車載設(shè)備及車載usb接口終端設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種車載設(shè)備及車載USB接口終端設(shè)備，所述車載USB接口終端設(shè)備包括：DC/DC轉(zhuǎn)換器，配置為與車載直流電源相耦合，其輸出端產(chǎn)生輸出電壓；USB接口；電流傳感器，串聯(lián)在DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出端與USB接口的電源端之間；電壓采樣電路，對(duì)DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出端的輸出電壓進(jìn)行采樣；運(yùn)算放大器，其第一輸入端連接電壓采樣電路的輸出端，其第二輸入端接收電流傳感器輸出的電壓信號(hào)，其輸出端連接所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的反饋輸入端，DC/DC轉(zhuǎn)換器根據(jù)所述反饋輸入端接收到的反饋信號(hào)調(diào)節(jié)所述輸出電壓的電壓值。本發(fā)明能夠?qū)SB接口電壓進(jìn)行補(bǔ)償，保證連接在USB接口上的設(shè)備能夠正常工作。
【專利說(shuō)明】車載設(shè)備及車載USB接口終端設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車載設(shè)備及車載USB接口終端設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]越來(lái)越多的車載娛樂(lè)系統(tǒng)提供USB接口以用于連接USB移動(dòng)設(shè)備(如U盤、手機(jī)、平板電腦等)進(jìn)行文件拷備、多媒體文件播放、充電等，因此對(duì)USB接口電功率的需求也越來(lái)越大。
[0003]參考圖1，車載主機(jī)11具有USB接口 111，外部設(shè)備12的USB接口 121通過(guò)USB電纜13連接，因?yàn)檐囕v結(jié)構(gòu)的原因，車載主機(jī)11與外部設(shè)備12之間的USB電纜13往往較長(zhǎng)，例如通常為I米到2米。結(jié)合圖1和圖2，對(duì)于電流較大的負(fù)載，例如正在充電的手機(jī)，USB電纜13的電阻和接插件造成的損耗將導(dǎo)致外部設(shè)備12處的USB接口 121的電壓達(dá)不到正常工作所需的電壓，使得連接在USB接口 111上的外部設(shè)備12無(wú)法穩(wěn)定工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種車載設(shè)備及車載USB接口終端設(shè)備，能夠?qū)SB接口電壓進(jìn)行補(bǔ)償，保證連接在USB接口上的設(shè)備能夠正常工作。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種車載USB接口終端設(shè)備，包括:
[0006]DC/DC轉(zhuǎn)換器,配置為與車載直流電源相f禹合,其輸出端產(chǎn)生輸出電壓；
[0007]USB 接口 ；
[0008]電流傳感器，串聯(lián)在所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出端與所述USB接口的電源端之間，對(duì)所述USB接口電源端的電流進(jìn)行采樣并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)；
[0009]電壓采樣電路，對(duì)所述DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出端的輸出電壓進(jìn)行采樣；
[0010]運(yùn)算放大器，其第一輸入端連接所述電壓采樣電路的輸出端，其第二輸入端接收所述電流傳感器輸出的電壓信號(hào)，其輸出端連接所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的反饋輸入端，所述DC/DC轉(zhuǎn)換器根據(jù)所述反饋輸入端接收到的反饋信號(hào)調(diào)節(jié)所述輸出電壓的電壓值。
[0011 ] 可選地，所述電流傳感器輸出的電壓信號(hào)經(jīng)由微處理器傳輸至所述運(yùn)算放大器的第二輸入端，所述微處理器根據(jù)所述電壓信號(hào)判定所述USB接口的負(fù)載狀態(tài)。
[0012]可選地，所述微處理器包括:
[0013]模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，將所述電流傳感器輸出的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；
[0014]控制模塊，根據(jù)所述數(shù)字信號(hào)判定所述USB接口的負(fù)載狀態(tài)；
[0015]數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，將所述數(shù)字信號(hào)還原為模擬信號(hào)并傳輸至所述運(yùn)算放大器的第二輸入端。
[0016]可選地，所述控制模塊還根據(jù)所述USB接口的負(fù)載狀態(tài)控制所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的工作狀態(tài)。
[0017]可選地，所述USB接口經(jīng)由USB電纜與外部設(shè)備相連。
