车机快充电路及车机快充装置的制作方法

1.本实用新型涉及车辆应用领域，尤其涉及一种车机快充电路及车机快充装置。


背景技术：

2.现有的车机usb接口的充电电流一般在5v/2a左右，最高能够得到10w充电功率，远远不能满足用户对于移动终端充电速度的需求；为了解决这一问题，许多厂商开始在车机上设置快充功能，但是，由于快充功能的工作功率较高，会导致充电板和主板发热严重，使得车机存在发热与辐射干扰的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的在于提出一种车机快充电路及车机快充装置，旨在解决现有技术中车机快充功能导致车机存在发热与辐射干扰的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供一种车机快充电路，所述车机快充电路包括电压转换模块、充电控制器和接口模块，所述电压转换模块的电源输入端连接车机，所述电压转换模块的输出端通过所述接口模块连接充电设备，其中：
5.所述充电控制器，用于在所述接口模块检测到充电设备接入时，通过所述接口模块接收所述充电设备发送的充电电压信息，并根据所述充电电压信息发送对应的充电信号至所述电压转换模块；
6.所述电压转换模块，用于将从车机接收到的电源电压转换为所述充电信号对应的充电电压，并将所述充电电压通过所述接口模块发送至所述充电设备。
7.可选地，所述接口模块包括第一接口和第二接口；
8.所述充电控制器，用于当通过所述第一接口接收到充电电压信息且根据所述充电电压信息确定所述第一接口连接的充电设备是快充设备时，发送第一充电信号至所述电压转换模块；
9.所述电压转换模块，用于将所述电源电压转换为与所述第一充电信号对应的第一充电电压，所述第一充电电压大于所述电源电压；
10.所述充电控制器，用于当通过所述第二接口接收到充电电压信息时，发送第二充电信号至所述电压转换模块；
11.所述电压转换模块，用于将所述电源电压转换为与所述第二充电信号对应的第二充电电压，所述第二充电电压小于或等于所述电源电压。
12.可选地，所述第一接口为type-c接口；所述第二接口为type-a接口。
13.可选地，所述电压转换模块包括升降压单元和降压单元，所述升降压单元与所述type-c接口、所述充电控制器和所述车机连接，所述降压单元与所述type-a接口、所述充电控制器和所述车机连接。
14.可选地，所述升降压单元和所述降压单元均包括转换芯片、抗干扰子单元、滤波子单元和第一电感；
15.所述转换芯片的输入端通过所述抗干扰子单元连接所述车机，所述转换芯片的输入端还通过所述第一电感连接所述转换芯片的输出端，所述转换芯片的输出端连接所述接口模块和所述滤波子单元，所述转换芯片的通信端连接所述充电控制器的电压通信端。
16.可选地，所述抗干扰子单元包括浪涌保护电路、防反接电路和电磁干扰滤波电路；所述电磁干扰滤波电路的第一端连接所述转换芯片，所述电磁干扰滤波电路的第二端连接所述防反接电路的第一端，所述防反接电路的第二端连接所述车机，所述防反接电路的第二端还连接所述浪涌保护电路。
17.可选地，所述电磁干扰滤波电路包括的第二电感、第一电容、第二电容和第一电解电容；
18.所述第二电感的第一端连接所述转换芯片的输入端，所述第二电感的第一端连接所述第一电解电容的正极，所述第一电解电容的负极接地，所述第一电容与所述第一电解电容并联；所述第二电感的第二端连接所述防反接电路，所述第二电感的第二端还通过所述第二电容接地。
19.可选地，所述防反接电路包括二极管，所述二极管的正极连接所述车机，所述二极管的负极连接所述第二电感的第二端。
20.可选地，所述浪涌保护电路包括双向二极管和第三电容；
21.所述双向二极管的第一端连接所述车机，所述双向二极管的第二端接地，所述第三电容与所述双向二极管并联。
22.此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种车机快充装置，所述车机快充装置包括壳体和车机快充电路，所述车机快充电路设置于所述壳体内，所述车机快充电路被配置为如上所述的车机快充电路。
23.本实用新型提出的一种车机快充电路及车机快充装置，所述车机快充电路包括电压转换模块、充电控制器和接口模块，所述电压转换模块的电源输入端连接车机，所述电压转换模块的输出端通过所述接口模块连接充电设备，其中：所述充电控制器，用于在所述接口模块检测到充电设备接入时，通过所述接口模块接收所述充电设备发送的充电电压信息，并根据所述充电电压信息发送对应的充电信号至所述电压转换模块；所述电压转换模块，用于将从车机接收到的电源电压转换为所述充电信号对应的充电电压，并将所述充电电压通过所述接口模块发送至所述充电设备。通过在车机外设置快充电路，使得在保证快充的同时，避免充电发热对车机造成影响。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
