CN109391007B - 车辆、充电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车辆、充电装置，所述装置包括：充电单元、电压反馈单元、充电线和充电接口，其中，充电线分别与充电电路和充电接口连接；电压反馈单元分别与充电单元和充电接口连接；电压反馈单元用于检测充电接口当前的实际充电电压，如果实际充电电压小于参考电压，则向充电单元反馈压降指示信号；充电单元用于在检测压降指示信号后，根据压降指示信号，升高向充电输出的充电电压，利用调整后的充电电压，通过充电线继续向充电接口供电，从而能够有效解决充电接口因线束过长导致充电电压下降，而无法充电的问题，且无需考虑线束的长度、线径，接触阻抗能因素，适应所有的线束和车型，应用灵活。
Description
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种充电装置和一种具有该充电装置的车辆。
背景技术
目前，大多数汽车都带有车载USB接口，用户可以使用此USB接口为手机或平板电脑等便携式设备充电。车载USB的供电一般来自于车上的娱乐导航主机，从导航主机到车载USB接口都是通过线束连接，一般线束比较长，最长可达3米左右，由于线束自身带有阻抗，其阻抗大小由线束的材质、线径、长度决定，一般在200-400mΩ。市面上大多数智能手机和平板电脑都支持大电流充电，充电电流在2.1A以上，根据欧姆定律可以计算出，在线束上的压降在0.8V以上。例如，当娱乐导航主机端输出的电压为5.1V时，到达便携设备端电压下降到4.3V，根据USB BC1.2充电规范可知，USB的供电电压需在4.75-5.25之间才能为设备充电，4.3V已经超出了这个范围，无法为便携设备充电。
相关技术中，利用线损补偿技术，通过测量充电电流，再根据预先测量的线损，进行提高车载娱乐主机的输出电压。但是，使用时间久了，各个接头之间和线束本身由于氧化、生锈等原因，或者车厂更换供应商和修改线束的长度，会造成阻抗的变化，这种补偿技术需要修改，很不灵活，不能适应外部情况的变化。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出了一种充电装置，能够有效解决充电接口因线束过长导致充电电压下降，而无法充电的问题，且无需考虑线束的长度、线径，接触阻抗能因素，适应所有的线束和车型，应用灵活。
本发明的第二个目的在于提出一种车辆。
为大达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种充电装置，包括：充电单元、电压反馈单元、充电线和充电接口，所述充电线分别与所述充电单元和充电接口连接；所述电压反馈单元分别与所述充电单元和所述充电接口连接；所述电压反馈单元，用于检测所述充电接口当前的实际充电电压，如果所述实际充电电压小于参考电压，则向所述充电单元反馈压降指示信号；所述充电单元，用于在检测所述压降指示信号后，根据所述压降指示信号，升高向所述充电接口输出的充电电压，利用调整后的充电电压，通过所述充电线继续向所述充电接口供电。
根据本发明实施例的充电装置，电压反馈单元检测充电接口当前的实际充电电压，如果实际充电电压小于参考电压，则向充电单元反馈压降指示信号；在检测压降指示信号后，充电单元根据压降指示信号，升高向充电输出的充电电压，利用调整后的充电电压，通过充电线继续向充电接口供电。由此，能够有效解决充电接口因线束过长导致充电电压下降，而无法充电的问题，且无需考虑线束的长度、线径，接触阻抗能因素，适应所有的线束和车型，应用灵活。
另外，根据本发明上述实施例提出的充电装置还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述电压反馈单元，包括：误差比较器和所述充电电压检测线；所述误差比较器的输出端与所述充电单元连接，所述误差比较器的正向输入端与输出所述参考电压的电源连接，反向输入端与所述充电电压检测线连接；所述充电电压检测线与所述充电接口的充电端连接；所述误差比较器，用于将所述正向输入端输入的所述参考电压与所述反向输入端输入的所述实际充电电压进行比较，如果所述实际充电电压低于预设的参考电压，则获取所述实际充电电压与所述参考电压之间的差值，将所述差值作为所述压降指示信号，反馈给所述充电单元。
根据本发明的一个实施例，所述充电电压检测线与所述充电线集成为一条线束。
根据本发明的一个实施例，所述充电单元包括：电压转换芯片和第一分压电阻、第二分压电阻和第三分压电阻；其中，所述电压转换芯片与供电电源连接，并通过所述充电线与所述充电接口连接；所述第一分压电阻的输入端与所述充电线连接，所述第一分压电阻的输出端分别与所述电压转换芯片的反馈FB管脚和所述第二分压电阻的输入端连接；所述第二分压电阻的输出端分别与所述电压反馈单元和所述第三分压电阻连接；所述第三分压电阻的输出端接地；所述电压转换芯片，用于将所述供电电源的输出电压转换为用于向所述充电接口供电的充电电压。
