CN112821750A - 电源适配器的电路板、电源适配器及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电源适配器的电路板、电源适配器及用电设备，属于电路板技术领域。本申请包括：变压器、直流母线、滤波模块、芯片及配置于芯片上的散热器，直流母线用于接收变压器输出的直流电，滤波模块用于对直流母线接收的直流电进行滤波；芯片形成于变压器和滤波模块之间，以使芯片上的散热器位于变压器和滤波模块之间；散热器与直流母线连接。通过本申请，有助于满足电源适配器小型化设计下的降低EMI需求。

Description

电源适配器的电路板、电源适配器及用电设备

技术领域

本申请属于电路板技术领域，具体涉及电源适配器的电路板、电源适配器及用电设备。

背景技术

相关技术中，电源适配器配合用电设备使用，很多用电设备需要通过电源适配器来进行充电，尤其是小型用电设备，比如，手机、笔记本等等。

具体产品应用中，对电源适配器的体积、频率、功率密度等方面要求越来越高，常见的，要求电源适配器体积小型便携化，但是，在体积不断小型便携化下，电源适配器内电子器件的布局空间越为更加紧凑，频率提高、功率密度增强对电源适配器电磁兼容特性带来了很大的影响，使电源适配器的EMI(电磁干扰)问题更加突出，具体的，体现在频率增大提高了电磁噪声的高频频谱，恶化了电源适配器内的电磁噪声源，功率密度的提高又使得各种电子器件间的间距缩小，电磁耦合分布参数增大。

发明内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种电源适配器的电路板、电源适配器及用电设备，有助于满足电源适配器小型化设计下的降低EMI需求。

为实现以上目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，

本申请提供一种电源适配器的电路板，包括：变压器、直流母线、滤波模块、芯片及配置于所述芯片上的散热器，所述直流母线用于接收所述变压器输出的直流电，所述滤波模块用于对所述直流母线接收的直流电进行滤波；

所述芯片形成于所述变压器和所述滤波模块之间，以使所述芯片上的所述散热器位于所述变压器和所述滤波模块之间；

所述散热器与所述直流母线连接。

进一步地，所述变压器的初级绕组最外层与所述直流母线连接。

进一步地，所述电路板还包括：

多个电解电容，被配置为围绕所述变压器和/或所述滤波模块分布。

进一步地，其中，至少一个所述电解电容形成在所述变压器和所述滤波模块之间。

进一步地，其中，形成在所述变压器和所述滤波模块之间的所述电解电容包括：母线电解电容。

进一步地，所述电路板上铺铜区的静点区域被配置为增大铜铺面积，其中，所述静点区域为电压跳变较小的区域。

进一步地，所述静点区域包括：所述直流母线。

进一步地，所述电路板还包括：保护模块，用于将所述直流母线接收的直流电经所述保护模块后传输给所述滤波模块。

第二方面，

本申请提供一种电源适配器，包括：如上述任一项所述的电路板。

第三方面，

本申请提供一种使用电源适配器的用电设备，包括：如上述所述的电源适配器。

本申请采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：

本申请提供一种电源适配器的电路板，对散热器进行降低EMI利用，通过将芯片形成于所述变压器和所述滤波模块之间，以使所述芯片上的所述散热器位于所述变压器和所述滤波模块之间，然后，再将所述散热器与所述直流母线连接，利用散热器横阻在变压器和所述滤波模块之间，可以屏蔽掉一部分变压器与滤波电路里磁性器件的空间电磁耦合，切断电磁干扰的传播路径，以此满足电源适配器小型化设计下的降低EMI需求，进而有助于提升电源适配器的产品质量和市场竞争力。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据一示例性实施例示出的一种电源适配器的电路板的布局结构示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的EMI测试结果；

图3是根据另一示例性实施例示出的EMI测试结果；

图4是根据一示例性实施例示出的一种电源适配器的框图结构示意图；

图5是根据一示例性实施例示出的一种使用电源适配器的用电设备的框图结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。

请参阅图1，图1是根据一示例性实施例示出的一种电源适配器的电路板的布局结构示意图，如图1所示，该电源适配器的电路板11包括：

变压器101、直流母线102、滤波模块103、芯片及配置于所述芯片上的散热器104，所述直流母线102用于接收所述变压器101输出的直流电，所述滤波模块103用于对所述直流母线102接收的直流电进行滤波；

所述芯片形成于所述变压器101和所述滤波模块103之间，以使所述芯片上的所述散热器位于所述变压器101和所述滤波模块103之间；

所述散热器与所述直流母线102连接。

具体的，电源适配器相关技术中，电源适配器的电路板11上包括变压器101、保护模块106、滤波模块103、母线电解电容、变压器101、芯片及配置于芯片上的散热器104、输出端电解电容等等。图1中未示出电源适配器各个模块器件之间的工作原理，电源适配器的工作原理可以参照相关技术内容。

