CN205051575U - 一种车载低压多功能电源 - Google Patents

Abstract

一种车载低压多功能电源，其特征在于，包括设备主体(1)和取电器(7)；控制电路板(2)，通用的DC插座(3)，具备分压电阻的USB口(4、5)，DC输出(6)；DC插头(8)、阻燃导线(9)和内置保险丝的取电插头(10、11)构成。本实用新型充份利用前后风挡玻璃的空间，解决了现有众多车载设备供电难、安全隐患大的难点，在保证安全的前提下，本实用新型输出功率大，提供多种电压，接口丰富，支持多种低压用电设备，扩展方便，通过一次布线安装，满足今后各种低压用电设备的供电需求，自带的保护功能可保证在熄火充电等场景下也不会损害汽车蓄电池，极大方便了汽车的司乘人员。

Description

一种车载低压多功能电源

技术领域

本实用新型专利涉及DC-DC降压技术领域，尤其是车载多功能电源领域，具体来说是一款车载低压多功能电源。

背景技术

随着汽车的普及，汽车保有量越来越大，科技的发展将越来越多的设备小型化、智能化，手机和平板等智能设备成了很多人的必备物品，需要时刻保持电力充足，行车记录仪也越来越普及，这些设备都都需要有稳定的电源供应，如何保证在车辆使用中能为这些设备提供稳定的电源，是一个非常重要的问题。目前大多数车载设备大多数都是通过汽车点烟器供电，小型的点烟器电源转换器，一般只能支持1-2个USB插口，电流输出在2A左右，不能满足多个设备的同时使用要求，对功率需求较大的设备，点烟器电源由于散热问题功率不能做的太大，采用这种方式难以满足用户多种需求，在面对各种设备需要供电的情况下，出现了点烟器扩展设备，这些设备一定程度上满足了用户需求，但其弊端也是显而易见的；1、点烟器被占用，影响正常的点烟器功能使用；2、点烟器电源功率小不能满足耗电量大的设备需求；3、采用点烟器扩展设备和电源转换设备，成本高，使用复杂；4、驾驶室线路杂乱，电源转换设备过热存在可能引起火灾等事故安全隐患。5、有的车型熄火后点烟器不断电，设备长期耗电可能会带来电瓶亏电，导致汽车难以发动。

发明内容

针对现有车载电源的缺点和不足，本实用新型旨在提供一种车载多功能低压电源，首先保证高用电率设备的供电，解决多设备、多电压、大功率的车载设备用电需求，降低车载电源的安全风险和提高司乘人员的整体舒适度，本实用新型通过将车载多功能低压电源固定在前后风挡玻璃上，供前后行车记录仪等常用电设备和前后排司乘人员为智能设备充电使用，为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

车载低压多功能电源，其包括设备主体和取电器，所述设备主体内安装有控制电路板，所述控制电路板的输入端通过通用的DC插座连接至取电器，所述的控制电路板的输出端通过具备分压电阻的USB口电性连接，所述的控制电路板具备一路DC输出；所述的取电器由DC插头、阻燃导线和内置保险丝的取电插头构成，所述的取电器取电插头和车载电源进行电性连接取电，取电插头与内部保险丝连接，内部保险丝和阻燃导线连接，阻燃导线和DC插头电性连接，DC插头连接至设备主体的DC插座或DC输出供电。

设备主体可根据需要安装在前后风挡玻璃上不影响视线的位置，取电器采用阻燃导线，防止高温出现溶化粘连或漏电短路的风险，取电插头内部设置有保险丝，在出现故障时可以立即切断电力供应，设备主体采用铝合金材料增强本体散热能力，大功率版本可直接将散热翅片加工在外壳上，避免使用塑料外壳因高温引起外壳溶化起火等事故隐患，在面向风挡玻璃的一面采用铝合金原色或磨砂拉丝处理的亮白色，尽量反射太阳光线，降低太阳暴晒引起的高温影响。设备主体背面有两条纵向双面胶条，用于将设备主体固定在风挡玻璃上。