根据本发明的一个实施例，所述充电电压检测线与所述第二分压电阻的输出端连接。
根据本发明的一个实施例，所述充电单元为直流到直流DCDC转换器。
根据本发明的一个实施例，所述充电接口为通用串行总线USB接口。
根据本发明的一个实施例，所述供电电源为车载电源。
另外，本发明的实施例还提出了一种车辆，其包括上述的充电装置。
本发明实施例的车辆，通过上述的充电装置，能够有效解决充电接口因线束过长导致充电电压下降，而无法充电的问题，且无需考虑线束的长度、线径，接触阻抗能因素，适应所有的线束和车型，应用灵活。
本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是根据本发明实施例的充电装置的方框示意图；
图2是根据本发明一个实施例的充电装置的示意图；以及
图3是根据本发明实施例的车辆的方框示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参照附图来描述本发明实施例提出的充电装置和具有该充电装置的车辆。
图1是根据本发明实施例的充电装置的方框示意图。
如图1所示，本发明实施例的充电装置可包括：充电单元10、电压反馈单元20、充电线30和充电接口40。
其中，充电线30分别与充电单元10和充电接口40连接。电压反馈单元20分别与充电单元10和充电接口40连接。电压反馈单元20，用于检测充电接口当前的实际充电电压，如果实际充电电压小于参考电压，则向充电单元10反馈压降指示信号。充电单元10，用于在检测压降指示信号后，根据压降指示信号，升高向充电接口输出的充电电压，利用调整后的充电电压，通过充电线30继续向充电接口供电。在本发明的一个实施例中，参考电压可以为5V。
具体地，通过将充电接口40当前的实际充电电压与参考电压进行比较，来判断在线束上是否出现压降的现象，当当前的实际充电电压小于参考电压时，判断出现压降，电压反馈单元20向充电单元10发送压降指示信号，为了保证充电接口10的实际充电电压能够为便携式设备(如手机、平板电脑等)进行充电，充电单元10根据压降指示信号，升高向充电接口40输出的充电电压，以补偿线束上的压降。然后，根据调整后的充电电压继续向充电接口40供电。例如，本次获取的充电接口的供电电压为4.4V，参考电压为5V，由于充电接口的实际充电电压小于参考电压，可判断为存在压降，假设，充电单元输出充电电压为5.2V，那么充电单元升高向充电接口输出的充电电压，提高后的充电电压为5.8V，充电接口的实际电压为5V。
根据本发明的一个实施例，如图2所示，电压反馈单元20可包括：误差比较器21和充电电压检测线22，其中，误差比较器21的输出端与充电单元10连接，误差比较器21的正向输入端与输出参考电压的电源连接，反向输入端与充电电压检测线22连接，充电电压检测线22与充电接口40的充电端连接；误差比较器21用于将正向输入端输入的参考电压与反向输入端输入的实际充电电压进行比较，如果实际充电电压低于预设的参考电压，则获取实际充电电压与参考电压之间的差值，将差值作为压降指示信号，反馈给充电单元10。例如，实际充电电压为4.6V，预设的参考电压为5V，两者之间的电压差值为0.4V，充电单元10的输出至充电接口的充电电压在原来的基础上升高0.4V。
在本发明的一个实施例中，充电电压检测线22可与充电线30集成为一条线束。同样地，充电电压检测线22与充电线30也可以为独立的两条线束。
根据本发明的一个实施例，充电单元10可包括：电压转换芯片11和第一分压电阻R1、第二分压电阻R2和第三分压电阻R3。其中，电压转换芯片11与供电电源连接，并通过充电线30与充电接口40连接；第一分压电阻R1的输入端与充电线30连接，第一分压电阻R1的输出端分别与电压转换芯片11的反馈FB管脚和第二分压电阻R2的输入端连接；第二分压电阻R2的输出端分别与电压反馈单元20和第三分压电阻R3连接；第三分压电阻R3的输出端接地；电压转换芯片11，用于将供电电源的输出电压转换为用于向充电接口40供电的充电电压。
在本发明的一个实施例中，充电电压检测线22与第二分压电阻R2的输出端连接。充电单元10可以为直流到直流DCDC转换器。充电接口40可以为通用串行总线USB接口。供电电源可以为车载电源。
具体而言，如图2所示，在车载线束增加一根线当作充电电压检测线22(电压反馈线)，把充电接口(如通用串行总线USB接口)的电压反馈到比较器21的反相输入端，与参考电压VREF(如5V)进行比较，进而控制DCDC转换器的输出电压，实现USB接口处的电压是5V。
