接口孔；所述壳体上开设有与数据输入接口相对应的数据输入接口孔和与电源输入接口相对应的电源输入接口孔。
7.优选的，所述数据输入接口与信号分配器之间通过信号线和电源线连接有用于对数据进行保护的数据保护单元。
8.优选的，所述信号分配器与type c1 usb2.0输出接口、type c2 usb3.0 输出接口和type c3 usb3.0输出接口之间分别连接有第一端口保护单元、第二端口保护单元和第三端口保护单元，第一端口保护单元、第二端口保护单元和第三端口保护单元的数据端口分别通过信号线与信号分配器的c1口、c2口和 c3口连接。
9.优选的，所述第一端口保护单元的电源输入端经用于限定电流大小的限流输出保
护单元电性连接数据保护单元的电源输出端；所述第二端口保护单元的电源输入端经第一输出保护单元电性连接电压转换单元的电源输出端；所述第三端口保护单元的电源输入端经第二输出保护单元电性连接升降压及快充管理单元的电源输出端。
10.优选的，所述升降压及快充管理单元的输出端通过信号线连接第三端口保护单元的数据端口。
11.由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。
12.本实用新型相比以往车载单usb数据接口，可提供多达3个usb高速数据传输接口，大大提高了多设备接入的实用性；通过usb输出接口融合最新的快充技术，最高可提供60w的充电功率，解决了以往车载usb充电速度慢的缺点；通过内置保护单元，安全性和可靠性高。
附图说明
13.图1为本实用新型的系统框图；
14.图2为本实用新型的前视外观结构图；
15.图3为本实用新型的后视外观结构图；
16.图4为本实用新型的信号分配器电路图；
17.图5为本实用新型的电压转换单元电路图；
18.图6为本实用新型的升降压及快充管理单元快充原理图。
19.其中：1.电源前端处理单元、2.升降压及快充管理单元、3.信号分配器、4. 第一输出保护单元、5.第二输出保护单元、6.第一端口保护单元、7.第二端口保护单元、8.第三端口保护单元、9.type c1 usb2.0输出接口、10.type c2 usb3.0 输出接口、11.type c3 usb3.0输出接口、12.数据输入接口、13.电源输入接口、 14.电压转换单元、15.数据保护单元、16.限流输出保护单元、17.时钟信号单元、 18.温度监控单元、20.前盖、21.type c输出接口孔、30.壳体、31.数据输入接口孔、32.电源输入接口孔。
具体实施方式
20.下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步详细说明。
21.一种融合快充技术的新型车载数据转发模块，结合图1至图3所示，包括前盖20、壳体30和数据转发模块。前盖20和壳体30通过扣合方式相配装，配装后内部形成一个容置腔室，腔室内固定有数据转发模块。数据转发模块包括数据输入接口12、电源输入接口13以及与数据输入接口12和电源输入接口13 均连接的type c1 usb2.0输出接口9、type c2 usb3.0输出接口10和typec3 usb3.0输出接口11，其中数据输入接口12用于接入车机存储设备，电源输入接口13用于接入车身提供的12v电源，type c1 usb2.0输出接口9、typec2 usb3.0输出接口10和type c3 usb3.0输出接口11用于连接带有type c 接口的移动设备。
22.数据输入接口12包括接入端口、数据端口和电源输出端，其中接入端口用于接入车机存储设备，数据端口用于接收和发送数据，电源输出端用于输出电源。数据输入接口12依次通过连接数据保护单元15、信号分配器3和三个端口保护单元与type c1 usb2.0输出接口9、type c2 usb3.0输出接口10和typec3 usb3.0输出接口11连接。
23.数据保护单元15用于对数据进行处理，数据保护单元15包括数据端口和电源端
口，数据端口用于接收和发送数据，电源端口用于接入电源和输出电源。
24.信号分配器3用于对车机传来的数据进行一对多分配，信号分配器3在进行一对多的转发时并不会影响数据传输速率。信号分配器3使用的是新型hub 芯片，新型hub芯片是基于usb3.0技术的高性能数据转发芯片，具有体积小、传输速率快、发热小等优点。信号分配器3包括电源输入端口、c0口、c1口、 c2口和c3口，其中电源输入端口用于接入电源，c0口用于与车机存储设备间发送和接收数据，c1口、c2口和c3口用于通过type c口与移动设备间接收和发送数据，信号分配器3的电路图如图4所示。信号分配器3还通过信号线连接有时钟信号单元17，时钟信号单元17用于确保信号分配器3的c0口、c1 口、c2口和c3口接收和发送数据的进程。