12V车型的设备主体左右两侧的DC插座是并联的，任意一端都可作为输入或输出端使用，在24V车型中设备主体两侧的DC插座一路是24V电压输入，一路是12V电源输出，当用户设备较多时，可通过将多个12V设备主体串联使用，极大的拓展的多功能电源的功率输出能力和接口数量。

设备主体支持多台串联的工作模式。设备主体左右两侧各设置一个USB插座，正面下方设置2或3个USB插座。设备主体正面设置有一个三色LED透光孔。取电器支持保险盒取电和点烟器插座取电，取电器采用阻燃导线，取电器取电插头中内置保险丝。

设备主体内的控制电路板包括输入保护单元、DC-DC降压单元和输出分压单元构成；所述的输入保护单元的输入端和DC插座电性连接，输入保护单元的输出和DC-DC降压单元连接，DC-DC降压单元和输出分压单元连接。所述的输入保护单元包含电源转换模块和电压保护模块，电源转换模块输入端连接至DC插座，输出端连接至电压保护模块，所述的电压保护模块包含电压显示组件和低压断路模块，低压断路模块输出端和DC-DC降压单元输入端相连接。针对不同的功率设置和汽车电源电压不同，DC-DC降压单元可以采用多路并联模式，如对行车记录仪等设备供电采用单独的一路DC-DC降压单元，对手机等设备充电的USB输出采用单独的一路DC-DC降压单元，对24V电源的车型，DC-DC降压单元一路为24V转12V降压输出至另一侧的DC插座，一路为24V转5V为行车记录仪和其它设备进行供电。

DC-DC降压单元支持过温、过流短路保护功能。DC-DC降压单元至少具备一套。DC-DC降压单元单路输出电流不小于3安培。

取电器有两种取电方式：一种是通过点烟器取电，通过内带保险丝的点烟器取电插头直接插入点烟器取电，这种方式的优点是操作简单，方便，可根据自己需要启用或停止设备，缺点是占用点烟器插口，布线路径长，操作困难，线路接触不牢靠、不稳定，对需要长期供电的设备容易带来断电风险，第二种是通过保险盒取电，优点是可以根据自己的需要选择取电点，实现发动机熄火断电或发动机熄火不断电的自主选择，通过保险盒取电稳定性高，安全性好，且不占用点烟器，应优选采用保险盒取电方式。

本实用新型的工作原理：设备主体内的控制电路板通过取电器取用汽车电源，通过DC插座给控制电路板进行供电，控制电路板的DC插座和电源转换模块电性连接，电源转换模块对电源极性进行转换后输入到电压保护模块，电压保护模块识别输入电压，当输入电压达到设置电压值后低压断路模块输出电压接入到DC-DC降压单元，DC-DC降压单元将输出电压稳压在5V输出至具备分压电阻的USB输出口；当发动机熄火后，如果取电器的取电点熄火不断电，则设备主体持续工作，实现在熄火状态下对相关设备进行供电，当电压保护模块监测到输入电压低于设定的蓄电池保护电压后，低压断路模块动作切断对DC-DC降压单元(的供电，系统停止工作，实现对汽车蓄电池的过放电保护。针对12V电源的车型控制电路板左右两侧的DC插座是并联的，DC插座可以直接给12V供电设备进行供电，对功率需求大或设备数量多的，可通过DC插座方便的实现串联；对于24V电源的车型电压保护模块输出至两路DC-DC降压单元，一路降压为13.8V输出至DC插座，供12V用电设备或串联12V设备主体使用。

与现有产品相比，本实用新型具备如下优点：

1、体积小、输出功率大，单设备实体可输出不小于50W的功率。

2、具备多个USB输出接口，支持各种5V供电的设备，单体设备USB接口可达3至5个。

3、具备12V输出接口，除了可以给12V用电设备供电外，还可通过12V输出接口进行多设备实体串联工作，提高输出功率和扩展供电接口。

4、具备欠压保护功能，保护汽车蓄电池，避免过放电造成汽车启动困难。

5、具备简单明了的输入电压指示，通过三色LED了解当前电瓶电压状态。

6、全铝合金外壳，耐高温，散热能力强，设置在前后风挡玻璃上，周围无可燃物，安全性高。

7、采用保险盒取电不占用点烟器接口，不影响点烟器功能使用，布线隐蔽，供电更稳定。

8、布线简单整洁，对常用电设备支持更好，安全隐患低；设备实体安装在前后风挡玻璃上，对行车记录仪、导航仪、电子狗等设备等进行最短距离供电，对其它非常用设备，如智能手机、平板电脑等需要供电时直接通过USB口供电，不再有杂乱的电线和各种电源转换设备。

