CN103458340B - 一种车载系统供移动终端充电的防干扰装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车载系统供移动终端充电的防干扰装置，所述车载系统包括主控制单元、收音模组、音效处理单元、解码系统和电源模块；主控制单元连接所述收音模组、音效处理单元和解码系统，主控制单元还连接移动终端的控制端，音效处理单元连接所述移动终端的音频输出端，所述电源模块的电源输出端连接电源输出控制电路，所述电源输出控制电路的充电电源输出端连接所述移动终端的充电电源输入端；在所述电源输出控制电路的充电电源输出端与所述移动终端的充电电源输入端之间连接有抗干扰电路。本发明获得了抑制纹波干扰，改善收音效果和音质输出效果、抑制高频信号对收音声音输出的干扰、防止电磁辐射的干扰，并为移动终端提供大电流的技术效果。

Description

一种车载系统供移动终端充电的防干扰装置

技术领域

本发明涉及车载供电技术领域，具体涉及一种车载系统供移动终端充电的防干扰装置。

背景技术

目前，移动终端通常与其他设备进行交互使用。在汽车行业中，移动设备如手机、移动DVD机、平板电脑（如ipad）等常与汽车的车载系统进行交互通信和播放音视频，在交互使用的同时，移动设备还需通过车载系统进行充电，使外接移动设备更能持续耐久使用。

汽车的车载系统供移动设备充电的接口主要有：点烟器、车载的USB接口及车载的docking接口。移动设备的充电过程总是干扰车载娱乐设备，影响车载设备和其它外围设备的正常工作状态，特别影响收音效果，并且有些充电接口还不能输出大电流。

发明内容

本发明提供车载系统供移动终端充电的防干扰装置，解决了防止车载设备在供移动终端充电时受移动终端工作的干扰，并提供大充电电流的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：

本发明提供一种车载系统供移动终端充电的防干扰装置，所述车载系统包括主控制单元、收音模组、音效处理单元、解码系统和电源模块；

所述主控制单元连接所述收音模组、音效处理单元和解码系统，所述主控制单元还连接移动终端的控制端，所述音效处理单元连接所述移动终端的音频输出端，所述电源模块的电源输出端连接电源输出控制电路，所述电源输出控制电路的充电电源输出端连接所述移动终端的充电电源输入端；其关键在于：

在所述电源输出控制电路的充电电源输出端与所述移动终端的充电电源输入端之间连接有抗干扰电路。

进一步地，所述电源输出控制电路包括三极管、MOS管、第一电阻和第二电阻，所述三极管的集电极串联所述第二电阻后连接所述MOS管的源极，所述MOS管的源极串联所述第一电阻后连接所述MOS管的栅极，所述MOS管的栅极连接所述电源模块的电源输出端，所述MOS管的漏极为所述电源输出控制电路的充电电源输出端。

更进一步地，所述抗干扰电路包括第一电容、二极管、LC滤波电路和瞬态电压抑制器，所述LC滤波电路包括第一电感、第二电容、第三电容；

所述第一电容的两端连接所述MOS管的源极和漏极；

所述二极管的负端连接所述MOS管的漏极，正端接地；

所述第一电感的前端连接所述MOS管的漏极，该第一电感的后端分别串联所述第二电容、第三电容后接地；所述第一电感的后端连接所述移动终端的充电电源正极输入端，所述移动终端的充电电源负极输入端接地；

所述瞬态电压抑制器的两端并联在所述第二电容、第三电容的两端之间，第四电容与第三电阻串联后并联在所述瞬态电压抑制器的两端，所述第三电阻的前端连接所述第一电感的后端，所述第四电容的后端接地。

进一步地，所述音效处理单元的音频输入端与所述移动终端的音频输出端之间连接有RC电路。

更进一步地，在所述移动终端的音频输出端与所述RC电路的输入端之间连接有磁珠器件。

进一步地，所述防干扰装置的地线回路被设置为以最短的线路进行布局。

进一步地，在所述收音模组及周围零件上设置有屏蔽罩。

本发明提供的车载系统供移动终端充电的防干扰装置通过在所述车载系统的充电电源输出端与所述移动终端的充电电源输入端之间连接抗干扰电路，抑制纹波干扰，改善收音效果和音质输出效果；通过增加磁珠器件，抑制高频信号对收音声音输出的干扰；并通过在收音模组及周围零件上设置有屏蔽罩，屏蔽移动终端在充电过程中产生的电磁辐射，防止电磁辐射的干扰。本发明的车载系统还可为移动终端提供大电流，进行充电。

