一种车载多协议充电器的制作方法

本实用新型涉及充电
技术领域：
，特别是一种车载多协议充电器。
背景技术：
：随着中国进入汽车时代后，越来越多的人都荣升为有车一族了，因此汽车也成为了我们每天出行代步必不可少的工具，使用频率非常大。目前手机也已经成为了我们出行时一定会随身携带的电子产品，但手机的电量有限，所以在车内准备一个车载充电器就变得很有必要了！手机极大地方便了人们之间的交流，因此即便是在开车途中也少不了要接电话，因此一般在驾驶途中都需要保持手机电量满满。而随着4G网络的覆盖越来越全面，有车一族不再愿意使用车载导航，反而更加青睐手机导航，因为手机APP导航软件更加的精准、快捷，但手机的电量有限，要是需要长途导航就会出现手机电量不足，因此车载充电器就变得格外重要了。由于科技的快速发展，面对物联网、云端、人工智能(AI)等全新应用如雨后春笋般涌现，客户为提升资讯传输速度，Type-C接口问世。而USBType-C兼具资料封包传输、即时影音传输，以及供电三大功能，实现了可以通过一个接口去接各种类型的外设，大大简化了电子产品的设计，同时也为使用者提供了便利。Type-C应用领域广泛，包括智能手机、平板、笔记本、电视等。但是传统的车载充电器接口一般为1个或者2个USB-A接口，未搭配最新的Type-C接口，不能支持新一代的数码产品快速充电。并且目前传统的车载充电器供电电压大部分为5V，而新一代智能手机快速充电9V～12V的供电电压，平板电脑、笔记本需要供电电压更是达到15V～20V，而传统的车载充电器是无法满足的。综合上述问题，本实用新型提出一种多接口多协议的车载充电器。技术实现要素：有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型的目的就是提供一种车载多协议充电器，能够提供5V～20V的电源电压，不仅包括USB-A接口QC3.0/2.0为手机供电的方案，还提供Type-C接口PD3.0/QC4.0+的供电方案，可为智能手机、平板电脑，笔记本实现充电。本实用新型的目的是通过这样的技术方案实现的，一种车载多协议充电器，它包括有：多协议控制模块、电源模块、降压调制器、车载电源输出模块、USB-A连接器和Type-C连接器；所述多协议控制模块与所述电源模块连接，所述电源模块包括有同步升降压电源模块和升降压电源模块；所述同步升降压电源模块和升降压电源模块均与所述多协议控制模块连接；所述降压调制器还与所述多协议控制模块和车载电源输出模块连接；所述车载电源输出模块还与所述同步升降压电源模块和升降压电源模块连接；所述同步升降压电源模块还与Type-C连接器连接；所述升降压电源模块还与USB-A连接器连接。进一步，所述车载电源输出模块为车载点烟器，车载电压器可输出12V～24V的直流电压。进一步，所述USB-A连接器支持的协议及对应的电压电流输出包括：QC3.0的3.6V/2A～12V/2A、QC2.0的5V/3A、QC2.0的9V/2A、QC2.0的12V/1.5A、BC1.2和YD/T1591-2009充电数据接口。进一步，所述Type-C连接器支持的协议及对应的电压电流输出包括：PPSAPDO的3V/3A～21V/3A；PD的5V/3A、PD的9V/3A、PD的12V/3A、PD的15V/3A和PD的20V/3A；QC3.0的3.6V/2A～12V/2A；以及QC2.0的5V/3A、QC2.0的9V/2A和QC2.0的12V/1.5A。进一步，所述多协议控制模块可为支持PD3.0/QC4.0+多协议的FL7103E主控芯片。进一步，所述同步升降压电源模块可为SC8815芯片。进一步，所述升降压电源模块可为FR9836芯片。进一步，所述降压调制模块可为SY6345降压调制器。由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下的优点：本实用新型实现多协议及更加高效的车充方案，保留了传统车充供电接口，同时增加了一路为新一代数码产品高效的供电方案；不仅包括USB-A接口QC3.0/2.0为手机供电的方案，还提供Type-C接口PD3.0/QC4.0+的供电方案，可为智能手机、平板电脑，笔记本实现充电。和现有技术相比，本实用新型可提供的电源电压为5V～20V；而传统车载充电器需要给笔记本电脑供电时，需要额外增加车载逆变器，相比起来，本发明成本更低，电路更加简洁，兼容性更佳。