车载充电电路及装置的制作方法

本实用新型涉及家用电器技术领域，尤其涉及车载充电电路及装置。

背景技术：

随着生活水平的逐步提高，越来越多的汽车走入家庭，为人们的生活增添便利。例如，工作日上班时，人们可以自行驾车去工作单位，从而免去了排队等公车的麻烦。周末或者节假日的时候，人们可以带上全家人自驾出行，为家人的休闲娱乐提供了便利。当需要出差时，特别是较近距离的出差，人们也会选择自驾出行，这样更方便灵活。综上，汽车已然成为人们生活和工作中必不可少的一部分。同时，为了使汽车更加符合人们的使用需求和使用习惯，并为人们带来更多的便利。汽车生产商也为汽车配备了越来越多的人性化设计，例如，在车内安装化妆镜、眼镜盒、茶水杯座、点烟器等，这样，当人们有使用需求时，就可以开启相应的功能部件。

特别是点烟器的设计颇受人们的欢迎，点烟器是在汽车内设置的一个可以按下的按钮，通常在按钮的表面会画着一支烟。点烟器的用途主要分成两个方面，第一方面，当人们按下该按钮后，点烟器会弹起，并发出声响以提醒使用者。之后，使用者可以拔出点烟器，将点烟器里面变热的一面轻按到烟上，烟就点燃了。第二方面，点烟器还可以充当电源使用，由于点烟器接口是一个正12V的电源接口，在汽车正常行驶过程中该电源接口的电压会维持在14V到14.8V。这样，人们可以在驾车途中通过点烟器对电子设备进行充电，即将电子设备通过转换插头等连接到点烟器上，由汽车的电瓶给电子设备进行充电，但是，由于各种原因，电子设备等会长时间的插在点烟器上，点烟器的电源接口所提供的电压就会减小，即表示与之相连的汽车的电瓶亏电，严重时电瓶报废，人们无法启动汽车。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供了车载充电电路及装置，通过设置分压采集模块、检测模块和控制模块等，解决了汽车电瓶被充电设备过放电的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了车载充电电路，包括：分压采集模块、电压转换模块、充电输出模块、检测模块和控制模块；

分压采集模块、电压转换模块和充电输出模块依次电连接，且，检测模块和控制模块相连，检测模块还与分压采集模块相连，控制模块还与电压转换模块相连；

电压转换模块，用于将点烟器的电压值转换成充电设备所需的电压；

充电输出模块，用于将电压传输给充电设备；

分压采集模块，用于采集点烟器的电压值；

检测模块，用于检测电压值是否在预先设定的范围值内；

控制模块，用于当电压值超出范围值时，将电压转换模块和充电输出模块之间的连接断开。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，充电输出模块包括第一充电输出单元、第二充电输出单元和调节单元；

第一充电输出单元和第二充电输出单元分别与调节单元相连；

调节单元，用于对第一充电输出单元和第二充电输出单元进行调节，使第一充电输出单元和第二充电输出单元的输出电压均相等。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，还包括显示模块，显示模块与检测模块相连，用于将检测模块检测到的电压值进行显示。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，还包括报警模块，报警模块与检测模块相连；

报警模块，用于在电压值超出预先设定的范围值时，发出警报。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，还包括开启延时模块，开启延时模块与控制模块相连；

开启延时模块，用于在达到预先设定的时长后，向控制模块发送开启信号；

控制模块，还用于在接收到开启信号后连通电压转换模块和充电输出模块之间的连接。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，还包括熄火延时模块，熄火延时模块与控制模块相连；

熄火延时模块，用于在检测到汽车电瓶的电压值小于13V时，向控制模块发送断开信号；

控制模块，还用于在接收到断开信号后断开电压转换模块和充电输出模块之间的连接。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，分压采集模块包括：第一电阻和第二电阻；

第一电阻的一端连接12V，第一电阻的另一端连接检测模块，第一电阻的另一端还连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端接地。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，电压转换模块包括芯片CX8518。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，检测模块包括STM8S003F、STM8S005K6T6C或者 STM32F030C8中的一种。

第二方面，本实用新型实施例提供了车载充电装置，包括：充电设备和上述车载充电电路；

充电设备连接车载充电电路，以进行充电。

本实用新型实施例提供的车载充电电路及装置，其中，该车载充电电路包括：依次电连接的分压采集模块、电压转换模块和充电输出模块，并且，在该电路中检测模块和控制模块相连，检测模块还与分压采集模块相连，控制模块还与电压转换模块相连，在使用时，电压转换模块首先将点烟器的电压值转换成充电设备所需的电压，之后，充电输出模块将电压传输给充电设备，并且，分压采集模块实时采集点烟器的电压值，当检测模块检测到采集的电压值超出预先设定的范围值时，控制模块将电压转换模块和充电输出模块之间的连接断开，这样，电子设备在充电的过程中就不会因为长时间插在点烟器上而造成与点烟器相连的汽车电瓶亏电，使充电过程更加人性化，进而提高了电瓶的使用寿命。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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的附图。