附图说明

图1是本发明的车载系统供移动终端充电的防干扰装置的结构示意图；

图2是本发明的实施例提供的电源输出控制电路的电路图；

图3是本发明的实施例提供的抗干扰电路的电路图；

图4是本发明的实施例提供的RC电路的电路图；

图5是本发明的实施例提供的增加了磁珠的音频输入电路的电路图；

图6-1、6-2是本发明的实施例提供的电线回路PCB布局示意图；

图7是本发明的实施例提供的屏蔽罩的设置示意图；

图8是本发明的实施例的干扰抑制效果图。

具体实施方式

下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制。

如图1所示，本发明的实施例涉及一种车载系统供移动终端充电的防干扰装置，所述车载系统包括主控制单元、收音模组、音效处理单元、解码系统和电源模块；

所述主控制单元连接所述收音模组、音效处理单元和解码系统，所述主控制单元还连接移动终端的控制端，所述音效处理单元连接所述移动终端的音频输出端，所述电源模块的电源输出端连接电源输出控制电路，所述电源输出控制电路的充电电源输出端连接所述移动终端的充电电源输入端；

在所述电源输出控制电路的充电电源输出端与所述移动终端的充电电源输入端之间连接有抗干扰电路。

在本实施例中，所述智能终端使用车载的docking接口充电。

在本实施例中，所述主控制单元采用NEC0547AGK8位高速主控制芯片单元，通过I2C数据总线连接所述收音模组和音效处理单元；通过串行外设接口(Serial PeripheralInterface，简称SPI)连接所述解码系统。

所述收音模组采用NXP6624系列收音芯片，内置有简单而高效的锁相环电路，实现数字收音功能，替代原模拟收音高频头。

所述解码系统采用SUNPLUS解码芯片，对媒体文件如USB2.0/1.0数据进行解码，即插即用操作，方便外围媒体文件的播放。

所述音效处理单元采用3段可控音效处理的数字功能音效IC，多路音频输入通道，使用差分方式的输入模式通道，实现高保真的音质输出。

如图2所示，所述电源输出控制电路包括三极管Q301、MOS管Q302、第一电阻R307和第二电阻R308，所述三极管Q301的集电极串联所述第二电阻R308后连接所述MOS管Q302的源极，所述MOS管Q302的源极串联所述第一电阻R307后连接所述MOS管Q302的栅极，所述MOS管Q302的栅极连接所述电源模块的电源输出端，所述MOS管Q302的漏极为所述电源输出控制电路的充电电源输出端。

如图2所示，所述电源输出控制电路在通电POWER ON后，B+电源转换为PB+电源，该电路的缺陷在于PB+电源直接供电，电流较大，没有将PB+电源产生的纹波滤掉，导致整个电源和地线整体上形成干扰。

在本实施例中，例如，所述智能终端为苹果ipad，车载系统供苹果ipad充电，电流达到1.2A以上，车载设备提供PB+电源，此电源还提供给收音等车载设备芯片工作，1.2A大电流会引起纹波干扰成倍增加，造成收音供电不稳和干扰源通过地线干扰收音效果，严重影响音质输出效果，因此必须在所述电源输出控制电路的充电电源输出端与所述移动终端的充电电源输入端之间连接抗干扰电路，对PB+电源进行抑制纹波传导。

如图3所示，所述抗干扰电路包括第一电容C3、二极管D3、LC滤波电路和瞬态电压抑制器TVS1，所述LC滤波电路包括第一电感L122、第二电容C4、第三电容C5；

所述第一电容C3的两端连接所述MOS管Q302的源极和漏极；

所述二极管D3的负端连接所述MOS管Q302的漏极，正端接地；

所述第一电感L122的前端连接所述MOS管Q302的漏极，该第一电感L122的后端分别串联所述第二电容C4、第三电容C5后接地；所述第一电感L122的后端连接所述移动终端的充电电源正极输入端，所述移动终端的充电电源负极输入端接地；

所述瞬态电压抑制器TVS1的两端并联在所述第二电容C4、第三电容C5的两端之间，第四电容C6与第三电阻R2串联后并联在所述瞬态电压抑制器TVS1的两端，所述第三电阻R2的前端连接所述第一电感L122的后端，所述第四电容C6的后端接地。

为更好产生直流充电，需对纹波进行抑制，在充电电源PB+增加抗干扰电路，Q301和Q302组成电源输出控制电路，开关过程中PB+产生尖峰电压脉冲，增加所述第一电容C3瞬态储能，以缓和脉冲电压反向从所述MOS管Q302的D极流向S极；在高速开关作用下，PB+也会产生瞬态尖峰电流和伴随的噪声，二极管D3是抑制尖峰电压噪声源的有效器件，为了改善噪声抑制效果，二极管应尽量靠近MOS管Q302；

在PB+网络中串接L122（0.1R/2A）电感和C4、C5电容组成LC滤波电路；再增加瞬态抑制二极管TVS管在移动终端（如Ipad）的充电输入端再次抑制高频噪声和纹波。

