CN204905949U - 车载充电器 - Google Patents

Abstract

车载充电器，主体中部成中空圆管，第二输入电极端头和第一输入电极端头在底端成实心圆锥的受力传导结构，主体顶部固定可正反两方向对插的USB插座，其特征在于：还包括在插座的顶部边缘，沿周向设置发光二极管光源的发光灯带，USB插座中的引脚和LED光源连接的输出电路固定主体中部。充分利用可正反两方向对插的USB插座形成相匹配的合理布局的接电端子连接电路结构，满足在狭小空间内的引线排布要求，简化输出电路的复杂性，保证输出端口的引脚隔离需要。

Description

车载充电器

技术领域

本实用新型涉及一种电能转换装置，特别是涉及一种车载电能转换装置。

背景技术

传统车载充电器的基本功能是利用汽车点烟系统的输出电路将12V电压直接转换为5V电压，进行必要的限流后为数码产品充电，随着数码产品的大量使用，数码产品充电过程往往具有持久性。这种电压转换方式当车载电池的电能不足时仍然继续(比如汽车发动机未启动时)，很容易使汽车蓄电池电压过低，影响汽车的启动、照明等固有设备的供电，导致汽车抛锚等严重后果，给人们的工作、生活带来不便。

当汽车蓄电池电压过低时，也没有适当的声光告警提示电源状态，中断充电过程。

虽然车载充电器体型较小，但与点烟系统点烟器插座适配的外形很适合形成高压力接触面，由用于攻坚的可能性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种车载充电器，解决现有条件下车载充电器电源输出时，输出电路简单，无法提供必要的充电易用性结构和状态指示的技术问题。

本实用新型的车载充电器，主体中部成中空圆管，第二输入电极端头和第一输入电极端头在底端成实心圆锥的受力传导结构，主体顶部固定可正反两方向对插的USB插座，还包括在插座的顶部边缘，沿周向设置发光二极管光源的发光灯带，USB插座中的引脚和LED光源连接的输出电路固定主体中部。

输出电路包括电容c05、电容c06、电容c07和电容c08，电阻r01、电阻r02、电阻r03、电阻r04、电阻r08、电阻r09、电阻r22、电阻r23、电阻r24、电阻r25、电阻rj1和电阻rj2，

可正反两方向对插的USB插座的引脚8和引脚4连接输出正极vo，USB插座的引脚5和引脚1对应连接输出负极g1和输出负极g2，USB插座的引脚8和引脚5间并联连接电容c05和电容c06，USB插座的引脚8和引脚5间串联连接电阻r01和发光二极管le1，USB插座的引脚8和引脚5间串联连接电阻r02和发光二极管le2，USB插座的引脚8和引脚5间串联连接电阻r22和电阻r24，USB插座的引脚6连接在电阻r22和电阻r24之间，USB插座的引脚8和引脚5间串联连接电阻r23和电阻r25，USB插座的引脚7连接在电阻r23和电阻r25之间，USB插座的引脚7和引脚6间连接电阻rj1；

USB插座的引脚8和引脚1间并联连接电容c07和电容c08，USB插座的引脚8和引脚1间串联连接电阻r02和发光二极管le2，USB插座的引脚8和引脚1间串联连接电阻r03和电阻r08，USB插座的引脚2连接在电阻r03和电阻r08之间，USB插座的引脚8和引脚1间串联连接电阻r04和电阻r09，USB插座的引脚3连接在电阻r4和电阻r09之间，USB插座的引脚,2和引脚3间连接电阻rj2。

本实用新型的车载充电器充分利用可正反两方向对插的USB插座形成相匹配的合理布局的接电端子连接电路结构，满足在狭小空间内的引线排布要求，简化输出电路的复杂性，保证输出端口的引脚隔离需要。

本实用新型的车载充电器充分利用了现有点烟器插座的形状，与其完美适配利用合理的材质将车载充电器输入电极端头形成可靠的玻璃破坏工具，既可以通过握紧带有棱线的圆柱体侧壁抵住后端，用输入电极端头撞碎玻璃，又可以通过输入电极端头的特定形状实施玻璃切割，破坏覆盖的防爆膜、遮光膜，以及玻璃应力平衡，为轻松撞碎玻璃形成有利条件。

