无线车充一体机的制作方法

1.本实用新型涉及车载充电设备技术领域，具体涉及一种无线车充一体机。


背景技术：

2.车充全称车载充电器，是为了方便车主用车载车充电源随时随地为数码产品充电的配件，常规通过汽车电瓶(轿车12v，卡车24v)供电的车载充电器，大量使用在各种便携式、手持式设备的锂电池充电领域。诸如：手机，pda，gps等；车载充电器既要考虑锂电池充电的实际需求(恒压cv，恒流cc，过压保护ovp)，同时还要考虑到汽车内部狭窄的空间，适应市场的变化。而目前手机已经向无线充电方向发展，这就迫使车充产品发展的方向之一着重在无线充电技术方面。
3.目前市面上也有带无线充电功能的车充产品，一般无线车充产品的结构包括车充主体和无线充电片，无线充电片与车充主体连接。现有的无线车充中，无线充电器和供电部分(车载充电器)是分开独立设计，对无线充电器需另外配制电源，给无线充供电，才可以给产品进行充电，显然给产品带来一定的累赘，而且不再类型的无线充电要求不同，车充选配不当即难以发挥无线充电的最大功率，由此造成空间的浪费和高成本，同时使用也不方便。


技术实现要素：

4.有鉴于此，有必要提供一种节省空间、适配性好、结构紧凑且使用方便的无线车充一体机。
5.一种无线车充一体机，其包括车充主体和与车充主体连接的无线充电件，所述车充主体具有正极件和负极件，其特征在于，所述车充主体包括车充外壳以及装于车充外壳内的第一电路板和第二电路板，所述第一电路板和第二电路板间隔设置，所述第一电路板设有车充电路，所述第二电路板设有无线充主控芯片、无线充发射电路和无线充线圈电路，所述无线充电件具有与车充主体内无线充线圈电路连接的无线充电发射线圈，所述车充电路与无线充主控芯片电性连接，所述无线充发射电路与无线充主控芯片连接以检测和调制无线充功率和电压，所述无线充发射电路与无线充线圈电路连接并输出功率和电压给无线充线圈电路。
6.进一步地，所述第一电路板具有相对的第一端和第二端，所述第一端装设有正极件以及负极件，所述第二端装有车充接口板，所述第二电路板靠近所述第一电路板第二端的端部装有无线连接接口，所述无线充电发射线圈通过数据线或充电线接入所述无线连接接口。
7.进一步地，所述车充电路采用带qc快充协议的降压转换控制芯片，所述降压转换控制芯片具有dp引脚和dm引脚，所述dp引脚和dm引脚对应连接于所述无线充主控芯片的第26引脚和第25引脚以给出所需的功率和电压。
8.进一步地，所述无线充发射电路具有发射芯片ic1，所述发射芯片ic1具有cso引脚、pwm1引脚、pwm2引脚，所述无线充主控芯片具有vdd引脚、p22引脚和p23引脚，所述cso引
脚、pwm1引脚、pwm2引脚与vdd引脚、p22引脚和p23引脚分别对应连接，以提供相应的功率和电压。
9.进一步地，所述无线充电件包括壳体和装于壳体内的线圈基底，所述无线充电发射线圈形成于所述线圈基底上，所述线圈基底为一个平滑不带电路的金属板或线板，所述线圈基底为一个圆盘片。
10.进一步地，所述线圈基底具有正面和底面，所述正面形成有无线充电发射线圈，所述正面和底面分别设有上连接条和下连接条，所述上连接条和下连接条互相叠加构成一体的连接柄，所述数据线或充电线与所述连接柄电性连接。
11.进一步地，所述上连接条从线圈基底的正面中心向边缘延伸并伸出于线圈基板边缘，所述下连接条从线圈基底的底面中心向边缘延伸并伸出于线圈基板边缘。
12.进一步地，所述车充电路采用ip6525t型号芯片u2，所述芯片u2在输入电路上连接有滤波瓷片电容ec1，所述芯片在输出电路上连接有电阻r2、电容c30、电感l1，所述r2和电容c30串联联接于芯片u2的sw引脚连接，所述r2和电容c30用于降低emi，所述芯片u2在输出端前端还连接有滤波瓷片电容ec2和电容c32，所述滤波瓷片电容ec2和电容c32并联后接地，所述芯片u2在输出端前端还连接有一个常闭二极管d5。