25.三个端口保护单元包括第一端口保护单元6、第二端口保护单元7和第三端口保护单元8，第一端口保护单元6、第二端口保护单元7和第三端口保护单元 8分别用于对type c1 usb2.0输出接口9、type c2 usb3.0输出接口10和 type c3 usb3.0输出接口11进行保护。第一端口保护单元6、第二端口保护单元7和第三端口保护单元8均包括数据端口、电源输入端和与type c输出接口连接的转发端口。
26.数据保护单元15的数据端口一端通过信号线连接数据输入接口12的数据端口，另一端通过信号线连接信号分配器3的c0口。信号分配器3的c1口通过信号线连接第一端口保护单元6的数据端口，第一端口保护单元6的转发端口通过光电复合缆连接type c1 usb2.0输出接口9；信号分配器3的c2口通过信号线连接第二端口保护单元7的数据端口，第二端口保护单元7的转发端口通过光电复合缆连接type c2 usb3.0输出接口10；信号分配器3的c3口通过信号线连接第三端口保护单元8的数据端口，第三端口保护单元8的转发端口通过光电复合缆连接type c3 usb3.0输出接口11。
27.数据保护单元15的电源端口接入端电性连接数据输入接口12的电源输出端口，电源端口输出端电性连接信号分配器3的电源输入端口和第一端口保护单元6的电源输入端口。其中数据保护单元15与第一端口保护单元6之间电性连接有限流输出保护单元16，限流输出保护单元16用于限定送入第一端口保护单元6电源的电流大小，从而通过第一端口保护单元6为type c1 usb2.0输出接口9提供最大15w的充电功能。
28.电源输入接口13内设置有第一接头、第二接头、第三接头和第四接头。其中第一接头空置，第二接头用于连接至汽车的acc端口，第三接头用于连接车身电源提供的12v电源的正极，第四接头用于接地。电源输入接口13的输出端电性连接电源前端处理单元1，电源前端处理单元1用于处理电源线上过来的干扰和对电源进行防浪涌及滤波处理。
29.电源前端处理单元1的第一输出端依次电性连接电压转换单元14、第一输出保护单元4和第二端口保护单元7的电源输入端。其中电压转换单元14用于将12v电压转换为5v，以提供非快充usb接口的电源供电功能，从而通过第二端口保护单元7为type c2 usb3.0输出接口10提供最大15w的充电功能，电压转换单元14的电路图如图5所示。第一输出保护单元4用于对第二端口保护单元7进行保护。
30.电源前端处理单元1的第二输出端依次电性连接升降压及快充管理单元2、第二输出保护单元5和第三端口保护单元8的电源输入端。其中升降压及快充管理单元2的输入端通过信号线连接第三端口保护单元8的数据端口，以识别快充协议。升降压及快充管理单元2为rtq7880芯片，rtq7880芯片是为usb接口提供快充充电功能的电源转换及管理芯片，其
输入电压12v，可根据识别到的快充协议自动进行buck
‑
boost的电压转换，输出5
‑
20v的充电电压，从而通过第三端口保护单元8为typec3usb3.0输出接口11提供最大60w的快速充电功能，同时还具有过温保护、过流保护、短路保护，过压保护等功能，升降压及快充管理单元2的快充原理图如图6所示。升降压及快充管理单元2还连接有温度监控单元18，温度监控单元18用于对升降压及快充管理单元2的温度进行监控，有利于模块的安全性。第二输出保护单元5用于对第三端口保护单元8进行保护。
31.前盖20上开设有与typec1usb2.0输出接口9、typec2usb3.0输出接口10和typec3usb3.0输出接口11相对应的三个typec输出接口孔21。
32.壳体30上开设有与数据输入接口12相对应的数据输入接口孔31和与电源输入接口13相对应的电源输入接口孔32。
33.数据转发模块整体可增加接口背光功能，从而在夜晚模式下可自动点亮背光，提高夜晚模式下插拔接口的准确性。
34.本实用新型在使用时，通过数据输入接口12连接车机存储设备，由车机存储设备过来的usb3.0数据信号经数据保护单元15处理后接入信号分配器3，由信号分配器3完成usb数据的一转三的转发，经端口保护单元连接到各个usb输出接口；同时经数据保护单元15的电源通过限流输出保护单元16限定电流，以提供typec1usb2.0输出接口9最大15w的充电功能。通过电源输入接口13连接12v车身电源，由车身电源提供的12v经电源前端处理单元1送入电压转换单元14，电压转换单元14会进行电压的12v到5v的转换，以提供typec2usb3.0输出接口10最大15w的充电功能；同时经电源前端处理单元1的电源会送入升降压及快充管理单元2，升降压及快充管理单元读取typec3usb3.0输出接口11接口设备信息，判断其支持的快充协议，并根据快充协议的要求自动进行输出电压的转换，以提供typec2usb3.0输出接口11最大60w的快速充电功能。