一种车载充电控制电路及方法技术

本发明专利技术公开一种车载充电控制电路及方法，该电路包括车载充电器、充电控制电路、电压输出端，充电控制电路包括输入电压检测单元、降压型功率变换器、PD协议控制单元，输入电压检测单元检测车载充电器的输入端的电压幅值信号，并将电压幅值信号发送至PD协议控制单元，PD协议控制单元根据电压幅值信号调整车载充电器的输出功率，并作用于降压型功率变换器，以控制降压型功率变换器输出电压。本发明专利技术的方法应用于上述的电路。本发明专利技术可以根据输入电压自动调节USB PD车载充电器的输出电压规格，解决了因汽车电池电压下降造成车载充电器输出电压不足的问题，改善了充电性能。

A vehicle charging control circuit and method

【技术实现步骤摘要】
一种车载充电控制电路及方法
本专利技术涉及车载充电器
，具体的，涉及一种车载充电控制电路及应用于该电路的充电控制方法。
技术介绍
车载充电器是一种广泛使用的设备供电电源。车载充电器的输入端为汽车点烟器，点烟器输出电压范围一般在12V～24V之间。车载充电器主要有2种，第一种为非快充式车载充电器，输出电压一般为5V，输出电流2A左右；另一种，是带有USBPD快充协议的车载充电器，此类车载充电器输出的电压可高达20V。但车载充电器普遍存在两个缺陷，一是点烟器输出的电压会随着汽车电池的使用而下降，而车载充电器的功率部分多采用BUCK降压型电路，当电池电压下降时，带有USBPD快充协议的车载充电器的输入电压低于充电设备申请输出电压，车载充电器输出电压不足；二是非快充式车载充电器，输出功率较低，往往无法满足用户快速充电的需求。如图1所示，在现有的带有USBPD快充协议的车载充电器中，其主要由降压型功率电路1、PD协议控制芯片2和保护控制电路3组成。它的工作原理如下：PD协议控制芯片2负责和充电设备进行通信协商，并作用于降压型功率电路1来调节输出电压和电流。在检测到充电设备接入后，车载充电器开始发送Source_cap数据包，当用电设备收到Source_cap数据包后，根据用电需求发送request数据包至车载充电器，车载充电器收到request数据包，回复Accept指令并开始调节输出电压，直到电压调节完成后，由车载充电器发送Ps_Ready指令，即完成一次完整的USBPD通信协商。但是随着汽车电池的使用，点烟器输出电压降低，车载充电器的输入电压也降低，当充电设备request数据包的PD电压高于车载充电器的输入电压时，车载充电器的输出电压偏低。此时充电设备检测到电压欠压，充电过程异常，严重时会导致设备充电兼容性问题。在现有的非快充式车载充电器电路中，如图2所示，该电路结构简单，一般由降压型功率变换器4、保护控制电路5和DCP握手芯片6组成。其中，车载充电器的输出电压为5V，输出电流2A左右。该电路的缺点是输出功率较小，无法满足用户快速充电的需求。因此，现有车载充电器技术普遍存在缺点：非快充式车载充电器存在输出功率小，无法满足用户快速充电的需求；USBPD快充车载充电器，存在因点烟器输出电压下降，导致快充输出时，电压不足，设备充电兼容性等问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种可以根据输入电压来调节PD输出功率的车载充电控制电路。本专利技术的另一目的是提供一种可以根据输入电压来调节PD输出功率的车载充电控制电路的充电控制方法。为了实现上述的主要目的，本专利技术提供的车载充电控制电路包括车载充电器、与所述车载充电器电连接的充电控制电路、与所述充电控制电路电连接的电压输出端，所述充电控制电路包括输入电压检测单元、降压型功率变换器、PD协议控制单元，所述输入电压检测单元检测所述车载充电器的输入端的电压幅值信号，并将所述电压幅值信号发送至所述PD协议控制单元，所述PD协议控制单元根据所述电压幅值信号调整车载充电器的输出功率，并作用于所述降压型功率变换器，以控制所述降压型功率变换器输出电压。进一步的方案是，所述输入电压检测单元包括ADC检测电路，所述ADC检测电路包括信号输入端、信号输出端、电压增益电路以及ADC采样模块，所述信号输入端与所述车载充电器的输入端电连接，所述电压增益电路连接在所述信号输入端和所述信号输出端之间，所述信号输出端与所述ADC采样模块的输入端电连接，所述ADC采样模块的输出端与所述PD协议控制单元电连接。更进一步的方案是，所述电压增益电路包括相互连接的第一运算放大器和第二运算放大器。更进一步的方案是，所述输入电压检测单元包括比较器电压检测电路，所述比较器电压检测电路包括多个电压比较器，所述车载充电器的输入端分别与多个所述电压比较器的同相输入端电连接，多个所述电压比较器的反相输入端为参考电压源，多个所述电压比较器的输出端分别与所述PD协议控制单元电连接。更进一步的方案是，所述车载充电器的输入端为车载点烟器，所述车载点烟器可输出12V～24V的直流电压。由此可见，本专利技术提供的车载充电控制电路，是一种可以根据输入电压调节USBPD输出功率的控制电路，在USBPD通信协商过程中，加入输入电压检测单元，可以根据输入电压的检测值实时调整PD协议的Source_cap值，并保证设置的Source_cap数据包中电压值小于车载充电器的输入电压。当车载充电器的电池电压降低，即输入电压变化时，PD协议控制单元根据输入电压的变化重新调整Source_cap数据包的内容，从而保证充电设备request数据包所请求的电压小于输入电压。所以，该电路可以根据输入电压自动调节USBPD车载充电器的输出电压规格，解决了因汽车电池电压下降造成USBPD快充式车载充电器输出电压不足的问题，改善了充电性能，既可以解决了非快充车载充电器充电速度慢的弊端，又可以改善因电池电压下降造成USBPD快充式车载充电器输出电压不足的问题。为了实现上述的另一目的，本专利技术还提供的一种车载充电控制电路的充电控制方法，应用于车载充电控制电路，该方法包括PD协议控制单元实时检测是否有充电设备接入，如是，则确定PD协议控制单元进入USBPD通信协议状态，车载充电器向充电控制电路发送Source_cap数据包，由输入电压检测单元检测车载充电器的输入端的输入电压幅值，并产生电压比较结果，所述PD协议控制单元根据电压比较结果实时调整PD协议的Source_cap值，并将调整后的Source_cap数据包发送至充电设备；所述充电设备根据其可充电电池的当前电压和对充电电流的要求，发送request数据包至所述车载充电器，所述车载充电器在接收到request数据包后输出Accept指令，由PD协议控制单元控制降压型功率变换器调整输出电压，当输出电压调整完成后，车载充电器发送PsReady指令，对充电设备进行充电操作。进一步的方案是，在所述车载充电器输出对应的供电电压值对所述充电设备进行充电操作或者所述PD协议控制单元处于USBPD通信协议状态时，由所述输入电压检测单元持续对所述车载充电器的输入电压幅值进行检测。更进一步的方案是，当所述车载充电器的电池电压降低时，由输入电压检测单元检测所述车载充电器的输入端降低后的输入电压幅值，并产生电压幅值变化后的电压比较结果，所述PD协议控制单元根据所述电压幅值变化后的电压比较结果重新调整PD协议的Source_cap值，以控制所述充电设备所发送的request数据包所要求的电压值不超过所述车载充电器当前的输入电压。更进一步的方案是，所述PD协议控制单元根据所述电压比较结果实时调整PD协议的Source_cap值具体包括：对Source_cap数据包中的电压值进行电压调整，以控制Source_cap数据包中的电压值小于所述车载充电器的输入端的输入电压幅值。由此可见，本专利技术提供的车载充电控制方法在USBPD通信协商过程中，加入输入电压检测功能，可以根据输入电压的检测值实时调整PD协议的Source_cap值，并保证设置的Source_cap数据包中电压值小于车载充电器的输入电压。当车载充电器的电池电压降低，即输入电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车载充电控制电路，包括车载充电器、与所述车载充电器电连接的充电控制电路、与所述充电控制电路电连接的电压输出端，其特征在于：所述充电控制电路包括输入电压检测单元、降压型功率变换器、PD协议控制单元，所述输入电压检测单元检测所述车载充电器的输入端的电压幅值信号，并将所述电压幅值信号发送至所述PD协议控制单元，所述PD协议控制单元根据所述电压幅值信号调整车载充电器的输出功率，并作用于所述降压型功率变换器，以控制所述降压型功率变换器输出电压。