13.进一步地，所述发射芯片ic1具有vdm引脚、sw1引脚和sw2引脚，所述无线充线圈电路具有无线充振荡电路和检测电路，所述无线充振荡电路具有三个电容c2、c21、c23，所述发射芯片ic1的vdm引脚与无线充线圈电路的检测电路连接，所述检测电路通过检测无线充电发射线圈的波形给到ic1的vdm引脚，调制发射端的输出功率和电压，所述发射芯片ic1通过sw1引脚和sw2引脚输出功率，结合无线充电发射线圈和三个电容c2、c21、c23形成振荡电路，所述第二电路板上还具有开关电路，所述开关电路连接到所述无线充主控芯片和发射芯片ic1，所述无线充主控芯片给出信号到开关电路，控制所述开关电路与发射芯片ic1导通或断开。
14.进一步地，所述第一电路板的走线具有emi屏蔽结构，所述无线充发射电路具有lc振荡部分并用地线包围，所述第一电路板为四层板。
15.上述无线车充一体机中，车充主体采用双电路板，分别设置用于车充的电路结构和用于无线充电的电路结构，将两个充电电路整合在一个车充主体内部。这样，一方面，无线充电件带电件只设置有线圈而不带其他电路，无线充电件也不需要配备单独的无线充电器或设置单独的无线充发射电路；另一方面，双电路板整合可以充分利用车充主体的内部空间，结构更加紧凑，也有效的利用了车内点烟孔；使车内更加整洁清爽，从而节省空间。由于车充的电路结构能够提供无线充所需要的供电功率和电压，避免以往无线充另配车充供电，造成车充选配不当，无线充无法最大功率和电压给负载，导致无线充效率降低的不足。另外，无线充电件通过连线与车充主体连接，可以延长使用方便，能适配各种手机等电子设备，使用方便。
附图说明
16.图1是本实用新型实施例无线车充一体机的立体结构示意图。
17.图2是本实用新型实施例无线车充一体机的车充主体内部结构示意图。
18.图3是本实用新型实施例无线车充一体机的两个电路板结构示意图。
19.图4是本实用新型实施例无线车充一体机的无线充电件的内部背面结构示意图。
20.图5是本实用新型实施例无线车充一体机的无线充电件的内部正面结构示意图。
21.图6是本实用新型实施例无线车充一体机的车充电路原理图。
22.图7是本实用新型实施例无线车充一体机的无线充主控芯片的电路原理图。
23.图8是本实用新型实施例无线车充一体机的无线充发射电路原理图。
24.图9是本实用新型实施例无线车充一体机的无线充线圈电路原理图。
25.图10是本实用新型实施例无线车充一体机的开关电路原理图。
具体实施方式
26.以下将结合具体实施例和附图对本实用新型进行详细说明。
27.请参阅图1，示出本实用新型的实施例提供的一种无线车充一体机100，其包括车充主体10和与车充主体10连接的无线充电件20，所述车充主体10具有正极件101和负极件102，所述车充主体10包括车充外壳13以及装于车充外壳13内的第一电路板11和第二电路板12，所述第一电路板11和第二电路板12间隔设置，所述第一电路板11设有车充电路30，所述第二电路板12设有无线充主控芯片、无线充发射电路50和无线充线圈电路60，所述无线充电件具有与车充主体内无线充线圈电路60连接的无线充电发射线圈21，所述车充电路30与无线充主控芯片电性连接，所述无线充发射电路50与无线充主控芯片连接以检测和调制无线充功率和电压，所述无线充发射电路50与无线充线圈电路60连接并输出功率和电压给无线充线圈电路60。
28.具体地，车充外壳13为常规外壳形状，主要为插入于汽车点烟孔中，为方便设置两个以上充电接口，充电一端的壳体部分稍大。其中，所述第一电路板11具有相对的第一端和第二端，所述第一端装设有正极件101以及负极件102，所述第二端装有车充接口板112。进一步地，所述第二电路板12靠近所述第一电路板11第二端的端部装有无线连接接口122，所述无线充电发射线圈21通过数据线或充电线27接入所述无线连接接口122。