如图4所示，所述音效处理单元的音频输入端与所述移动终端的音频输出端之间连接有RC电路。

该电路没有对高频信号作处理，IPAD-R/IPADL/AGND三个音频输入只经RC电路输出到音效IC进行处理。

在进行音源输入车载设备时，使用长导线将音源输入车载设备，在充电过程中外围移动终端通过音频网络长导线进行传导干扰收音，音频的高频信号也会辐射干扰信号，所以在音频网络增加磁珠器件进行抑制高频信号对收音声音输出的干扰，如图5所示，增加FB391～FB393（600R/100MHz）。

为更好抑制大电流纹波干扰，采用较大电流的差模电感L122并且靠近所述docking接口，在最短距离先把干扰信号滤除；采用的磁珠也相应靠近docking接口处，防止高频传导干扰信号通过，有效消除对收音信号的干扰。

在PCB布局Layout中有地线纹波干扰，地线回路以尽可能短为原则，不能绕长线干扰其他器件，因此，所述防干扰装置的地线回路被设置为以最短的线路进行布局。图6-1是地线回路绕长线布局的PCB布局示意图，图6-2是地线回路绕短线布局的PCB布局示意图，白色线条显示是地线。

外围移动设备在充电过程中或不论是否在工作都会产生辐射源，从空间进行能量辐射，对收音的RF信号再次干扰，必须在车载设备中增加保护措施，例如，如图7所示，在收音芯片及周围零件使用屏蔽罩进行屏蔽，即使外围移动设备在充电中工作产生的电磁辐射也很难干扰已屏蔽的收音模块。

收音芯片和外围零件是分立元件，组成一起构成模块，分立元件组成网络容易受多径干扰，因此要对收音模块在PCB布局（Layout）时增加屏蔽部件。

如图8所示，通过上述技术方案，对纹波干扰、高频信号干扰和电磁辐射干扰均有效地进行了抑制。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例，不能以此来限定本发明的权利保护范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (5)

1.一种车载系统供移动终端充电的防干扰装置，所述车载系统包括主控制单元、收音模组、音效处理单元、解码系统和电源模块；所述主控制单元连接所述收音模组、音效处理单元和解码系统，所述主控制单元还连接移动终端的控制端，所述音效处理单元连接所述移动终端的音频输出端，所述电源模块的电源输出端连接电源输出控制电路，所述电源输出控制电路的充电电源输出端连接所述移动终端的充电电源输入端；其特征在于：

在所述电源输出控制电路的充电电源输出端与所述移动终端的充电电源输入端之间连接有抗干扰电路；

所述电源输出控制电路包括三极管(Q301)、MOS管(Q302)、第一电阻(R307)和第二电阻(R308)；所述三极管(Q301)的基极连接开关电源，发射极接地；所述三极管(Q301)的集电极串联所述第二电阻(R308)后连接所述MOS管(Q302)的源极，所述MOS管(Q302)的源极串联所述第一电阻(R307)后连接所述MOS管(Q302)的栅极，所述MOS管(Q302)的栅极连接所述电源模块的电源输出端，所述MOS管(Q302)的漏极为所述电源输出控制电路的充电电源输出端；

所述抗干扰电路包括第一电容(C3)、二极管(D3)、LC滤波电路和瞬态电压抑制器(TVS1)，所述LC滤波电路包括第一电感(L122)、第二电容(C4)、第三电容(C5)；所述第一电容(C3)的两端连接所述MOS管(Q302)的源极和漏极；所述二极管(D3)的负端连接所述MOS管(Q302)的漏极，正端接地；所述第一电感(L122)的前端连接所述MOS管(Q302)的漏极，该第一电感(L122)的后端分别串联所述第二电容(C4)、第三电容(C5)后接地；所述第一电感(L122)的后端连接所述移动终端的充电电源正极输入端，所述移动终端的充电电源负极输入端接地；

所述瞬态电压抑制器(TVS1)的两端并联在所述第二电容(C4)、第三电容(C5)的两端之间，第四电容(C6)与第三电阻(R2)串联后并联在所述瞬态电压抑制器(TVS1)的两端，所述第三电阻(R2)的前端连接所述第一电感(L122)的后端，所述第四电容(C6)的后端接地。

2.根据权利要求1所述的车载系统供移动终端充电的防干扰装置，其特征在于：

所述音效处理单元的音频输入端与所述移动终端的音频输出端之间连接有RC电路。

3.根据权利要求2所述的车载系统供移动终端充电的防干扰装置，其特征在于：

在所述移动终端的音频输出端与所述RC电路的输入端之间连接有磁珠器件。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的车载系统供移动终端充电的防干扰装置，其特征在于：

所述防干扰装置的地线回路被设置为以最短的线路进行布局。

5.根据权利要求1所述的车载系统供移动终端充电的防干扰装置，其特征在于：

在所述收音模组及周围零件上设置有屏蔽罩。