图1示出了本实用新型实施例所提供的车载充电电路的连接图；

图2示出了本实用新型实施例所提供的车载充电电路的电路连接图；

图3示出了本实用新型实施例所提供的车载充电电路的电路框架图；

图4示出了本实用新型实施例所提供的车载充电电路的电路结构连接图。

图标：1-分压采集模块；2-电压转换模块；3-充电输出模块；4-检测模块；5-控制模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型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实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前，设置在汽车内的点烟器多用来当充电电源使用，点烟器的电源接口为直流12V电源，但在汽车正常行驶过程中该电源接口的电压会维持在直流14V到直流14.8V之间。这样，人们可以在驾车途中随时通过点烟器对电子设备(例如，手机、平板电脑等)进行充电，即将电子设备通过转换插头等连接到点烟器上，由汽车的电瓶给电子设备进行充电，但是，由于各种原因(例如，用户忘记及时拔出电子设备等)，电子设备等就会长时间的插在点烟器上，点烟器的电源接口所提供的电压就会减小，即与点烟器相连的汽车的电瓶亏电，这种情况严重时电瓶就会报废，人们都无法启动汽车。

基于此，本实用新型实施例提供了车载充电电路及装置，下面通过实施例进行描述。

参见图1，本方案中提出的车载充电电路包括：分压采集模块1、电压转换模块2、充电输出模块3、检测模块4和控制模块5，在该充电电路中分压采集模块1、电压转换模块2和充电输出模块3依次电连接，除此之外，检测模块4还和控制模块5相连，检测模块4还与分压采集模块1相连，控制模块5还与电压转换模块2相连，以进行电信号的传输。电压转换模块2包括芯片CX8518。CX8518集成了100m的MOSFET开关，MOSFET 开关工作性能稳定，可提供4.75-32V宽工作电压输入连续负载4A电流， CX8518可调软启动可防止浪涌电流，导通和关断模式电源电流降至1μA 以下，4A连续输出电流，4.75-28V宽工作电压输入范围，从而起到良好的降压稳压作用。

在实际使用时，电压转换模块2将点烟器的电压值(通常为直流12V) 转换成充电设备所需的电压(通常为直流5V)，这样，充电输出模块3将该直流5V电压传输给充电设备，以给充电设备进行充电，另外，在电路中还设置有分压采集模块1，分压采集模块1实时采集点烟器的电压值，并设有检测模块4来检测采集到的电压值是否在预先设定的范围值(通常为直流V到直流V)内，当检测到电压值超出范围值时，控制模块5将电压转换模块2和充电输出模块3之间的连接断开。

为了便于用户使用，充电输出模块3包括第一充电输出单元、第二充电输出单元和调节单元，即第一充电输出单元和第二充电输出单元均能对外提供直流5V电源，具体实现方法如下：第一充电输出单元和第二充电输出单元分别与调节单元相连，调节单元用于对第一充电输出单元和第二充电输出单元进行电流均衡，使第一充电输出单元和第二充电输出单元的输出电压均相等。

车载充电电路还包括显示模块，在电路连接中显示模块与检测模块4 相连，显示模块将检测模块4检测到的电压值进行显示，通常，显示模块中包括液晶显示屏，液晶显示屏与其他显示介质相比，画面清晰、体积小、重量轻，能够与充电电路紧密融合。车载充电电路还包括报警模块，在电路连接中，报警模块与检测模块4相连，当检测模块4检测到电压值超出预先设定的范围值时，报警模块发出警报，在此，范围值具体包括最大范围值和最小范围值，当检测模块4检测到电压值大于预先设定的最大范围值时，报警模块发出警报；当检测模块4检测到电压值小于预先设定的最小范围值时，报警模块也相应发出警报，在实际使用过程中，两次警报的类型可以设置成不同的形式，例如，声响和发光等不同的警示提醒，根据客户的选取和实际使用场景的不同，报警模块还可以与显示模块相连，用以直接显示警报。