29.优选地，如图3所示，负极件102装于第一电路板11的第一端，负极件102包括弹片体102a和两个触点102b，弹片体102a包括左弹片和右弹片，优选地，左弹片和右弹片为一体结构，两个触点102b分别一体成型于左弹片和右弹片上并伸出于车充外壳13之外。左弹片和右弹片围成一个内部空间，所述内部空间位置的电路板上装有电容和电阻等多个电子器件，所述左弹片和右弹片包围多个电子器件以形成一定的emi屏蔽结构。所述第一电路板11上还设有多个emi屏蔽结构。所述第一电路板11设有安装支架115，图示实施例中有两个，一个靠近于车充接口板112，另一个靠近于第一端并位于左弹片和右弹片所包围的空间内。安装支架115为u形立板结构形式，具有一个楔入部115a，所述第二电路板12具有安装孔，通过楔入部115a装入安装孔125即实现两个电路板的连接。进一步地，弹片体102a在靠近第一电路板11中部的位置向上凸设有两个插片106，所述第二电路板12具有两个插孔126，两个插片106对应插入于两个插孔126中，以提供两个电路板更稳定的连接和支撑。
30.如图1和2所示，进一步地，所述无线充电件20包括壳体22和装于壳体22内的线圈基底23，所述无线充电发射线圈21形成于所述线圈基底23上，所述线圈基底23为一个平滑不带电路的金属板或线板，如图2所示，所述线圈基底23优选为一个圆盘片。
31.如图4和5所示，进一步地，所述线圈基底23具有正面231和底面232，所述正面231
形成有无线充电发射线圈21，所述正面231和底面232分别设有上连接条245和下连接条246，所述上连接条245和下连接条246互相叠加构成一体的连接柄24，所述数据线或充电线27与所述连接柄24电性连接。在一个可选的实施例中，所述数据线或充电线27与所述连接柄24为一体式结构。所述数据线或充电线27一端与所述连接柄24连接，另一端连接于所述无线连接接口122，例如，优选为通过接插方式连接于无线连接接口122，方便收好无线充电件20及其数据线或充电线27。
32.进一步地，所述上连接条245从线圈基底23的正面231中心向边缘延伸并伸出于线圈基板23边缘，所述下连接条246从线圈基底23的底面232中心向边缘延伸并伸出于线圈基板23边缘。
33.无线充电原理如下：所述无线充发射电路50发出方波信号给无线充电发射线圈，方波信号通过发射线圈lc振荡磁感应到无线接收线圈，所述无线接收线圈的方波信号通过主控芯片提供负载所需的充电功率和电压，以进行无线充电。
34.请参阅图6到图10，显示本实施例无线车充一体机100中的各电路原理图。如图6所示，所述车充电路30采用带qc快充协议的降压转换控制芯片u2。如图7所示，无线充主控芯片也称为mcu芯片，如图所示为芯片ic6。所述降压转换控制芯片u2具有dp引脚和dm引脚，所述dp引脚和dm引脚对应连接于所述无线充主控芯片ic6的第26引脚和第25引脚以给出所需的功率和电压。
35.优选地，车充电路30采用ip6525t型号芯片u2，所述芯片u2在输入电路上连接有滤波瓷片电容ec1，所述芯片u2在输出电路上连接有电阻r2、电容c30、电感l1，所述r2和电容c30串联联接于芯片u2的sw引脚连接，所述r2和电容c30用于降低emi、输出滤波，电感l1用于储能。所述芯片u2在输出端前端还连接有滤波瓷片电容ec2和电容c32，所述滤波瓷片电容ec2和电容c32并联后接地，所述芯片u2在输出端前端还连接有一个常闭二极管d5。
36.具体地，如图6所示，所述芯片u2在输入电路上电容c1、电容c7、电容c27，与滤波瓷片电容ec1配合，起到车充输入电容储能滤波和emi抗干扰的作用。ip6525t型号芯片u2是一种车充同步降压转换器，其内置有qc快充协议，提供无线充所需的功率和电压。
