一种无线充电动车载支架的制作方法

本实用新型涉及车载固定支架领域，特别涉及一种无线充电动车载支架。

背景技术：

车载手机电动类夹持产品是一种新型的车载手机支架类产品，由于它可以自动张开、夹合，可以最大程度的解放用户的双手，良好的使用体验使此类产品一经推出市场，即受到消费者的青睐。

目前市场上的车载手机电动类夹持产品，大多使用无线充信号感应原理或红外线感应原理，红外感应原理一般采用红外发射管向外发射红外线，当没有物体阻挡时，没有红外线被发射回来，接收管无信号输出，当有物体靠近时，红外线被物体反射给接收管，接收管对外反馈信号，产品即开始执行夹持开合动作。但不同的物体由有表面颜色，材质，光哑程度不同，而导致反射率不同，感应距离会有较大差距，而且需要光学发射和接收电路，成本比较高。

无线充信号感应原理在产品外表面上无任何传感器开孔，靠无线充电部分检测无线发射单元的发射电流来判断是否有无线充电手机在支架上，如果无线充电正常工作，产品即开始执行夹持开合动作。其原理是将无线充电功能的电子终端的线圈作为电能量接收线圈，无线发射线圈的能量会被电能量接收线圈接收进行充电。当把金属物品如非无线充电手机、硬币、钥匙也放在TX端(发射端)发送线圈上时，金属物品会吸收电能量发热，出于安全性和节能考虑，引入了异物检测算法(Foreign Object Detect1n,简称FOD)。在实际使用中，当接收端线圈与发送端线圈放置位置偏移较多时，也会误报FOD错误，然后无线发射线圈停止为接收端充电，“RX端(接收端)会发送关于接收到的电能量数据包(功率包)给TX端，据此数据包TX端可以计算出RX端接收到的电能量，然后和TX端发送出去的电能量相减，得到电能量损耗(电能量LOSS)；当发送端线圈上有金属异物时，当电能量损耗超出阈值，TX会报FOD错误”。实际使用时，TX和RX线圈放的位置耦合很好时，可以使用一组阈值表，准确识别出金属异物；当TX和RX线圈放的位置耦合很差时，此时无线充电效率降低，电能量损耗很大，也会超出阈值，这里需要针对此种情况改进优化FOD算法。关于TX和RX线圈放的位置耦合很好时的情况，名称为“无线电力传输装置的电力传输控制方法及电力传输装置”的专利中，描述到:“通过物体感测传感器感测在无线充电过程中是否有异物置于无线电力传输装置的充电位置；若所述异物被物体感测传感器感测，则根据所述无线电力传输装置的控制部计算无线充电的电力损失；以及若所述电力损失为基准值以上，则随着所述异物的感测终止电力传输”。但是此方式仅解决了检测到异物终止电力传输，而非无线充电手机不法在该无线充电支架上使用，导致适配的手机类型有限。

因而现有技术还有待改进和提高。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种无线充电动车载支架，使不具备无线充电功能的电子终端也能夹紧使用。

为解决以上技术问题，本实用新型采取了以下技术方案：

一种无线充电动车载支架，用于控制无线充电动车载支架的左右夹臂张合的电机组件、用于控制电机组件的工作状态的电机驱动模块，所述电机组件与电机驱动模块电连接，所述无线充电动车载支架还包括无线充电模块和无线主控模块，所述无线充电模块感应是否有电子终端靠近所述无线充电动车载支架，所述无线主控模块检测电子终端具备无线充电功能时，控制电机驱动模块输出夹紧指令使电机组件动作控制左右夹臂夹紧电子终端，同时控制无线充电模块发射无线充电信号给电子终端充电，当检测电子终端不具备无线充电功能时，控制电机驱动模块输出夹紧指令使电机组件动作控制左右夹臂夹紧电子终端，同时控制无线充电模块停止发射无线充电信号。

所述的无线充电动车载支架中，所述无线主控模块包括主控单元和电源接口单元，所述电源接口单元连接汽车的车载供电口，给主控单元、电机驱动模块和无线充电模块,提供工作所需的电压，所述主控单元根据无线充电模块的充电状态，相应控制电机驱动模块和无线充电模块的工作状态。

所述的无线充电动车载支架中，所述无线充电模块包括无线发射单元、无线充驱动单元和反馈放大单元，所述无线充驱动单元接受主控单元输出的无线充电指令控制无线发射单元发射无线信号给电子终端充电，所述反馈放大单元检测无线发射单元的发射电流并放大后反馈给主控单元，所述主控单元根据反馈信号控制无线充驱动单元的工作状态。