[0018]本發(fā)明還提供了一種車載設(shè)備，包括以上任一項(xiàng)所述的車載USB接口終端設(shè)備。[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0020]本發(fā)明實(shí)施例的車載USB接口終端設(shè)備對(duì)負(fù)載實(shí)際消耗的電流進(jìn)行檢測(cè)，從而對(duì)DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓進(jìn)行調(diào)整以補(bǔ)償U(kuò)SB電纜等造成的電壓損耗，使得傳輸至外部USB設(shè)備的電壓維持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，從而保證USB設(shè)備的正常工作。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種車載主機(jī)與外部設(shè)備的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的車載主機(jī)的USB接口的輸出電流曲線與輸出電壓曲線；
[0023]圖3為本發(fā)明實(shí)施例的車載USB接口終端設(shè)備與外部設(shè)備的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4為本發(fā)明實(shí)施例的車載USB接口終端設(shè)備的輸出電壓曲線與傳統(tǒng)車載主機(jī)的輸出電壓曲線的對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0026]參考圖3，本實(shí)施例的車載USB接口終端設(shè)備包括DC/DC轉(zhuǎn)換器31、USB接口 32、電流傳感器33、電壓采樣電路34、運(yùn)算放大器35以及微處理器36。
[0027]其中，DC/DC轉(zhuǎn)換器31配置為與車載直流電源相耦合，其輸出端VBUS產(chǎn)生輸出電壓。作為一個(gè)非限制性的例子，DC/DC轉(zhuǎn)換器31例如可以是型號(hào)為MAX16907的直流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換器，車載直流電源提供9?16V的電源信號(hào)，輸出端VBUS提供高達(dá)1.5A的5V直流輸出電壓。
[0028]USB接口 32可以是常規(guī)的USB接口，包括電源端、地端、正數(shù)據(jù)端以及負(fù)數(shù)據(jù)端共4個(gè)端口，其中電源端由DC/DC轉(zhuǎn)換器31供電。USB接口 32可以通過(guò)USB電纜30與外部設(shè)備直接或間接相連，作為一個(gè)非限制性的例子，圖3中USB接口 32通過(guò)USB電纜30與USB集線器37相連，手機(jī)38連接在USB集線器37上。當(dāng)然，外部設(shè)備也可以直接通過(guò)USB電纜30與USB接口 32相連，而無(wú)需經(jīng)過(guò)USB集線器37。
[0029]電流傳感器33串聯(lián)在DC/DC轉(zhuǎn)換器31的輸出端VBUS和USB接口 32的電源端之間，對(duì)流過(guò)USB接口 32電源端的電流進(jìn)行采樣，并將采樣所得的電流轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。作為一個(gè)非限制性的例子，電流傳感器33可以是型號(hào)為AD8210的電流檢測(cè)器，其通過(guò)一個(gè)串聯(lián)在輸出回路的毫歐級(jí)的電阻對(duì)輸出至USB接口 32的電流進(jìn)行采樣并轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。
[0030]電流傳感器33輸出的電壓信號(hào)傳輸至微處理器36,微處理器36可以根據(jù)該電壓信號(hào)判定USB接口 32當(dāng)前的負(fù)載狀態(tài)。其中，USB接口 32的負(fù)載狀態(tài)可以包括短路、開路、正常電流輸出等。
[0031]進(jìn)一步而言，微處理器36可以包括:模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，將電流傳感器33輸出的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；控制模塊，根據(jù)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號(hào)判定USB接口 32當(dāng)前的負(fù)載狀態(tài)；數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(DAC)，將模/數(shù)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)還原為模擬信號(hào)輸出至運(yùn)算放大器35。此外，控制模塊還可以根據(jù)USB接口 32當(dāng)前的負(fù)載狀態(tài)來(lái)控制DC/DC轉(zhuǎn)換器31進(jìn)入相應(yīng)的工作狀態(tài)。
[0032]作為一個(gè)非限制性的例子，微處理器36可以采用帶有ADC和DAC的各類通用微控制器、微處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)。需要說(shuō)明的是，微處理器36是可選的，在其他具體實(shí)施例中，電流傳感器33輸出的電壓信號(hào)也可以直接傳輸至運(yùn)算放大器35，而不需經(jīng)過(guò)微處理器36。
[0033]電壓采樣電路34用于對(duì)DC/DC轉(zhuǎn)換器31的輸出端VBUS產(chǎn)生的輸出電壓進(jìn)行采樣，電壓采樣電路34可以采用現(xiàn)有技術(shù)中任何適當(dāng)?shù)碾妷翰蓸与娐穪?lái)實(shí)現(xiàn)。