本实用新型选用FL7103EPD3.0和QC4.0+多协议主控IC，可根据数码产品的需求，智能化的调节合适的电压电流，兼容性更加良好，搭配最新Type-C充电接口，可支持充电正反插拔，更有利于用户的个人体验。本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。附图说明本实用新型的附图说明如下：图1为传统车载充电器的连接示意图。图2为本实用新型的原理连接示意图。图3为本实用新型的电路连接示意图。图4为本实用新型中多协议主控芯片的供电连接示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。如图1至图4所示，一种车载多协议充电器，它包括有：多协议控制模块K1、电源模块、降压调制器K4、车载电源输出模块K5、USB-A连接器K6和Type-C连接器K7；多协议控制模块K1与电源模块连接，电源模块包括有同步升降压电源模块K2和升降压电源模块K3；同步升降压电源模块K2和升降压电源模块K3均与多协议控制模块K1连接；降压调制器K4还与多协议控制模块K1和车载电源输出模块K5连接；车载电源输出模块K5还与同步升降压电源模块K2和升降压电源模块K3连接；同步升降压电源模块K2还与Type-C连接器K7连接；升降压电源模块K3还与USB-A连接器K6连接。本实用新型中，车载电源输出模块K5为车载点烟器，车载电压器可输出12V～24V的直流电压。多协议控制模块K1可为支持PD3.0/QC4.0+多协议的FL7103E主控芯片。同步升降压电源模块K2可为SC8815芯片。升降压电源模块K3可为FR9836芯片。降压调制模块K4可为SY6345降压调制器。本实用新型中，USB-A连接器K6支持的协议及对应的电压电流输出包括：QC3.0的3.6V/2A～12V/2A、QC2.0的5V/3A、QC2.0的9V/2A、QC2.0的12V/1.5A、BC1.2和YD/T1591-2009充电数据接口。本实用新型中，Type-C连接器K7支持的协议及对应的电压电流输出包括：PPSAPDO的3V/3A～21V/3A；PD的5V/3A、PD的9V/3A、PD的12V/3A、PD的15V/3A和PD的20V/3A；QC3.0的3.6V/2A～12V/2A；以及QC2.0的5V/3A、QC2.0的9V/2A和QC2.0的12V/1.5A。目前传统车载充电器工作原理如图1所示，利用汽车点烟系统的输出12V～24V电压通过U1的直流转直流(DCTODC)电源芯片转换为稳定的5V电压，当有手机接入到USB-A接口后，手机软件会判别USB-A接口D+或D-的电压来识别充电器的类型，此时USB识别后会判断手机发出的信号，智能匹配到手机需要D+或D-信号，从而达到稳定的充电效果。而本实用新型的实现过程如图2所示，包括PD3.0/QC4.0+多协议主控芯片K1(FL7103E芯片)、同步升降压电源芯片K2(SC8815芯片)、升降压电源芯片K3(FR9836芯片)、降压调制器K4(SY6345芯片)、车载点烟器K5、USB-A接口K6、Type-C接口K7。车载点烟器K5输出的电压为直流12V～24V，且车载点烟器K5分别给同步升降压电源芯片K2、升降压电源芯片K3和降压调制器K4供电，降压调制器K4输出5V直流电源后给PD3.0/QC4.0+多协议主控芯片K1供电。同步升降压电源芯片K2的I2C、CE使能信号分别与PD3.0/QC4.0+多协议主控芯片K1的I2C、CE使能端连接；同步升降压电源芯片K2的输出电压VBUS-C与Type-C接口K7的VBUS-C接口端连接。升降压电源芯片K3的电压输出VBUS-A与USB-A接口K6的VBUS-A接口端连接。PD3.0/QC4.0+多协议主控芯片K1反馈电压的反馈信号(FB信号)与升降压电源芯片K3的电压反馈信号FB接口连接；PD3.0/QC4.0+多协议主控芯片K1的QC(Quickcharge)DP/DM检测信号与USB-A接口K6接口端的DP/DM相连；PD3.0/QC4.0+多协议主控芯片K1的DP/DM检测信号及CC1/CC2信号分别与Type-C接口K7接口端的DP/DM及CC1/CC2相连接；其中，DP检测信号为D+的检测信号，DM检测信号为D-的检测信号，CC1信号为D+充电连接的确认信号，CC2信号为D-充电连接的确认信号。本实用新型的输入输出特性包括有：车载点烟器输入的电压为直流12～24V。