具体工作流程为：电压转换芯片11把车载电池电压VBATT转换为充电接口所需的充电电压(如5V)，第一分压电阻R1、第二分压电阻R2和第三分压电阻R3是反馈电阻，用于保证电压转换芯片11输出的电压是5V。在车线束增加一根线当作充电电压检测线22，把USB接口处的电压反馈到比较器21的反相输入端，由于充电电压检测线22只用于采样USB接口处的电压，没有大电流通过，所以反馈到比较器21处的电压即为USB接口处的实际电压。
将实际电压和参考电压(VREF)进行比较，当USB接口处的电压由于外接设备的充电而降低时，即实际电压小于参考电压，比较器21输出低电压信号至DCDC转换器的反馈端FB的分压电阻处，FB引脚检测到电压降低，便会提高输出电压，直到实际电压和参考电压相同，使USB接口处的电压为5V。
综上，本发明通过增加一根线束作为电压反馈线，通过将USB接口处的当前实际电压与参考电压进行比较，来控制DCDC转换器的输出电压，以保证USB接口处的供电电压始终可以为便携式设备充电，无需考虑线束的长度、线径，接触阻抗等，适应所有的外部情况的变化，非常灵活。
综上所述，根据本发明实施例的充电装置，电压反馈单元检测充电接口当前的实际充电电压，如果实际充电电压小于参考电压，则向充电单元反馈压降指示信号；在检测压降指示信号后，充电单元根据压降指示信号，升高向充电输出的充电电压，利用调整后的充电电压，通过充电线继续向充电接口供电。由此，能够有效解决充电接口因线束过长导致充电电压下降，而无法充电的问题，且无需考虑线束的长度、线径，接触阻抗能因素，适应所有的线束和车型，应用灵活。
另外，如图3所示，本发明的实施例还提出了一种车辆100，其包括上述的充电装置110。
本发明实施例的车辆，通过上述的充电装置，能够有效解决充电接口因线束过长导致充电电压下降，而无法充电的问题，且无需考虑线束的长度、线径，接触阻抗能因素，适应所有的线束和车型，应用灵活。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种充电装置，其特征在于，包括：
充电单元、电压反馈单元、充电线和充电接口，所述充电线分别与所述充电单元和充电接口连接；所述电压反馈单元分别与所述充电单元和所述充电接口连接；
所述电压反馈单元，用于检测所述充电接口当前的实际充电电压，如果所述实际充电电压小于参考电压，则向所述充电单元反馈压降指示信号；
所述充电单元，用于在检测所述压降指示信号后，根据所述压降指示信号，升高向所述充电接口输出的充电电压，利用调整后的充电电压，通过所述充电线继续向所述充电接口供电；
所述充电单元包括：电压转换芯片和第一分压电阻、第二分压电阻和第三分压电阻；
其中，所述电压转换芯片与供电电源连接，并通过所述充电线与所述充电接口连接；所述第一分压电阻的输入端与所述充电线连接，所述第一分压电阻的输出端分别与所述电压转换芯片的反馈FB管脚和所述第二分压电阻的输入端连接；所述第二分压电阻的输出端分别与所述电压反馈单元和所述第三分压电阻连接；所述第三分压电阻的输出端接地；
所述电压转换芯片，用于将所述供电电源的输出电压转换为用于向所述充电接口供电的充电电压。
2.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述电压反馈单元，包括：
误差比较器和充电电压检测线；所述误差比较器的输出端与所述充电单元连接，所述误差比较器的正向输入端与输出所述参考电压的电源连接，反向输入端与所述充电电压检测线连接；所述充电电压检测线与所述充电接口的充电端连接；
所述误差比较器，用于将所述正向输入端输入的所述参考电压与所述反向输入端输入的所述实际充电电压进行比较，如果所述实际充电电压低于预设的参考电压，则获取所述实际充电电压与所述参考电压之间的差值，将所述差值作为所述压降指示信号，反馈给所述充电单元。
3.根据权利要求2所述的充电装置，其特征在于，所述充电电压检测线与所述充电线集成为一条线束。
4.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述充电电压检测线与所述第二分压电阻的输出端连接。
5.根据权利要求1-3任一项所述的充电装置，其特征在于，所述充电单元为直流到直流DCDC转换器。
6.根据权利要求1-3任一项所述的充电装置，其特征在于，所述充电接口为通用串行总线USB接口。
7.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述供电电源为车载电源。
8.一种车辆，其特征在于，包括：如权利要求1-7任一项所述的充电装置。
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