[0034]運(yùn)算放大器35的第一輸入端連接電壓采樣電路34的輸出端，其第二輸入端經(jīng)由微處理器36 (或者直接)接收電流傳感器33產(chǎn)生的電壓信號(hào)，其輸出端連接DC/DC轉(zhuǎn)換器31的反饋輸入端FB，DC/DC轉(zhuǎn)換器31根據(jù)反饋輸入端FB接收到的反饋信號(hào)調(diào)節(jié)輸出端VBUS產(chǎn)生的輸出電壓的電壓值。作為一個(gè)非限制性的例子，運(yùn)算放大器35可以是型號(hào)為L(zhǎng)M7321的運(yùn)算放大器。
[0035]電壓采樣電路34、電流傳感器33、運(yùn)算放大器35組成的反饋回路能夠及時(shí)根據(jù)負(fù)載電流的大小調(diào)節(jié)DC/DC轉(zhuǎn)換器31的輸出端VBUS的輸出電壓，從而補(bǔ)償U(kuò)SB電纜30等造成的電壓損失，使得外部設(shè)備處的電壓保持在5V±0.5V的正常范圍內(nèi)。
[0036]參考圖4，曲線41為現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的USB接口提供至外部設(shè)備的電壓，當(dāng)負(fù)載電流較大、用于連接外部設(shè)備的USB電纜較長(zhǎng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電壓下降至USB正常電壓范圍之外。曲線42為采用本實(shí)施例的技術(shù)方案提供至外部設(shè)備的電壓，通過(guò)對(duì)DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓以及USB接口的輸出電流進(jìn)行采樣、比較和反饋，能夠?qū)C/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓進(jìn)行微調(diào)，以補(bǔ)償U(kuò)SB電纜的電壓損耗，使得外接的USB設(shè)備正常工作。
[0037]圖3所示的車載USB接口終端設(shè)備可以集成在車載設(shè)備內(nèi)部，例如集成在具有娛樂(lè)功能的車載設(shè)備內(nèi)，使得車載設(shè)備的USB接口也能夠補(bǔ)償U(kuò)SB電纜的電壓損耗，保證外接的USB設(shè)備正常工作。
[0038]本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來(lái)限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種車載USB接口終端設(shè)備，其特征在于，包括: DC/DC轉(zhuǎn)換器,配置為與車載直流電源相I禹合，其輸出端產(chǎn)生輸出電壓； USB 接□; 電流傳感器，串聯(lián)在所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出端與所述USB接口的電源端之間，對(duì)所述USB接口電源端的電流進(jìn)行采樣并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)； 電壓米樣電路，對(duì)所述DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出端的輸出電壓進(jìn)行米樣； 運(yùn)算放大器，其第一輸入端連接所述電壓采樣電路的輸出端，其第二輸入端接收所述電流傳感器輸出的電壓信號(hào)，其輸出端連接所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的反饋輸入端，所述DC/DC轉(zhuǎn)換器根據(jù)所述反饋輸入端接收到的反饋信號(hào)調(diào)節(jié)所述輸出電壓的電壓值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載USB接口終端設(shè)備，其特征在于，所述電流傳感器輸出的電壓信號(hào)經(jīng)由微處理器傳輸至所述運(yùn)算放大器的第二輸入端，所述微處理器根據(jù)所述電壓信號(hào)判定所述USB接口的負(fù)載狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載USB接口終端設(shè)備，其特征在于，所述微處理器包括: 模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，將所述電流傳感器輸出的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)； 控制模塊，根據(jù)所述數(shù)字信號(hào)判定所述USB接口的負(fù)載狀態(tài)； 數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，將所述數(shù)字信號(hào)還原為模擬信號(hào)并傳輸至所述運(yùn)算放大器的第二輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車載USB接口終端設(shè)備，其特征在于，所述控制模塊還根據(jù)所述USB接口的負(fù)載狀態(tài)控制所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的工作狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載USB接口終端設(shè)備，其特征在于，所述USB接口經(jīng)由USB電纜與外部設(shè)備相連。
6.一種車載設(shè)備，其特征在于，包括權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的車載USB接口終端設(shè)備。
【文檔編號(hào)】B60R16/02GK103661153SQ201210335111
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月11日
【發(fā)明者】何晏平 申請(qǐng)人:上海博泰悅臻電子設(shè)備制造有限公司