本实用新型的车载充电器充分利用电压变换电路的结构特点，将点烟器插座输出的蓄电池电压和电流，转换为标准的5V电压，改变5V电压输出使得电抗特性，滤除其中的交流成分。同时对蓄电池输出的馈电状态，以及发动机启停时的过压过载冲击作出快速反应，适时过温保护和过流保护，同时自动识别2.1A和1.0A负载。

附图说明

图1为本实用新型车载充电器的结构示意图；

图2为本实用新型车载充电器的输入电极端头的局部结构示意图；

图3位本实用新型车载充电器的电压变换电路的连接示意图；

图4位本实用新型车载充电器的输出电路的连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。

如图1所示，本实施例中，包括为圆管状共轴线的上部壳体104和下部壳体103，上部壳体104的截面为轴对称的直角梯形，直角竖边相邻；

在上部壳体104的内壁上端设置一圈与轴线垂直的环形凸起108；

上部壳体104的外壁上，沿周向均匀设置与轴线平行的握固凸棱；

进一步的，上部壳体104外壁的截面轮廓成菱形；

下部壳体103的外径等于上部壳体104的内径，下部壳体103的外壁中上部设置一圈与轴线垂直的支撑凸棱109，支撑凸棱109的截面形状为轴对称的直角三角形，斜边朝向下部壳体103外侧下方，下部壳体103内壁下部的内径小于中、上部的内径；

支撑凸棱109上方的下部壳体伸入上部壳体底部；

还包括插座105，插座105为外径与上部壳体104内径相同的圆柱体，插座105的底部安置于下部壳体103的顶部，插座105的顶部与环形凸起108相抵触；

插座105中设置两个平行的可正反两方向对插的USB插座106，在插座105的顶部边缘，沿周向设置LED光源的发光灯带107；

还包括第一输入电极端头100和第二输入电极端头102，第一输入电极端头100包括共轴线的一个(实心)细圆柱体、一个(实心)粗圆柱体和一个(实心)圆锥，细圆柱体的底部固定在粗圆柱体的顶部，粗圆柱体的底部固定在圆锥的底部，圆锥的尖部朝下；

第二输入电极端头102包括共轴线的一个扁平圆环和一个圆管，圆管插入并固定在下部壳体103的底部，圆管的底部固定扁平圆环的顶部，扁平圆环与圆管的内径相同，扁平圆环的外径大于与第一输入电极端头100的粗圆柱体直径，扁平圆环的内径略大于插入固定的第一输入电极端头100的细圆柱体直径，第一输入电极端头100和第二输入电极端头102相邻端面、侧壁间用绝缘层101隔离；

下部壳体103内壁和底部为(涂覆)绝缘材料；

在第一输入电极端头100顶部和插座105底部的轴线上设置有利于热量传导的绝缘支架110；

下部壳体103内壁腔中固定电路板；

第一输入电极端头100采用303不锈钢。

本实施例中，上部壳体104、下部壳体103、绝缘支架110、第二输入电极端头102和第一输入电极端头100形成稳定坚固的力传导固体介质，主体中空，底端实心，可以在第一输入电极端头100的圆锥尖部形成巨大的压强，撞击碎车窗上的钢化玻璃。下部壳体103中提供了可靠的电路板(即各电路)安装空间，并且通过插座105和输入电极端头把电路板与两端的元件隔离，满足电路板始终处于干燥环境，绝缘支架110可以有效将DC-DC变化时的热量快速传导到两端的壳体和导热元件上。利用可正反两方向对插的USB插座106和发光灯带108可以快速实现端头插拔和状态判断。上部壳体104的直径和表面结构可以有效提高车载充电器的插拔便利性。

如图2所示，在上述实施例的基础上，第一输入电极端头100包括共轴线的第一椎体131和第二椎体132，第一椎体131为一锥形圆台，(上方的)底部直径大于(下方的)顶部直径，第二椎体132为一圆锥，圆锥底部直径等于固定的第一椎体顶部直径，第一椎体的高度占第一输入电极端头100底部实心圆锥高度的3/5(或2/5)，第二椎体的高度占第一输入电极端头100底部实心圆锥高度的2/5(或3/5)，第一椎体母线与轴线的夹角小于第二椎体母线与轴线的夹角，在第二椎体132的表面分布固定硬质合金颗粒133，硬质合金颗粒133位于第一椎体母线与轴线的夹角内；

硬质合金颗粒133的莫氏硬度大于等于7.5；

本实施例可以在车载充电器的第一输入电极端头100表面形成切割头，有利于划伤玻璃表面，使得击碎玻璃更轻松。第一椎体131和第二椎体132的不同母线夹角，形成不影响第一输入电极端头100与高电压高电流的车载电源的正、负极输出的接触和贴合，不会造成电路接触点虚接。