所述的无线充电动车载支架中，所述电机驱动模块包括电机控制单元、开关单元和电机接口，所述电机控制单元接受主控单元的控制信号控制开关单元的启闭，通过电机接口发送给电机组件，来控制左右夹臂的张合。

所述的无线充电动车载支架中，所述主控单元包括：无线主控芯片、第一电阻、第二电阻、第一LED灯、第二LED灯、第三LED灯和第四LED灯，所述无线主控芯片的第1脚、第2脚、第3脚连接电源接口单元，无线主控芯片的第11脚连接电机控制单元、也通过第二电阻连接第三LED灯的负极和第四LED灯的负极，第三LED灯的正极和第四LED灯的正极连接VCC供电端，无线主控芯片的第13脚、第16脚连接无线充驱动单元，无线主控芯片的第12脚、第15脚连接反馈放大单元，无线主控芯片的第10脚通过第一电阻连接第一LED灯的负极和第二LED灯的负极，第一LED灯的正极和第二LED灯的正极连接VCC供电端。

所述的无线充电动车载支架中，所述无线充驱动单元包括第一驱动芯片、第二驱动芯片、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一电容和第二电容，所述第一驱动芯片的IN脚连接无线主控芯片的第16脚、也通过第四电阻接地，第一驱动芯片的HO脚通过第三电阻连接无线发射单元，第一驱动芯片的LO脚连接无线发射单元，第一驱动芯片的HB脚通过第一电容连接第一驱动芯片的HS脚和无线发射单元，所述第二驱动芯片的IN脚连接无线主控芯片的第13脚、也通过第六电阻接地，第二驱动芯片的HO脚通过第五电阻连接无线发射单元，第二驱动芯片的LO脚和HS脚连接无线发射单元，第二驱动芯片的HB脚通过第二电容连接第二驱动芯片的HS脚和无线发射单元。

所述的无线充电动车载支架中，所述无线发射单元包括第一开关芯片、第二开关芯片、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容和线圈，所述第一开关芯片的S2脚连接第一驱动芯片的HS脚、也通过依次第五电容、第七电阻连接电源接口单元，第一开关芯片的G2脚连接第三电阻的一端，第一开关芯片的G1脚连接第一驱动芯片的LO脚，第一开关芯片的S1脚连接反馈放大单元、也依次通过第六电容、第八电阻连接线圈的一端，所述第二开关芯片的S2脚连接第二驱动芯片的HS脚、也通过依次第七电容、第九电阻连接电源接口单元，第二开关芯片的G2脚连接第五电阻的一端，第二开关芯片的G1脚连接第二驱动芯片的LO脚，第二开关芯片的S1脚连接反馈放大单元、也依次通过第八电容、第十电阻连接线圈的另一端，所述第三电容和第四电容并联在线圈的两端。

所述的无线充电动车载支架中，所述反馈放大单元包括采样电阻、第一放大子单元、第二放大子单元，所述采样电阻的一端连接第二放大子单元的输入端和第一开关芯片的S1脚及第二开关芯片的S1脚，第二放大子单元的输出端连接无线主控芯片的第15脚，所述线圈的另一端连接第一放大子单元的输入端，第一放大子单元的输出端连接无线主控芯片的第12脚。

所述的无线充电动车载支架中，所述电机控制单元包括电机驱动芯片、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻和第一三极管，所述电机驱动芯片的TK8/PB0脚连接第一三极管的集电级，第一三极管的基极通过第十一电阻连接电源接口单元、也通过第十二电阻接地，所述电机驱动芯片的TK10/PB2脚通过第十三电阻连接无线主控芯片的第11脚，电机驱动芯片的PA2/TK2脚、PA3/TK3脚、PA4/TK4脚、PA5/TK5脚连接开关单元。

所述的无线充电动车载支架中，所述开关单元包括第二三极管、第三三极管、第四三极管、第五三极管、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻和第二十一电阻，第二三极管的基极通过第十四电阻连接电机驱动芯片的PA2/TK2脚、也通过第十五电阻接地，第二三极管的集电极连接电机接口的第5脚，第三三极管的基极通过第十六电阻连接电机驱动芯片的PA3/TK3脚、也通过第十七电阻接地，第三三极管的集电极连接电机接口的第4脚，第四三极管的基极通过第十八电阻连接电机驱动芯片的PA4/TK4脚、也通过第十九电阻接地，第五三极管的集电极连接电机接口的第3脚，第五三极管的基极通过第二十电阻连接电机驱动芯片的PA5/TK5脚、也通过第二十一电阻接地，第五三极管的集电极连接电机接口的第2脚，第二三极管的发射极、第三三极管的发射极、第四三极管的发射极、第五三极管的发射极均接地。