37.如图8所示，所述第二电路板12上还设有发射芯片ic1，所述发射芯片ic1采用型号为sc5002的芯片。如图所示，发射芯片ic1输出电路上具有功率检测电路15，用于无线充发射端功率检测，发射芯片ic1的第4引脚和第5引脚检测rs1电阻压差来计算功率，包括异常功率。，所述发射芯片ic1具有cso引脚(即第6引脚)、pwm1引脚(即第8引脚)、pwm2引脚(即第9引脚)，所述无线充主控芯片ic6具有vdd引脚(即第27引脚)、p22引脚(即第14引脚)和p23引脚(即第15引脚)，所述cso引脚、pwm1引脚、pwm2引脚与vdd引脚、p22引脚和p23引脚分别对应连接，以提供相应的功率和电压。
38.如图8和9所示，所述发射芯片ic1具有vdm引脚(即第15引脚)、sw1引脚(即第13引脚)和sw2引脚(即第12引脚)，所述无线充线圈电路60具有无线充振荡电路61和检测电路62，所述无线充振荡电路61具有三个电容c2、c21、c23，所述发射芯片ic1的vdm引脚与无线充线圈电路60的检测电路62连接，所述检测电路62通过检测无线充电发射线圈的波形给到ic1的vdm引脚，调制发射端的输出功率和电压，所述发射芯片ic1通过sw1引脚和sw2引脚输出功率，结合无线充电发射线圈21和三个电容c2、c21、c23形成振荡电路。
39.另外，如图10所示，所述第二电路板上还具有开关电路70，所述开关电路70连接到
所述无线充主控芯片ic6和发射芯片ic1，所述无线充主控芯片ic6给出信号到开关电路，控制所述开关电路与发射芯片ic1导通或断开。具体地，开关电路70采用bl1551芯片ic2，所述无线充主控芯片ic6通过第13引脚与开关电路芯片ic2的第6引脚连接以发信号到芯片ic2，发射芯片ic1的第16引脚和第7引脚连接图10中的开关电路芯片ic2的第3引脚和第1引脚，给出相应的无线充主控芯片ic6的信号，即通过无线充主控芯片ic6给信号开关电路以控制发射芯片ic1。
40.进一步地，所述第一电路板11的走线具有emi屏蔽结构，所述无线充发射电路50具有lc振荡部分并用地线包围，所述第一电路板11为四层板，以增强无线车充一体机100的抗干扰，emi屏蔽更容易符合要求，且有助于功率器件散热。另外，本实施例的车充主体中，车充电路30的供电部分的线路(大电流)和无线充信号(小电流)线路分开走线。车充电路30的的sw引脚需环地线包围，加rc电路，输入vin与地线靠近车充电路30的芯片。无线充振荡部分(包括线圈和高频瓷片电容)需用地线包围，mcu信号线路和发射芯片信号线路，不可经过lc振荡电路。
41.由此可知，上述无线车充一体机100中，车充主体10采用双电路板，分别设置用于车充的电路结构和用于无线充电的电路结构，将两个充电电路整合在一个车充主体10内部。这样，一方面，无线充电件20带电件只设置有线圈而不带其他电路，无线充电件20也不需要配备单独的无线充电器或设置单独的无线充发射电路50；另一方面，双电路板整合可以充分利用车充主体10的内部空间，结构更加紧凑，也有效的利用了车内点烟孔；使车内更加整洁清爽，从而节省空间。由于车充的电路结构能够提供无线充所需要的供电功率和电压，避免以往无线充另配车充供电，造成车充选配不当，无线充无法最大功率和电压给负载，导致无线充效率降低的不足。另外，无线充电件20通过连线与车充主体10连接，可以延长使用方便，能适配各种手机等电子设备，使用方便。
42.需要说明的是，本实用新型并不局限于上述实施方式，根据本实用新型的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本实用新型的创造精神所做的变化，都应包含在本实用新型所要求保护的范围之内。