为了能够清晰地描述电路连接结构特征，本说明书以元器件类型名称和附图标记结合的方式表征对应的技术特征。本实施例的电路包括串联的电压变换电路和输出电路。

如图3所示，本实施例的升压电路包括共模电感lf1、(MOSFET)驱动电路u01(采用SM4802DSK型号集成电路)、(DC-DC)降压转换电路u02(采用TD1728型号集成电路)、电压控制电路u03(采用AS78L05型号集成电路)、集成运放u04(采用LM358型号集成电路)和开关二极管u05；

高电压高电流的车载电源的正、负极输出对应连接升压电路的输入正极和输入负极，共模电感lf1的第一电感线圈串联在输入正极线路上，共模电感lf1的第二电感线圈串联在输入负极线路上，在共模电感lf1输入侧的输入正极线路上串联电阻保险f01，在共模电感lf1输入侧的输入正极线路和输入负极线路间并联二极管d01和电容c21，在共模电感lf1输出侧的输入正极线路和输入负极线路间并联电容c01、电容c02和电容c03，电容c03连接输入正极线路后连接输入控制电压vin，电容c03连接输入负极线路后接地；

共模电感lf1输出侧的输入正极线路连接驱动电路u01的引脚7和引脚8，驱动电路u01的引脚1串联磁芯电感lf2后作为输出正极vo，驱动电路u01的引脚1连接驱动电路u01的引脚6和引脚5，驱动电路u01的引脚1连接二极管d02的负极，二极管d02的正极连接驱动电路u01的引脚3，驱动电路u01的引脚1与引脚3间串联电容c13和电阻r21，电阻r21连接驱动电路u01的引脚3后接地，串联磁芯电感lf2输出侧串联电阻r5和电阻r6后接地，串联磁芯电感lf2输出侧串联二极管d03负极，二极管d03正极接地，二极管d03正极并联电阻r7和电阻r11，分别形成输出负极g1和输出负极g2；

驱动电路u01的引脚2串联电阻r27后连接降压转换电路u02的引脚9，驱动电路u01的引脚4串联电阻r26后连接降压转换电路u02的引脚6，驱动电路u01的引脚5连接降压转换电路u02的引脚8，驱动电路u01的引脚5串联电容c09后连接降压转换电路u02的引脚10，降压转换电路u02的引脚4连接在串联的电阻r05和电阻r06间；

电压控制电路u03的引脚3连接输入控制电压vin，电压控制电路u03的引脚2接地，电压控制电路u03的引脚1串联电容c19后连接电压控制电路u03的引脚2，电压控制电路u03的引脚1串联电阻r12后连接降压转换电路u02的引脚7，电压控制电路u03的引脚1串联电阻r12和电阻r13后连接降压转换电路u02的引脚3，降压转换电路u02的引脚1串联电阻r16后连接降压转换电路u02的引脚5，电压控制电路u03的引脚1串联电阻r12和电容c14后连接降压转换电路u02的引脚11，电压控制电路u03的引脚1串联电容c10和电阻r17后连接降压转换电路u02的引脚2，电容c10一端连接工作电压vcc，电容c10另一端接地，降压转换电路u02的引脚11接地；

集成运放u04的引脚8串联电阻r14后连接工作电压vcc，集成运放u04的引脚3连接集成运放的引脚5，集成运放u04的引脚8串联电阻r14和电阻r15后连接集成运放u04的引脚3，集成运放u04的引脚8电阻r14、电阻r15和电阻r19后接地，集成运放u04的引脚4和引脚2间连接电容c12，集成运放u04的引脚2串联电阻r18后连接输出负极ocp1，集成运放u04的引脚6串联电容c11后接地，集成运放u04的引脚6串联电阻r20后连接输出负极ocp2，集成运放u04的引脚1连接开关二极管u05的引脚2，集成运放u04的引脚7连接开关二极管u05的引脚1，开关二极管u05的引脚3连接降压转换电路u02的引脚3。

本实施例实现的的输入特性包括：

额定输入电压:额定输入电压12V；

输入电压范围：输入电压范围交流12V～24V；

在输入电压12V-24VDC，输出最大负荷下，充电器工作效率大于75％；

输出特性包括：

输出额定电压：额定输出电压范围4.75V-5.4V.；

空载输出电压:4.90V～5.4V；

满载输出电压:4.75V～5.25V；

在CC模式下额定输出电流3.1A.两USB均可自动识别2.1A和1.0A负载；.