为使电源适配器通过EMI测试，通常通过滤波模块103来滤除电源适配器工作中所产生的干扰信号。滤波模块103可主要由高频旁路电容(也叫X电容)、共模扼流圈、差模电感、陶瓷电容(Y电容)等元件构成。但是，在电源适配器的体积不断小型化便携趋势下，电源适配器内电子器件的布局空间越为更加紧凑，频率提高、功率密度增强对电源适配器电磁兼容特性带来了很大的影响，在电源适配器工作过程中，变压器101中的寄生参数会产生一定的电磁干扰，该电磁干扰包括辐射干扰，变压器101与滤波模块103里磁性器件更大可能地形成空间电磁耦合，使电源适配器的EMI问题更加突出。

对此，通过本申请的电源适配器的电路板11方案，对散热器进行降低EMI利用，通过将芯片形成于所述变压器101和所述滤波模块103之间，以使所述芯片上的所述散热器位于所述变压器101和所述滤波模块103之间，利用散热器横阻在变压器101和滤波模块103之间，在电源适配器工作过程中，变压器101中的寄生参数会产生辐射干扰时，因散热器与所述直流母线102连接，散热器能对变压器101产生的辐射干扰形成吸收，并传导给与直流母线102连接的滤波模块103，被滤波模块103处理掉。

因而，通过该方案可以屏蔽掉一部分变压器101与滤波电路里磁性器件的空间电磁耦合，切断电磁干扰的传播路径，以此满足电源适配器小型化设计下的降低EMI需求，进而有助于提升电源适配器的产品质量和市场竞争力。

对于上述方案的散热器与直流母线102连接，因实际产品中，散热器安装在电路板11上是绝缘隔离的，如，散热器和芯片之间通过绝缘导热硅脂隔离，散热器通过塑料固定件固定在电路板11上，散热器与直流母线102连接不形成电流回路，通过该连接，散热器能对变压器101产生的辐射干扰形成吸收，并传导给与直流母线102连接的滤波模块103，被滤波模块103处理掉。

对于上述方案的直流母线102，在具体电路板11产品中，通过电路板11上的印制铺铜布线形成，在电源适配器工作时，直流母线102电压跳变较小，在散热器吸收变压器101产生的辐射干扰，并传导给直流母线102时，辐射干扰信号在直流母线102上能够较为突出，进而能有效被滤波模块103处理掉。

在一个实施例中，所述变压器101的初级绕组最外层与所述直流母线102连接。

具体的，变压器101中的寄生参数会产生一定的电磁干扰，在电源适配器的内部空间较小情况下，这些干扰会通过空间耦合的方式越过滤波电路直接耦合到L、N输入端。通过该方案，将变压器101的初级绕组最外层直连直流母线102，可将变压器101的产生的电磁干扰通过直流母线102传导，然后在滤波模块103中处理掉。

请参阅图1，在一个实施例中，所述电路板11还包括：

多个电解电容105，被配置为围绕所述变压器101和/或所述滤波模块103分布。

具体的，在结构上，电解电容105的外壳与电解电容105的负端相连，器件高度较高，可以用来屏蔽掉一部分变压器101与滤波电路里磁性器件的空间电磁耦合，切断干扰的传播路径。关于多个电解电容105被配置为围绕变压器101和/或滤波模块103分布，可以根据电解电容105的实际数量，将多个电解电容105被配置为围绕变压器101分布，或被配置为围绕滤波模块103分布，或被配置为围绕变压器101和滤波模块103分布，均可以实现屏蔽掉一部分变压器101与滤波电路里磁性器件的空间电磁耦合。

在具体电路板11产品中，电解电容105包括母线电解电容和输出端电解电容等，母线电解电容直连直流母线102，可视为一个静点，其中，静点即电压跳动较小的点；同理，电源适配器的输出端电解电容也可以起到类似的作用。

请参阅图1，进一步地，其中，至少一个所述电解电容105形成在所述变压器101和所述滤波模块103之间。

具体的，至少一个电解电容105形成在变压器101和滤波模块103之间，可实现利用电解电容105横阻在变压器101和滤波模块103之间，在电源适配器工作过程中，变压器101中的寄生参数会产生辐射干扰时，对该辐射干扰起到屏蔽效能。

进一步地，其中，形成在所述变压器101和所述滤波模块103之间的所述电解电容105包括：母线电解电容。

具体的，母线电解电容一方面对该辐射干扰起到屏蔽效能，同时，由于母线电解电容直连直流母线102，还能对该辐射干扰起到吸收作用，吸收该辐射干扰并传导给与直流母线102连接的滤波模块103，被滤波模块103处理掉。