相较于现有技术，本实用新型提供的一种无线充电动车载支架，用于控制无线充电动车载支架的左右夹臂张合的电机组件、用于控制电机组件的工作状态的电机驱动模块，所述电机组件与电机驱动模块电连接，所述无线充电动车载支架还包括无线充电模块和无线主控模块，所述无线充电模块感应是否有电子终端靠近所述无线充电动车载支架，所述无线主控模块检测电子终端具备无线充电功能时，控制电机驱动模块输出夹紧指令使电机组件动作控制左右夹臂夹紧电子终端，同时控制无线充电模块发射无线充电信号给电子终端充电，当检测电子终端不具备无线充电功能时，控制电机驱动模块输出夹紧指令使电机组件动作控制左右夹臂夹紧电子终端，同时控制无线充电模块停止发射无线充电信号，从而实现了从而实现了无线充电电子终端和非无线充电电子终端的夹紧操作，丰富了无线充电动车载支架的功能。

附图说明

图1为本实用新型提供的无线电动车载支架的结构示意图。

图2为本实用新型提供的无线电动车载支架的分解示意图。

图3为本实用新型提供的无线电动车载支架的电路框图。

图4为本实用新型提供的无线电动车载支架的电源接口单元的电路原理图。

图5为本实用新型提供的无线电动车载支架的主控单元的电路原理图。

图6为本实用新型提供的无线电动车载支架的无线充电模块的电路原理图。

图7为本实用新型提供的无线电动车载支架的第一放大子单元的电路原理图。

图8为本实用新型提供的无线电动车载支架的第二放大子单元的电路原理图。

图9为本实用新型提供的无线电动车载支架的电机驱动模块的电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当部件被称为“装设于”、“固定于”或“设置于”另一个部件上，它可以直接在另一个部件上或者可能同时存在居中部件。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者可能同时存在居中部件。

还需要说明的是，本实用新型实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

请参阅图1、图2和图3，本实用新型提供的电动车载支架包括用于支撑电子终端的壳体(图中未标号)、用于夹持电子终端的左右夹臂6、用于控制左右夹臂6张合的电机组件1、用于控制电机组件1的工作状态的电机驱动模块2、用于感应电子终端是否靠近所述壳体的无线充电模块3和无线主控模块4，所述电机组件1与电机驱动模块2电连接，所述电机组件1与左右夹臂6联接，所述无线充电模块3和电机驱动模块2与无线主控模块4电连接。

所述无线充电模块3感应是否有电子终端靠近所述无线充电动车载支架，所述无线主控模块4检测电子终端具备无线充电功能时，控制电机驱动模块2输出夹紧指令使电机组件1动作控制左右夹臂夹紧电子终端，同时控制无线充电模块3发射无线充电信号给电子终端充电，当检测电子终端不具备无线充电功能时，控制电机驱动模块2输出夹紧指令使电机组件1动作控制左右夹臂夹紧电子终端，同时控制无线充电模块3停止发射无线充电信号，从而实现了无线充电电子终端靠近无线充电动车载支架时，可执行夹紧动作，并且电子终端充电，非无线充电电子终端靠近无线充电动车载支架时，执行夹紧动作，并且关闭无线充电功能。同时，电动车载支架还具有无线充电功能，可给具有无线充电功能的电子终端充电，省去了给电子终端充电的数据线，使用更方便。

请一并参阅图4和图5，所述无线主控模块4包括主控单元41和电源接口单元42，所述电源接口单元42连接汽车的车载供电口，给主控单元41、电机驱动模块2和无线充电模块3，提供工作所需的电压，所述主控单元41根据无线充电模块3的充电状态，相应控制电机驱动模块2和无线充电模块3的工作状态。本实施例中，所述电源接口单元42可包括TYPE-C接口，可能电源数据线连接车载供电口。

所述无线充电模块3包括无线发射单元31、无线充驱动单元32和反馈放大单元33，所述主控单元41通过无线充驱动单元32与无线发射单元31连接，所述无线发射单元31通过反馈放大单元33与主控单元41连接。

所述无线充驱动单元32接受主控单元41输出的无线充电指令控制无线发射单元31发射无线信号给电子终端充电，所述反馈放大单元33检测无线发射单元的发射电流并放大后反馈给主控单元41，所述主控单元41根据反馈信号控制无线充驱动单元32的工作状态。当反馈放大单元33主要用于异物(如非无线充电手机)检测，当检测是异物时，控制无线充驱动单元32关闭停止无线充电工作，同时控制电机驱动模块2工作，使电机组件1驱动左右夹臂夹紧异物，当然左右夹臂之间的最小间距略小于手机最小规格的宽度。