额定输出功率在15.5W；

LED指示功能工作时为白色灯；

输出纹波、噪音：输出端并0.1uF与10uF电容，限制示波器带宽20MHz时，测得纹波小于100mVp-p

启动延时：在额定输入电压下充电器应该能正常启动延时时间小于3秒

可以实现的保护包括：

过流保护：输出电流超过4.5A时,充电器保护；

短路保护：在12V-24V输入时,输出短路后,不损坏该产品，取消短路恢复正常输出。

如图4所示，本实施例的输出电路包括电容c05、电容c06、电容c07和电容c08，电阻r01、电阻r02、电阻r03、电阻r04、电阻r08、电阻r09、电阻r22、电阻r23、电阻r24、电阻r25、电阻rj1和电阻rj2，

可正反两方向对插的USB插座106的引脚8和引脚4连接输出正极vo，USB插座106的引脚5和引脚1对应连接输出负极g1和输出负极g2，USB插座106的引脚8和引脚5间并联连接电容c05和电容c06，USB插座106的引脚8和引脚5间串联连接电阻r01和发光二极管le1，USB插座106的引脚8和引脚5间串联连接电阻r02和发光二极管le2，USB插座106的引脚8和引脚5间串联连接电阻r22和电阻r24，USB插座106的引脚6连接在电阻r22和电阻r24之间，USB插座106的引脚8和引脚5间串联连接电阻r23和电阻r25，USB插座106的引脚7连接在电阻r23和电阻r25之间，USB插座106的引脚7和引脚6间连接电阻rj1；

USB插座106的引脚8和引脚1间并联连接电容c07和电容c08，USB插座106的引脚8和引脚1间串联连接电阻r02和发光二极管le2，USB插座106的引脚8和引脚1间串联连接电阻r03和电阻r08，USB插座106的引脚2连接在电阻r03和电阻r08之间，USB插座106的引脚8和引脚1间串联连接电阻r04和电阻r09，USB插座106的引脚3连接在电阻r4和电阻r09之间，USB插座106的引脚,2和引脚3间连接电阻rj2。

本实施例的输出电路可以有效利用可正反两方向对插的USB插座，承载较大的负载，同时提供两个对应端子连接的LED环形发光灯带，用于提供馈电状态的实时告警。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，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，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (2)

1.车载充电器，主体中部成中空圆管，第二输入电极端头和第一输入电极端头在底端成实心圆锥的受力传导结构，主体顶部固定可正反两方向对插的USB插座，其特征在于：还包括在插座的顶部边缘，沿周向设置发光二极管光源的发光灯带，USB插座中的引脚和LED光源连接的输出电路固定主体中部。

2.如权利要求1所述的车载充电器，其特征在于：输出电路包括电容c05、电容c06、电容c07和电容c08，电阻r01、电阻r02、电阻r03、电阻r04、电阻r08、电阻r09、电阻r22、电阻r23、电阻r24、电阻r25、电阻rj1和电阻rj2，

可正反两方向对插的USB插座的引脚8和引脚4连接输出正极vo，USB插座的引脚5和引脚1对应连接输出负极g1和输出负极g2，USB插座的引脚8和引脚5间并联连接电容c05和电容c06，USB插座的引脚8和引脚5间串联连接电阻r01和发光二极管le1，USB插座的引脚8和引脚5间串联连接电阻r02和发光二极管le2，USB插座的引脚8和引脚5间串联连接电阻r22和电阻r24，USB插座的引脚6连接在电阻r22和电阻r24之间，USB插座的引脚8和引脚5间串联连接电阻r23和电阻r25，USB插座的引脚7连接在电阻r23和电阻r25之间，USB插座的引脚7和引脚6间连接电阻rj1；

USB插座的引脚8和引脚1间并联连接电容c07和电容c08，USB插座的引脚8和引脚1间串联连接电阻r02和发光二极管le2，USB插座的引脚8和引脚1间串联连接电阻r03和电阻r08，USB插座的引脚2连接在电阻r03和电阻r08之间，USB插座的引脚8和引脚1间串联连接电阻r04和电阻r09，USB插座的引脚3连接在电阻r4和电阻r09之间，USB插座的引脚,2和引脚3间连接电阻rj2。