请参阅图2和图3，图2是根据一示例性实施例示出的EMI测试结果，图3是根据另一示例性实施例示出的EMI测试结果，其中，图2示出的是常规电源适配器的EMI测试结果，图3示出的是利用本申请上述各相关方案的电源适配器的EMI测试结果。根据图2和图3的示出对比可知，利用本申请上述各相关方案下的电源适配器，其能有效抑制在1MHz以上频段的电磁干扰。

在一个实施例中，所述电路板11上铺铜区的静点区域被配置为增大铜铺面积，其中，所述静点区域为电压跳变较小的区域。

具体的，在电源适配器的体积不断小型化便携趋势下，电源适配器的EMI问题更加突出。为了在电源适配器的体积不断小型化便携趋势下抑制降低EMI，该方案从电路板11上的布线铺铜方面出发，将电路板11上铺铜区的静点区域进行增大面积设计，静点区域为电压跳变较小的区域，对该这些区域进行增大覆铜面积设计，可以尽量减小电路信号传输中电压跳变的影响，且对电磁波干扰能起到更好的屏蔽效能，同时，也有利于更好的散热。

进一步地，所述静点区域包括：所述直流母线102。

具体的，在具体电路板11产品中，通过电路板11上的印制铺铜布线形成，在电源适配器工作时，直流母线102电压跳变较小，可视为一个静点区域，一方面，直流母线102增大铜铺面积后，可形成更大的屏蔽面积，对辐射干扰起到更好的屏蔽效能，另一方面，由于直流母线102与滤波模块103连接，还能对辐射干扰起到吸收作用，吸收该辐射干扰并传导给与直流母线102连接的滤波模块103，被滤波模块103处理掉。

请参阅图1，在一个实施例中，所述电路板11还包括：保护模块106，用于将所述直流母线102接收的直流电经所述保护模块106后传输给所述滤波模块103。

具体的，保护模块106可起到过压和/或过流保护作用，在具体产品中，可由保险丝和压敏电阻组成。当电流超过额定电流时，保险丝发热熔断，断开电路连接；当电压过大时，压敏电阻对大电压十分敏感，随着电压升高阻值急剧减小，将后续电路短路起到保护作用。

请参阅图4，图4是根据一示例性实施例示出的一种电源适配器的框图结构示意图，如图4所示，该电源适配器4包括：

如上述任一项所述的电源适配器的电路板11。

关于上述实施例中的电源适配器4，其在体积不断小型化便携趋势下抑制降低EMI的具体方式已经在上述有关的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

请参阅图5，图5是根据一示例性实施例示出的一种使用电源适配器的用电设备的框图结构示意图，如图5所示，该使用电源适配器的用电设备5包括：

如上述所述的电源适配器4。

在实际应用中，该使用电源适配器的用电设备5可以为笔记本电脑、手机、路由器等等。

关于上述实施例中的使用电源适配器的用电设备5，其电源适配器1在体积不断小型化便携趋势下抑制降低EMI的具体方式已经在上述有关的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”、“多”的含义是指至少两个。

应该理解，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件；当一个元件被称为“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件,此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接；使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

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，并且本申请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，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请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。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

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申请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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电源适配器的电路板，包括：变压器、直流母线、滤波模块、芯片及配置于所述芯片上的散热器，所述直流母线用于接收所述变压器输出的直流电，所述滤波模块用于对所述直流母线接收的直流电进行滤波；

其特征在于，

所述芯片形成于所述变压器和所述滤波模块之间，以使所述芯片上的所述散热器位于所述变压器和所述滤波模块之间；

所述散热器与所述直流母线连接。

2.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于，所述变压器的初级绕组最外层与所述直流母线连接。

3.根据权利要求1或2所述的电路板，其特征在于，所述电路板还包括：

多个电解电容，被配置为围绕所述变压器和/或所述滤波模块分布。

4.根据权利要求3所述的电路板，其特征在于，其中，至少一个所述电解电容形成在所述变压器和所述滤波模块之间。

5.根据权利要求4所述的电路板，其特征在于，其中，形成在所述变压器和所述滤波模块之间的所述电解电容包括：母线电解电容。

6.根据权利要求3所述的电路板，其特征在于，所述电路板上铺铜区的静点区域被配置为增大铜铺面积，其中，所述静点区域为电压跳变较小的区域。

7.根据权利要求6所述的电路板，其特征在于，所述静点区域包括：所述直流母线。

8.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于，所述电路板还包括：保护模块，用于将所述直流母线接收的直流电经所述保护模块后传输给所述滤波模块。

9.一种电源适配器，其特征在于，包括：如权利要求1-8任一项所述的电路板。

10.一种使用电源适配器的用电设备，其特征在于，包括：如权利要求9所述的电源适配器。

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