综上所述，本实用新型充份利用前后风挡玻璃的空间，解决了现有众多车载设备供电难、安全隐患大的难点，在保证安全的前提下，本实用新型输出功率大，提供多种电压，接口丰富，支持多种低压用电设备，扩展方便，通过一次布线安装，满足今后各种低压用电设备的供电需求，自带的保护功能可保证在熄火充电等场景下也不会损害汽车蓄电池，极大方便了汽车的司乘人员。

附图说明

图1-1，图1-2为本实用新型车载多功能低压电源结构示意图；图中1-设备主体，2-控制电路板，3、6-DC插座，4、5-USB插座，7-取电器，8-取电器DC插头，9-阻燃导线，10-保险丝取电插头，11-点烟器取电插头；

图2为本实用新型车载多功能低压电源控制电路板模块示意图；图中2.1-输入保护单元，2.1.1-电源转换模块，2.1.2-电压保护模块，2.1.2.1-电压显示模块，2.1.2.2-低压断路模块，2.2-DC-DC降压单元，2.3-DC插座，2.4-输出分压单元。

具体实施方式

见图1-1，图1-2，图2，一种车载低压多功能电源，本实用新型特征在于，包括设备主体1和取电器7；所述设备主体1内安装有控制电路板2，所述控制电路板2的输入端通过通用的DC插座3连接至取电器7，所述的控制电路板2的输出端通过具备分压电阻的USB口4、5电性连接，所述的控制电路板2具备一路DC输出6；所述的取电器7由DC插头8、阻燃导线9和内置保险丝的取电插头10、11构成，所述的取电器取电插头10、11和车载电源进行电性连接取电，取电插头10、11与内部保险丝连接，内部保险丝和阻燃导线9连接，阻燃导线9和DC插头8电性连接，DC插头8连接至设备主体1的DC插座3或DC输出6供电。

本实用新型所述设备主体1采用铝合金外壳，其背面为铝合金本色或磨砂或拉丝处理；所述设备主体1背面设有两条纵向双面胶条，用于将设备主体1固定在风挡玻璃上。

本实用新型DC插座3、DC输出6分别各设置在所述设备主体1左右两侧，当针对12V的车型时二者是并联的，针对24V的车型，一侧DC插座3是直流24V电源输入，另一侧DC输出6是12V直流电源输出。

本实用新型设备主体1支持多台串联的工作模式。

本实用新型所述设备主体1左右两侧各设置一个USB插座4，正面下方设置2或3个USB插座5。

本实用新型在所述设备主体1正面设置有一个三色LED透光孔。

本实用新型所述控制电路板2包括输入保护单元2.1、DC-DC降压单元2.2和输出分压单元2.4；所述的输入保护单元2.1的输入端和DC插座3电性连接，输入保护单元2.1的输出端和DC-DC降压单元2.2连接，DC-DC降压单元2.2和输出分压单元2.4连接；所述的输入保护单元2.1包含电源转换模块2.1.1和电压保护模块2.1.2，电源转换模块2.1.1输入端连接至DC插座3，输出端连接至电压保护模块2.1.2，所述的电压保护模块2.1.2包含电压显示组件2.1.2.1和低压断路模块2.1.2.2，低压断路模块2.1.2.2输出端和DC-DC降压单元2.2输入端相连接。