25.图1为本实用新型车机快充电路一实施例的功能模块图；
26.图2为本实用新型车机快充电路应用在图1实施例中的电路结构图；
27.图3为本实用新型车机快充装置的结构示意图；
28.图4为本实用新型车机快充装置的正视图；
29.图5为本实用新型车机快充装置的连接示意图。
30.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
31.附图标号说明：
[0032][0033]
具体实施方式
[0034]
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。
[0035]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
[0036]
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0037]
另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0038]
本实用新型提供一种车机快充电路，应用于车机快充装置中，请参见图1，图1为本实用新型车机快充电路一实施例的功能模块图。在该实施例中，所述车机快充电路包括电压转换模块100、充电控制器200和接口模块300，所述电压转换模块100的电源输入端连接车机，所述电压转换模块100的输出端通过所述接口模块300连接充电设备，其中：
[0039]
所述充电控制器200，用于在所述接口模块300检测到充电设备接入时，通过所述
接口模块300接收所述充电设备发送的充电电压信息，并根据所述充电电压信息发送对应的充电信号至所述电压转换模块100；
[0040]
所述电压转换模块100，用于将从车机接收到的电源电压转换为所述充电信号对应的充电电压，并将所述充电电压通过所述接口模块300发送至所述充电设备。
[0041]
参见图5，所述电压转换模块100可以通过连接器与车机连接，本实施例中连接器采用utcar0111001sr。车机为电压转换模块100供电，充电控制器200用于根据充电设备的需要选择对应的充电电压，并发送充电信号至电压转换模块100，使得电压转换模块100输出对应的充电电压。
[0042]
所述充电控制器200与所述电压转换模块100通过i2c(inter－integratedcircuit，两线式串行总线)连接。
[0043]
本实施例通过在车机外设置快充电路，使得在保证快充的同时，避免充电发热对车机造成影响。
[0044]
进一步地，参见图2，所述接口模块300包括第一接口和第二接口；
[0045]
所述充电控制器200，用于当通过所述第一接口接收到充电电压信息且根据所述充电电压信息确定所述第一接口连接的充电设备是快充设备时，发送第一充电信号至所述电压转换模块100；
[0046]
所述电压转换模块100，用于将所述电源电压转换为与所述第一充电信号对应的第一充电电压，所述第一充电电压大于所述电源电压；
[0047]
所述充电控制器200，用于当通过所述第二接口接收到充电电压信息时，发送第二充电信号至所述电压转换模块100；
[0048]
所述电压转换模块100，用于将所述电源电压转换为与所述第二充电信号对应的第二充电电压，所述第二充电电压小于或等于所述电源电压。
[0049]
所述第一接口为type-c接口310；所述第二接口为type-a接口320。
[0050]
所述电压转换模块100包括升降压单元110和降压单元120，所述升降压单元110与所述type-c接口310、所述充电控制器200和所述车机连接，所述降压单元120与所述tpye-a接口、所述充电控制器200和所述车机连接。
[0051]
所述升降压单元110与所述type-c接口310通过vbus连接；所述降压单元120与所述tpye-a接口通过vbus连接。
[0052]
为了满足45w及以上的充电需求，本实施例使用支持usb pd (usb-powerdelivery，快充协议)的type-c接口310。usb pd是一种快速充电协议，而type-c则是一种新的接口规范。type-c接口310默认最大支持5v/3a，但在采用了usb pd协议以后，能够使输出功率最大支持到100w。现在许多实用type-c接口310的设备都会支持usb pd协议。