而USB-A口支持协议及对应电压电流：QC3.0(3.6V-12V/2A)，QC2.0(5V/3A，9V/2A，12V/1.5A)，BC1.2，Apple，Samsung，Huawei-FCP，YD/T1591-2009。TYPEC接口支持协议及对应电压电流输出：PPSAPDO(3-21V/3A)，PD(5V3A，9V/3A，12V/3A，15V3A，20V/3A)，QC3.0(3.6V-12V/2A)，QC2.0(5V/3A，9V/2A，12V/1.5A)。其中，PPSAPDO为可编程电源ADPO；PD为PowerDelivery，功率传输协议，QC为Quickcharge，快速充电技术。本实用新型的具体实施方式包括有：(1)模块上电：当车载充电器插入到车载点烟器后，如图2和图3所示，车载点烟器K5输出电压为12～24V，分别需要供电给PD3.0/QC4.0+多协议主控芯片K1、同步升降压电源芯片K2、升降压电源芯片K3等模块，多协议主控芯片K1的供电需要通过降压调制器K4将12～24V的电压转为5V的稳定电压，将5V电压输入到PD3.0/QC4.0+多协议主控芯片K1的VDD5接口。如图4所示，5V电压输入通过VDD5接口在PD3.0/QC4.0+多协议主控芯片K1内部LDO分别转化为VDD3R及VDD18R，为主控内部IO及内核供电，此时系统上电完成。(2)USB-A接口端工作方式：当有手机接入到USB-A口端时，手机软件会判别USB-A接口D+、D-的电压来识别充电器的类型，本实用新型以三星S8手机为例，三星S8手机支持QC2.0和9V/1.67A。三星S8手机接入后，PD3.0/QC4.0+多协议主控芯片K1会通过三星S8手机发出信息，将D+、D-分别调整到3.3V、0.6V。其中，D+、D-电压配置信息如表1所示。此时PD3.0/QC4.0+多协议主控芯片K1的FB信号去控制升降压电源芯片K3输出9V电压给手机充电。表1FL7103EQC2.0/3.0D+/D-对应电压表D+D-输出电压0.6V0.6V12V3.3V0.6V9V0.6V3.3V连续模式0.6V高阻抗5V(默认)(3)TYPE-C接口端工作方式：a.当普通QC2.0/QC3.0协议的智能手机接入TYPE-C接口时，如与USB-A接口工作模式一样，手机软件会判别USB-A接口D+、D-的电压来识别充电器的类型，此时PD3.0/QC4.0+多协议主控芯片K1会判断手机发出的信号，匹配到手机需要D+、D-信号，从而达到稳定的充电效果。b.当带PD2.0/3.0充电协议的平板电脑、笔记本接入TYPE-C接口时，本实施例以苹果Mac2015笔记本的工作方式为例，接入后会进行充电连接确认(CC)沟通。由于车载充电器默认是供电端，PD3.0/QC4.0+多协议主控芯片K1的CC1/CC2端口会存在一个Rp的上拉电阻，Mac2015笔记本作为被供电端，它的CC1/CC2端口上会有Rd下拉电阻，确定车载充电器与笔记本主从关系后，PD3.0/QC4.0+多协议主控芯片K1会提供几组供电数据对象(PD0)：PDO1(5V/2A)、PDO2(15/2A)、PDO3(20/2A)，Mac2015会根据自身的供电需求选择PDO3(20/2A)，PD3.0/QC4.0+多协议主控芯片K1同意笔记本供电需求后，通过I2C信号去通知同步升降压电源芯片K2将VBUS-C电压调整到20V供电给Mac2015进行充电。本实用新型还针对市场上部分智能手机、平板电脑和笔记本进行了关于USB-A接口和Type-C接口的充电测试，测试结果如表2和表3所示；表2USB-A接口部分充电测试结果表3Type-C接口部分充电测试结果本实用新型实现多协议及更加高效的车充方案，保留了传统车充供电接口，同时增加了一路为新一代数码产品高效的供电方案；不仅包括USB-A接口QC3.0/2.0为手机供电的方案，还提供Type-C接口PD3.0/QC4.0+的供电方案，可为智能手机、平板电脑，笔记本实现充电。和现有技术相比，本实用新型可提供的电源电压为5V～20V；而传统车载充电器需要给笔记本电脑供电时，需要额外增加车载逆变器，相比起来，本发明成本更低，电路更加简洁，兼容性更佳。本实用新型选用FL7103EPD3.0和QC4.0+多协议主控IC，可根据数码产品的需求，智能化的调节合适的电压电流，兼容性更加良好，搭配最新Type-C充电接口，可支持充电正反插拔，更有利于用户的个人体验。应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。当前第1页1 2 3