请一并参阅图9，所述电机驱动模块2包括电机控制单元21、开关单元22和电机接口J1，所述主控单元41依次通过电机控制单元21、开关单元22与电机接口J1连接，所述电机控制单元21接受主控单元41的控制信号控制开关单元22的启闭，通过电机接口J1发送给电机组件1，来控制左右夹臂的张合。所述电机组件1为步进电机，与所述电机接口J1连接，可精确控制左右夹臂的张合度。

在本实用新型的无线充电动车载支架中，所述主控单元41、电源接口单元42、无线发射单元31、无线充驱动单元32、反馈放大单元33、电机控制单元21、开关单元22和电机接口J1的电路可以通过多种方式实现，以下例举具体实施例对本发明的无线充电动车载支架进行详细说明，但不应理解为本实用新型实施的限制。

请继续参阅图4和图5，所述主控单元41包括：无线主控芯片U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一LED灯LED1、第二LED灯LED2、第三LED灯LED3和第四LED灯LED4，其中，所述无线主控芯片U1可采用型号为N76E003的无线控制芯片，当然也可以采用其它相同功能的芯片。第一LED灯LED1、第二LED灯LED2、第三LED灯LED3和第四LED灯LED4用于指示充电状态和异物状态。

所述无线主控芯片U1的第1脚、第2脚、第3脚连接电源接口单元，无线主控芯片U1的第11脚连接电机控制单元、也通过第二电阻R2连接第三LED灯LED3的负极和第四LED灯LED4的负极，第三LED灯LED3的正极和第四LED灯LED4的正极连接VCC供电端，无线主控芯片U1的第13脚、第16脚连接无线充驱动单元，无线主控芯片U1的第12脚、第15脚连接反馈放大单元，无线主控芯片U1的第10脚通过第一电阻R1连接第一LED灯LED1的负极和第二LED灯LED2的负极，第一LED灯LED1的正极和第二LED灯LED2的正极连接VCC供电端。

请参阅图6、图7和图8，所述无线充驱动单元32包括第一驱动芯片U2、第二驱动芯片U3、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一电容C1和第二电容C2。所述驱动芯片采用型号为MX2113的驱动芯片，用于驱动无线发射单元发射无线充电电流。

所述第一驱动芯片U2的IN脚连接无线主控芯片U1的第16脚、也通过第四电阻R4接地，第一驱动芯片U2的HO脚通过第三电阻R3连接无线发射单元，第一驱动芯片U2的LO脚连接无线发射单元，第一驱动芯片U2的HB脚通过第一电容C1连接第一驱动芯片U2的HS脚和无线发射单元，所述第二驱动芯片U3的IN脚连接无线主控芯片U1的第13脚、也通过第六电阻R6接地，第二驱动芯片U3的HO脚通过第五电阻R5连接无线发射单元，第二驱动芯片U3的LO脚和HS脚连接无线发射单元，第二驱动芯片U3的HB脚通过第二电容C2连接第二驱动芯片U3的HS脚和无线发射单元。

所述无线发射单元31包括第一开关芯片U4、第二开关芯片U5、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8和线圈RT。第一开关芯片U4、第二开关芯片U5均采用型号为WSP4884的开关芯片。

所述第一开关芯片U4的S2脚连接第一驱动芯片U2的HS脚、也通过依次第五电容C5、第七电阻R7连接电源接口单元，第一开关芯片U4的G2脚连接第三电阻R3的一端，第一开关芯片U4的G1脚连接第一驱动芯片U2的LO脚，第一开关芯片U4的S1脚连接反馈放大单元、也依次通过第六电容C6、第八电阻R8连接线圈RT的一端，所述第二开关芯片U5的S2脚连接第二驱动芯片U3的HS脚、也通过依次第七电容C7、第九电阻R9连接电源接口单元，第二开关芯片U5的G2脚连接第五电阻R5的一端，第二开关芯片U5的G1脚连接第二驱动芯片U3的LO脚，第二开关芯片U5的S1脚连接反馈放大单元、也依次通过第八电容C8、第十电阻R10连接线圈RT的另一端，所述第三电容C3和第四电容C4并联在线圈RT的两端。

所述反馈放大单元包括采样电阻Rs、第一放大子单元331、第二放大子单元332，所述采样电阻Rs的一端连接第二放大子单元332的输入端和第一开关芯片U4的S1脚及第二开关芯片U5的S1脚，第二放大子单元332的输出端连接无线主控芯片U1的第15脚，所述线圈RT的另一端连接第一放大子单元331的输入端，第一放大子单元331的输出端连接无线主控芯片U1的第12脚。