【技术特征摘要】
1.一种车载充电控制电路，包括车载充电器、与所述车载充电器电连接的充电控制电路、与所述充电控制电路电连接的电压输出端，其特征在于：所述充电控制电路包括输入电压检测单元、降压型功率变换器、PD协议控制单元，所述输入电压检测单元检测所述车载充电器的输入端的电压幅值信号，并将所述电压幅值信号发送至所述PD协议控制单元，所述PD协议控制单元根据所述电压幅值信号调整车载充电器的输出功率，并作用于所述降压型功率变换器，以控制所述降压型功率变换器输出电压。2.根据权利要求1所述的车载充电控制电路，其特征在于：所述输入电压检测单元包括ADC检测电路，所述ADC检测电路包括信号输入端、信号输出端、电压增益电路以及ADC采样模块，所述信号输入端与所述车载充电器的输入端电连接，所述电压增益电路连接在所述信号输入端和所述信号输出端之间，所述信号输出端与所述ADC采样模块的输入端电连接，所述ADC采样模块的输出端与所述PD协议控制单元电连接。3.根据权利要求2所述的车载充电控制电路，其特征在于：所述电压增益电路包括相互连接的第一运算放大器和第二运算放大器。4.根据权利要求1所述的车载充电控制电路，其特征在于：所述输入电压检测单元包括比较器电压检测电路，所述比较器电压检测电路包括多个电压比较器，所述车载充电器的输入端分别与多个所述电压比较器的同相输入端电连接，多个所述电压比较器的反相输入端为参考电压源，多个所述电压比较器的输出端分别与所述PD协议控制单元电连接。5.根据权利要求1至4任一项所述的车载充电控制电路，其特征在于：所述车载充电器的输入端为车载点烟器，所述车载点烟器可输出12V～24V的直流电压。6.一种车载充电控制电路的充电控制方法，应用于如权利要求1至6任一项所述的车载充电控制电路，其特征在于，该...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤厚涛，戴加良，
申请(专利权)人：珠海英集芯半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44