此外，车载充电电路还包括开启延时模块，开启延时模块与控制模块5 相连，开启延时模块用于在达到预先设定的时长后，向控制模块5发送开启信号，控制模块5还用于在接收到开启信号后连通电压转换模块2和充电输出模块3之间的连接。由于，汽车由停止到启动的瞬间，各种功能器件都同时需要耗费电瓶的大量电量，影响电瓶的使用寿命，设定开启延时模块后，当达到预先设定的时长后，开启延时模块向控制模块5发送开启信号，由连通电压转换模块2和充电输出模块3之间的连接，从而有效减小了在汽车开启瞬间对电瓶的损耗，使电瓶的寿命更长久。例如，当产品检测到汽车处于启动(冷态通电)的情况下，会延迟17秒通电，使汽车电瓶中更多的电量用来启动汽车。即先让汽车启动起来，避免多个用电设备同时使用汽车电瓶的电量，出现汽车电瓶严重耗损的问题。车载充电电路还包括熄火延时模块，在电路连接中熄火延时模块与控制模块5相连，由于，汽车在行驶过程中时，点烟器的接口电压一般为14V到15.5V，熄火延时模块用于在检测到汽车电瓶的电压值小于13V(即自动判断汽车是否已经熄火)时，向控制模块5发送断开信号，控制模块5还用于在接收到断开信号后断开电压转换模块2和充电输出模块3之间的连接，例如，当输入电压低于13伏时开始判断计时延时60分钟后关断输出。这样，有效避免了汽车在熄火后，充电设备由于忘记插拔等原因而造成的电瓶电量损耗，使汽车在熄火后电瓶依然维持充足的电量。

在具体电路中分压采集模块1包括：第一电阻和第二电阻，这里，第一电阻的一端直接连接点烟器的直流12V，第一电阻的另一端连接检测模块4，第一电阻的另一端还连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端接地。即检测第二电阻与大地之间的电压值，并将检测到的电压值发送给检测模块4。

在本电路中，检测模块4包括STM8S003F、STM8S005K6T6C或者STM32F030C8中的一种。STM系列芯片功耗小、成本低，采用ARM Cortex-M3内核，处理性能优异。其中，增强型系列时钟频率达到72MHz，是同类产品中性能最高的产品；基本型时钟频率为36MHz，以16位产品的价格得到比16位产品大幅提升的性能。此外，STM32L电路的设计目的是以低电压实现高性能，有效延长电池供电设备的充电间隔。片上模拟功能的最低工作电源电压为2.95V。数字功能的最低工作电源电压为5.5V，在电池电压降低时，可以延长电池供电设备的工作时间，运用在本电路中，能有效减少对电量的损耗。

实施例1

参见图2、图3和图4，该电路在工作时，先将该车载充电电路与车内的点烟器相连，这样，车载充电电路引入直流12V电压为输入电压，电压转换模块2采用同步降压稳压芯片CX8518，将车载直流12V电压转换为直流5V输出。

由于本车载充电电路的输出端有两个，即两个直流5VUSB输出端，为了使这两个USB输出端能同时对外接设备进行充电，避免连接在一个USB 输出端的外接设备由于负载过大而使另一个USB输出端无法获取正常范围内的充电电压的情况，在直流5V输出端并列连接两个通讯协议控制芯片，即在两个USB输出端上分别连接一个通讯协议控制芯片，并让两个通讯协议控制芯片同时接通转换后的直流5V，当直流5V输出端连接的USB输出端输出更多时，需要在每个USB输出端上各连一个通讯协议控制芯片，这样，通讯协议控制芯片能够自动识别充电设备的类型，并通过对应的USB 充电协议与外接充电设备进行握手，使之获得最优的充电电流，从而保证每个USB输出端都能得到均衡的电压，以供外接设备进行充电。在本实施例中，以两个USB输出端上分别连接一个通讯协议控制芯片充电效果最佳，这样，两个USB输出端上的电压值均约为2.1V。

分压采集模块1中，第一电阻为47k欧姆，第二电阻为10k欧姆，通过分压检测第一电阻的另一端，当检测模块4检测到电压低于1.9V时，对应点烟器的电压低于11V，当检测模块4检测到电压高于2.6V时，对应点烟器的电压高于15.5V。在本实施例中，出现上述情况时，通过控制模块5控制电压转换模块2(即CX8518)的使能引脚，以停止电压转换。

综上所述，本实施例提供的车载充电电路包括：依次电连接的分压采集模块1、电压转换模块2和充电输出模块3，在该电路中检测模块4和控制模块5相连，检测模块4还与分压采集模块1相连，控制模块5还与电压转换模块2相连，在进行充电时，电压转换模块2将点烟器的电压值转换成充电设备所需的电压，充电输出模块3将电压传输给充电设备，分压采集模块1实时采集点烟器的电压值，检测模块4用来检测电压值是否在预先设定的范围值内，当电压值超出范围值时，控制模块5将电压转换模块2和充电输出模块3之间的连接断开，这样，有效控制了电压转换模块2 和充电输出模块3之间的连通和断开，电子设备等不会因为长时间与点烟器相连，而造成与点烟器相连的汽车电瓶亏电，进而提高了电瓶的使用寿命。

实施例2

本实施例提供了车载充电装置包括：充电设备和上述车载充电电路，在操作过程中，首先，将车载充电电路和点烟器连接，之后，将充电设备 (例如，手机和平板电脑等)连到车载充电电路上，以进行充电。

综上所述，本实施例提供的车载充电装置包括：充电设备和上述车载充电电路，当充电设备连接到车载充电电路之后，对充电设备进行充电，从而能够实现在车内快速方便的充电。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。