[0053]
充电控制器200在与充电设备建立连接后，会通过d+、d-线进行广播，告诉充电设备车机快充装置能够提供多少种电压以及对应的电压；充电设备在获悉车机快充装置的供电能力后，从中选择一个最适合的供电方式，并向车机快充装置发送请求数据包；充电控制器200根据用电器的选择，评估自身的供电能力后，向充电设备发送"电源准备好"数据包，并发送对应的充电信号至电压转换模块100；电压转换模块100在接收到充电信号后进行内部电压变换；电压转换模块100输出充电电压至充电设备。
[0054]
cc1和cc2用于判断type-c接口310的连接方向。
[0055]
本实施例中提供了type-c和type-a两种类型接口，能够满足绝大多数的充电设备的需求。
[0056]
进一步地，所述升降压单元110和所述降压单元120均包括转换芯片u1、抗干扰子单元、滤波子单元和第一电感l1；
[0057]
所述转换芯片u1的输入端通过所述抗干扰子单元连接所述车机，所述转换芯片u1的输入端还通过所述第一电感l1连接所述转换芯片u1的输出端，所述转换芯片u1的输出端连接所述接口模块300和所述滤波子单元，所述转换芯片的通信端连接所述充电控制器200的电压通信端。
[0058]
需要说明的是，升降压单元110中的转换芯片u1包括两个输入端，两个输入端分别与车机连接，其中一个输入端连接车机的充电端，另一个输入端连接车机的电源端；降压单元120中的转换芯片u1可以如升降压单元110中的一样，包括两个输入端，还可以只包括一个输入端，连接车机的充电端。
[0059]
进一步地，所述抗干扰子单元包括浪涌保护电路1113、防反接电路1112 和电磁干扰滤波电路1111；所述电磁干扰滤波电路1111的第一端连接所述转换芯片u1，所述电磁干扰滤波电路1111的第二端连接所述防反接电路1112 的第一端，所述防反接电路1112的第二端连接所述车机，所述防反接电路1112 的第二端还连接所述浪涌保护电路1113。
[0060]
所述电磁干扰滤波电路1111包括的第二电感l2、第一电容c1、第二电容c2和第一电解电容c5；
[0061]
所述第二电感l2的第一端连接所述转换芯片u1的输入端，所述第二电感l2的第一端连接所述第一电解电容c5的正极，所述第一电解电容c5的负极接地，所述第一电容c1与所述第一电解电容c5并联；所述第二电感l2 的第二端连接所述防反接电路1112，所述第二电感l2的第二端还通过所述第二电容c2接地。
[0062]
电磁干扰滤波电路1111用来滤除电缆上的电磁干扰。
[0063]
进一步地，所述防反接电路1112包括二极管d1，所述二极管d1的正极连接所述车机，所述二极管d1的负极连接所述第二电感l2的第二端。
[0064]
防反接电路1112用于防止电压转换模块100与车机反接。当电压转换模块100与车机正接时，车机的电压通过二极管d1输入至转换芯片u1的输入端；当电压转换模块100与车机反接时，车机的电压输入至转换芯片u1的接地端，由于二极管d1的作用电压无法到地，不形成回路，此时车机快充电路不工作，避免由于反接对电路造成损坏。
[0065]
进一步地，所述浪涌保护电路1113包括双向二极管q1和第三电容c3；
[0066]
所述双向二极管q1的第一端连接所述车机，所述双向二极管q1的第二端接地，所述第三电容c3与所述双向二极管q1并联。
[0067]
浪涌保护电路1113的作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。
[0068]
本实施例中，所述滤波子单元包括第四电容c4和第二电解电容c6，所述第二电解电容c6的正极连接转换芯片u1的输出端，所述第二电解电容c6 的负极接地，所述第四电容c4和所述第二电解电容c6并联。
[0069]
本实用新型还保护一种车机快充装置，一并参见图3和图4，该车机快充装置包括
壳体和车机快充电路，所述车机快充电路设置于所述壳体内，该车机快充电路的结构可参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的车机快充装置采用了上述车机快充电路的技术方案，因此该车机快充装置具有上述车机快充电路所有的有益效果。
[0070]
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0071]
以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。