一种通用车载USB充电器的制作方法

本实用新型涉及车载供电装置，尤其是涉及一种通用车载USB充电器。

背景技术：

支持USB充电的技术越来越多，如BC1.2，Type C，以及即将到来的USB Power Delivery(UPD)技术。BC1.2和Type C充电功率小于15W，通常用于给手机，PAD等手持终端充电；USB Power Delivery充电功率最大可以达到100W，能够给笔记本，摄像机等设备充电。目前，很少充电提供端能兼容多种充电技术，给多种设备充电。

UPD是新的USB充电技术，能够根据充电接收端需求提供多种输出电压如5V，9V，15V，20V。随着输出功率的增大，充电提供端损耗变大，带来热及EMC的问题，很难满足车载环境和EMC测试要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述问题提供一种通用车载USB充电器。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种通用车载USB充电器，包括壳体和封装在壳体内部的汽车连接器、多协议集成控制器、低损耗直流电压变换模块、DCP握手芯片和USB输出口，所述汽车连接器与汽车电源连接，所述多协议集成控制器分别与汽车连接器、低损耗直流电压变换模块、DCP握手芯片和USB输出口连接，所述USB输出口分别与低损耗直流电压变换模块和DCP握手芯片连接。

所述低损耗直流电压变换模块包括低损耗直流电压变换电路，所述低损耗直流电压变换电路的内部电感为直流阻抗不超过8毫欧姆的电感，内部MOS管的导通阻抗为不超过4毫欧姆的导通阻抗。

所述低损耗直流电压变换模块的外部还设有金属屏蔽罩。

所述充电器还设有低耗电自动开关，分别与汽车连接器、低损耗直流电压变换模块、DCP握手芯片和多协议集成控制器连接。

所述充电器还设有低压差线性稳压器，分别与汽车连接器和DCP握手芯片连接。

所述充电器还设有保护电路，分别与多协议集成控制器、DCP握手芯片和USB输出口连接。

所述充电器还设有调光灯，与汽车连接器连接。

所述充电器的大小不超过60×50×25mm³。

所述USB输出口包括TypeC输出口。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)通过设置低损耗直流电压变换模块，降低了充电器的整体热损耗，提高了充电器的充电效率，同时由于充电器的整体热损耗的降低，使得充电器的整体尺寸不超过60×50×25mm³，便于携带和在车上使用。

(2)多协议集成控制器可以实现USB Power Delivery、TypeC协议以及其他协议的集成控制，使得该USB充电器同时支持多种协议，具有较强的通用性。

(3)低损耗直流电压变换电路的内部电感为直流阻抗不超过8毫欧姆的电感，内部MOS管的导通阻抗为不超过4毫欧姆的导通阻抗，保证了模块的热损耗达到要求，继而降低了整体充电器的热损耗。

(4)低损耗直流电压变换模块的外部还设有金属屏蔽罩，可以直流电压变化模块的辐射噪声，从而降低了整个充电器的辐射EMC噪声。

(5)设有低耗电自动开关，在汽车未启动时，可以自动开启低耗电模式，降低为车载USB充电器提供的电压，使得充电器的输入静态电流小于50uA，为汽车电源节省电能。

(6)汽车连接器和DCP握手芯片之间还设有低压差线性稳压器，可以为DCP握手芯片提供稳定的电能，而避免汽车电源过大对DCP握手芯片造成损害，该低压差线性稳压器还可根据实际情况与其他芯片连接，为这些芯片稳定供电。

(7)多协议集成控制器、DCP握手芯片和USB输出口之间还设有保护电路，可以实现过压保护、过流保护、短路保护、过温保护、静电防护以及连接器接口信号对地和电池短路的保护，保证多协议集成控制器和DCP握手芯片的安全性，提高整个充电器的安全性。

(8)充电器还设有通过汽车电源供电的调光灯，为充电器提供可调亮度，便于车主发现充电器的位置，该调光灯与汽车连接器连接，可以根据汽车输出的PWM信号来调节亮度，实现汽车的自动控制。

(9)USB输出口采用TypeC输出口，可以支持5V/12V/20V 3A充电，充电范围广，通用性能强。

附图说明

图1为本装置的内部结构示意图；

图2为本装置的外观示意图；

其中，1为汽车连接器，2为多协议集成控制器，3为低损耗直流电压变换模块，4为DCP握手芯片，5为USB输出口，6为低耗电自动开关，7为低压差线性稳压器，8为保护电路，9为调光灯。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例提供了包括壳体和封装在壳体内部的汽车连接器1、多协议集成控制器2、低损耗直流电压变换模块3、DCP握手芯片4和USB输出口5，汽车连接器1与汽车电源连接，多协议集成控制器2分别与汽车连接器1、低损耗直流电压变换模块3、DCP握手芯片4和USB输出口5连接，USB输出口5分别与低损耗直流电压变换模块3和DCP握手芯片4连接。

其中，多协议集成控制器2通过芯片实现，低损耗直流电压变换模块3包括低损耗直流电压变换电路，低损耗直流电压变换电路的内部电感不超过，内部MOS管的阻抗不超过，集成电容不超过。低损耗直流电压变换模块3的外部还设有金属屏蔽罩。充电器还设有低耗电自动开关6，分别与汽车连接器1、低损耗直流电压变换模块3、DCP握手芯片4和多协议集成控制器2连接。充电器还设有低压差线性稳压器7，分别与汽车连接器1和DCP握手芯片4连接。充电器还设有保护电路8，分别与多协议集成控制器、DCP握手芯片4和USB输出口5连接。充电器还设有调光灯9，与汽车连接器1连接。充电器的大小不超过60×50×25mm³。

该充电器的工作原理如下：汽车连接器1与汽车电源连接从而提供电能，多协议集成控制器2与USB输出口5进行信息交互，同时DCP握手芯片4实现多协议集成控制器2和USB输出口5的协议交换，从而控制低损耗直流电压变换模块3进行电压变换，输出USB输出口5期望接收的电压。如果汽车处于非运转状态，低耗电自动开关6自动开启，降低为车载USB充电器提供的电压，实现节能运行。

整个充电器的外观示意图如图2所示，从图中可以看出，该装置使用时只需将汽车连接器1与汽车电源连接，外接设备即可通过USB输出口5充电。