本实用新型DC-DC降压单元2.2支持过温、过流短路保护功能。

本实用新型DC-DC降压单元2.2至少具备一套。

本实用新型DC-DC降压单元2.2单路输出电流不小于3安培。

下面结合附图针对对本实用新型的具体实施方式进行进一步阐述，以便更好的理解本实用新型的具体实施方式和和所要保护的技术思想。

本实用新型支持目前汽油车和柴油车型，也就是12V供电电压和24V供电电压的车型都可以使用本实用新型发明，在12V车型和24V车型中具体的实施方式类似，但具体的主体设备1的内部控制电路2有区别，下面针对这两种车型分别进行阐述：

1、12V供电的车型，目前的绝大部分车载设备，或智能设备大多是采用5V供电，如手机、平板电脑，行车记录仪等都是采用标准的USB接口，少部分设备采用12V供电，如电子狗、导航仪等，在12V车型中，对12V供电设备进行供电，需要采用主体设备1两侧的DC插座并联的主体设备，下面具体进行说明：根据用户实际情况选择合适的取电方式具体参见取电器工作原理和取电原则章节，取电器7取电后通过隐蔽方式布线至风挡玻璃上方，设备主体1的安装位置按照行车记录仪等常用电设备位置来选择，以不影响驾驶员视线、就近供电为原则，一般选择在后视镜后方偏向副驾驶位的风挡玻璃上，对需要供电设备较多，接口不足的，需要采用多主体设备1串联工作方式的，可采用主体设备1横排串联安装，对SUV等车型可采用纵向排列2-3台主体设备进行扩展，一般两台串联就可以实现输出功率不小于50W，USB接口不小于8个，可以满足绝大多数需求。对于需要在后排座位使用本实用新型的，具体实施方式和在前风挡玻璃上实施相同。

2、24V供电的车型，对大部分柴油车型，汽车供电电压是24V，而大多车载设备都是5V或12V供电，24V供电的设备种类较少，在24V车型上使用本实用新型，取电方式和原则同12V车型一致具体参见去点击工作原理和取电原则章节，在主体设备1选择和实施上，24V车型要选择24V的版本，24V版本的主体设备1和12V版本的主体设备1的区别在两侧的DC插座3、6和内置的DC-DC降压单元2.2上，24V的主体设备1两侧的DC插座3、6不是并联的，其中一侧的做为输入端，输入的24V电源经过电压保护单元2.1后对两路DC-DC降压模块2.2进行供电，其中一路DC-DC降压模块2.2为24V降压为12V实际电压为13.8V直接输出至设备主体1另一侧的DC输出插座；另一路DC-DC降压单元2.2为24V降压为5V接入到USB插座，为车载5V供电设备进行供电，在24V车型中，如果需要扩展电源输出接口或增大总负载功率，可在24V的设备主体1后直接采用12V版本设备主体1串联使用即可。

上述两种实施方式主要是针对在汽车上使用本实用新型，本实用新型不仅仅限于在汽车上使用，通过适当的扩展，设备主体可以适用的范围更广，如在家庭有多个低压设备需要供电的，只需要一台本实用新型的设备主体即可同时实现对多设备供电，使家庭不再为各种充电器和低压电源烦恼，而各种机顶盒等设备也可以直接使用本实用新型的低压电源输出，实现只占用一个插座，多设备供电的需求。

取电器工作原理和取电原则：

本实用新型其特征在于由取电器7及设备主体1构成，取电器7完成从汽车获取电源的功能，设备主体1完成相关的电压保护、降压、稳压等功能，取电器7主要有两种取电方式，分别为点烟器取电和保险盒取电，下面分别对取电器工作原理和取电原则进行详述：