请继续参阅图9，所述电机控制单元包括电机驱动芯片U6、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13和第一三极管Q1，所述电机驱动芯片U6采用型号为AST8J535的集成芯片，异物检测控制信号从电机驱动芯片U6的TK10/PB2脚处输入，通过电机驱动芯片U6的PA2/TK2脚、PA3/TK3脚、PA4/TK4脚、PA5/TK5脚输出电机夹紧信号给开关单元，所述三极管为NPN三极管，当无线充电动车载支架上电时，第一三极管Q1导通。

所述驱动芯片的TK8/PB0脚连接第一三极管Q1的集电级，第一三极管Q1的基极通过第十一电阻R11连接电源接口单元、也通过第十二电阻R12接地，所述驱动芯片的TK10/PB2脚通过第十三电阻R13连接无线主控芯片U1的第11脚，驱动芯片的PA2/TK2脚、PA3/TK3脚、PA4/TK4脚、PA5/TK5脚连接开关单元。

所述开关单元包括第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五三极管Q5、第十四电阻R4、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20和第二十一电阻R21，第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五三极管Q5均为NPN三极管，当驱动芯片的PA2/TK2脚、PA3/TK3脚、PA4/TK4脚、PA5/TK5脚输出高电平时，第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五三极管Q5导通，使电机执行夹紧动作。

第二三极管Q2的基极通过第十四电阻R4连接电机驱动芯片U6的PA2/TK2脚、也通过第十五电阻R15接地，第二三极管Q2的集电极连接电机接口的第5脚，第三三极管Q3的基极通过第十六电阻R16连接电机驱动芯片U6的PA3/TK3脚、也通过第十七电阻R17接地，第三三极管Q3的集电极连接电机接口的第4脚，第四三极管Q4的基极通过第十八电阻R18连接电机驱动芯片U6的PA4/TK4脚、也通过第十九电阻R19接地，第五三极管Q5的集电极连接电机接口的第3脚，第五三极管Q5的基极通过第二十电阻R20连接电机驱动芯片U6的PA5/TK5脚、也通过第二十一电阻R21接地，第五三极管Q5的集电极连接电机接口的第2脚，第二三极管Q2的发射极、第三三极管Q3的发射极、第四三极管Q4的发射极、第五三极管Q5的发射极均接地。

为了更好的理解本实用新型的技术方案，以下结合图1至图9，对本实用新型的无线电动车载支架的工作方式进行详细说明：

当电源接口单元42连接车载供电口时，控单元41、电机驱动模块2和无线充电模块3上电开始工作。无线主控芯片U1控制第一驱动芯片U2和第二驱动芯片U3开始工作，使线圈RT发射无线充电信号。并通过采样电阻Rs检测无线的发射电流，采样电阻Rs分得的电压、及线圈RT另一端LP3的电压分别经第一放大子单元331、第二放大子单元332放大后，反馈至无线主控芯片U1的第15脚和第12脚，由无线主控芯片U1判断电流的变化，判断是否存在FOD(即异物)。当电流变化在预设范围时，判断电子终端为带无线充电功能的电子终端，无线主控芯片U1的第13脚、第16脚输出控制信号使第一开关芯片U4和第二开关芯片U5工作，使线圈RT发射无线充电信号给电子终端充电，同时无线主控芯片U1的第13脚11脚使电机驱动芯片U6输出驱动信号，使左右夹臂执行夹紧动作。当电流变化超出预设范围时，判断电子终端为异物，无线主控芯片U1的第13脚、第16脚输出控制信号使第一开关芯片U4和第二开关芯片U5关闭，此时线圈RT不发射充线充电信号，同时无线主控芯片U1的第13脚11脚使电机驱动芯片U6输出驱动信号，使左右夹臂执行夹紧动作。当然，本实用新型的无线电动车载支架开关按键使电机驱动芯片U6输出驱动信号，使左右夹臂执行张开或夹紧动作。由于本实用新型的无线电动车载支架的无线充电方式、电机动作方式、相关软件算法等均为现有技术，也不是本实用新型的发明点，此处不作详细描述。

综上所述，本实用新型的无线电动车载支架，采用无线充电模块做电子终端充电类型的检测，不仅仅检测支持无线充电的设备，同时也支持非无线充电的设备。同时，本实用新型无需使用光电类传感器，降低成本，也避免了光电光传感器感应不灵敏的问题。另外，本实用新型在不增加额外成本的前提下，提高产品支持设备的范围，并更好的识别一致性，增加了电动支架的市场竞争力。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。