在安装本实用新型时，首先要根据用户需求确定采用那种取电方式，可根据用户实际情况采用点烟器取电或保险盒取电。点烟器取电简单，系统安装布线容易，缺点是点烟器取电头容易脱落且取电器暴露在外部，频繁插拔弯折容易导致取电器电缆加速磨损，降低使用寿命和增大火灾隐患；保险盒取电需要拆开汽车保险盒，根据用户需要可采用从ACC保险丝处取电，或其它容量足够的保险丝取电，采用保险盒取电需要考虑以下几个因素：A、是否需要在发动机熄火状态继续给相关车载设备进行供电，如果需要熄火状态下继续为车载设备进行供电，就需要选择熄火不断电的取电点，发动机熄火后车载多功能低压电源依旧能够持续工作，为车载设备供电，直至汽车电源电压低于设定值以后，车载多功能低压电源才停止工作；如果不需要熄火后继续为车载设备进行供电，就需要选择熄火断电的取电点，如ACC保险处取电；B、取电点的线路容量是否满足实际需求，根据实际需要供电的车载设备，核算出最大供电功率，在选择取电点时，需要确定相关取电点是否能够安全的提供相应功率，对不能确认的取电点，需要查询相关手册或联系厂家确定相应取电点能够允许的最大安全电流，满足取电条件才能进行取电，避免盲目选择取电点，导致取电点电流过大，导线发热引起车辆自燃的风险。

Claims (10)

1.一种车载低压多功能电源，其特征在于，包括设备主体(1)和取电器(7)；所述设备主体(1)内安装有控制电路板(2)，所述控制电路板(2)的输入端通过通用的DC插座(3)连接至取电器(7)，所述的控制电路板(2)的输出端通过具备分压电阻的USB口(4、5)电性连接，所述的控制电路板(2)具备一路DC输出(6)；所述的取电器(7)由DC插头(8)、阻燃导线(9)和内置保险丝的取电插头(10、11)构成，所述的取电器取电插头(10、11)和车载电源进行电性连接取电，取电插头(10、11)与内部保险丝连接，内部保险丝和阻燃导线(9)连接，阻燃导线(9)和DC插头(8)电性连接，DC插头(8)连接至设备主体(1)的DC插座(3)或DC输出(6)供电。

2.如权利要求1所述的车载低压多功能电源，其特征在于，所述设备主体(1)采用铝合金外壳，其背面为铝合金本色或磨砂或拉丝处理；所述设备主体(1)背面设有两条纵向双面胶条，用于将设备主体(1)固定在风挡玻璃上。

3.如权利要求1所述的车载低压多功能电源，其特征在于，DC插座(3)、DC输出(6)分别各设置在所述设备主体(1)左右两侧，当针对12V的车型时二者是并联的，针对24V的车型，一侧DC插座(3)是直流24V电源输入，另一侧DC输出(6)是12V直流电源输出。

4.如权利要求1所述的车载低压多功能电源，其特征在于，设备主体(1)支持多台串联的工作模式。

5.如权利要求1所述的车载低压多功能电源，其特征在于，所述设备主体(1)左右两侧各设置一个USB插座(4)，正面下方设置2或3个USB插座(5)。

6.如权利要求1所述的车载低压多功能电源，其特征在于，在所述设备主体(1)正面设置有一个三色LED透光孔。

7.如权利要求1所述的车载低压多功能电源，其特征在于，所述控制电路板(2)包括输入保护单元(2.1)、DC-DC降压单元(2.2)和输出分压单元(2.4)；所述的输入保护单元(2.1)的输入端和DC插座(3)电性连接，输入保护单元(2.1)的输出端和DC-DC降压单元(2.2)连接，DC-DC降压单元(2.2)和输出分压单元(2.4)连接；所述的输入保护单元(2.1)包含电源转换模块(2.1.1)和电压保护模块(2.1.2)，电源转换模块(2.1.1)输入端连接至DC插座(3)，输出端连接至电压保护模块(2.1.2)，所述的电压保护模块(2.1.2)包含电压显示组件(2.1.2.1)和低压断路模块(2.1.2.2)，低压断路模块(2.1.2.2)输出端和DC-DC降压单元(2.2)输入端相连接。

8.如权利要求1或7所述的车载低压多功能电源，其特征在于，DC-DC降压单元(2.2)支持过温、过流短路保护功能。

9.如权利要求1或7所述的车载低压多功能电源，其特征在于，DC-DC降压单元(2.2)至少具备一套。

10.如权利要求1或7所述的车载低压多功能电源，其特征在于，DC-DC降压单元(2.2)单路输出电流不小于3安培。