CN200953366Y - 微型充电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种微型充电器，包括装有电路元件的电路板、交流插头及外壳，在所述线路板上输入整流部分与高频斩波部分或/和变压器的初级与次级之间至少有一处有开槽；所述外壳内表面在与上述槽位相对应的地方有与所述槽位相适配的、向内的绝缘挡板，当电路板放入外壳时，所述绝缘挡板穿过与其对应的、电路板上的槽位。实施本实用新型的微型充电器，具有以下有益效果：充电器上高、低压电路区域被开槽分开，并用外壳内表面上的绝缘挡板嵌入相应的开槽中，使得在爬电距离不足的情况下符合安全规定；变压器的双层屏蔽使高频电磁干扰大为减小，电路稳定工作。

Description

微型充电器

技术领域

本实用新型涉及充电器，更具体地说，涉及一种微型充电器。

背景技术

目前，微型充电器的解決方案包括：大规模集成电路、局部电路集成化以及分立元件的高度密集等。但是，大规模集成电路造价昂贵，在要求成本控制的时候，人们难以接受该方案；部分电路集成模式，虽然体积减少，但还是不能解決物美价廉的矛盾，其应用范围也受到限制；采用分立元件电路模式，成本低廉，但由于电路元件高度密集，造成高低电压之间的爬电距离不够，不符合安全规定，同时存在高频电磁场干扰，使电路不稳定，故现有的分立元件充电器体积微型化也存在困难。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述爬电距离不够导致不符合安全规定以及存在高频电磁场干扰导致电路不稳定的缺陷，提供一种符合安全规定以及电路稳定的微型充电器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种微型充电器，包括装焊有电路元件的电路板、连接于所述电路板输入端的交流插头及容纳所述电路板的外壳，所述电路板上包括依次连接的输入整流部分、高频斩波部分、变压器及输出整流滤波部分的电路元件，在所述线路板上插件元件位置的相对固定以及输入整流部分与高频斩波部分之间或/和变压器的初级与次级之间至少有一开槽；所述外壳内表面在与上述槽位相对应的地方有与所述槽位相适配的、向内的绝缘挡板，当电路板放入外壳时，所述绝缘挡板穿过与其对应的、电路板上的槽位。

在本实用新型所述的微型充电器中，所述插件元件位置相对固定包括插件元件面所有元件之間前后左右固定依次排列。

在本实用新型所述的微型充电器中，所述开槽包括输入整流部分与高频斩波部分之间的第一开槽，将交流输入的连接点及与其相连的元件与高频斩波部分的功率开关管或专用集成电路部分地分隔开；所述外壳内表面的绝缘挡板包括与第一开槽相适配的第一绝缘挡板。

在本实用新型所述的微型充电器中，所述开槽包括电路板上变压器的初级与次级之间的第二开槽，由电路板边缘开始向所述变压器初、次级之间延伸到变压器在电路板上正投影位置之内，将所述变压器初级与次级及其连接的输出整流滤波输出部分分隔开；所述外壳内表面的绝缘挡板包括与第二开槽相适配的第二绝缘挡板。

在本实用新型所述的微型充电器中，所述外壳内表面还包括向内的、装配时位于所述交流插头接线端与线路板上输入整流部分之间的第三绝缘挡板。

在本实用新型所述的微型充电器中，所述交流插头设有基座，交流插头的基座边缘和外壳安装所述基座的位置的内侧边缘设有互相配合的镶嵌结构。

在本实用新型所述的微型充电器中，所述互相配合的镶嵌结构包括外壳所述内侧边缘设有安装凹槽/凸棱，交流插头的基座边缘设有凸棱/凹槽，交流插头的基座边缘凸棱/凹槽镶嵌/包围外壳内侧边缘的安装凹槽/凸棱。

在本实用新型所述的微型充电器中，所述变压器的初级线圈用金属屏蔽层屏蔽；所述变压器的线包与磁芯整体用金属屏蔽层屏蔽；该变压器的基体外部用绝缘胶材料密封；所述高频斩波部分的功率开关管用金属屏蔽层屏蔽；所述金属屏蔽层为紫铜箔或直径为0.05毫米至0.1毫米的铜线绕组。

在本实用新型所述的微型充电器中，所述变压器位于电路板中部，其初级一侧电路板一端放置高频斩波部分的元件，另一端放置输入整流部分元件；所述变压器次级一侧放置输出整流滤波部分元件；所述元件相互靠拢紧贴，相对位置固定。

在本实用新型所述的微型充电器中，所述输入整流部分包括依次连接的保险丝、整流桥堆及输入电感；所述高频斩波部分包括连接在所述变压器初级的高频开关三极管或专用集成电路；所述输入电感叠放/平放于所述保险丝之上/之旁或叠放于所述专用集成电路之上。

实施本实用新型的微型充电器，具有以下有益效果：由于在本实用新型中，充电器上高、低压电路区域被槽位分开，并用外壳内表面上绝缘挡板嵌入相应的槽位中，使得在爬电距离不足的情况下符合安全规定；变压器的双层屏蔽使高频电磁干扰大为减小，电路稳定工作。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型微型充电器第一实施例的电路板结构示意图；

图2是本实用新型微型充电器第一实施例的电路板插件元件立体示意图；

图3是本实用新型微型充电器第一实施例的外壳结构示意图；

图4是本实用新型微型充电器第一实施例的电路板顶面元件位置图；

图5是本实用新型微型充电器第一实施例的电路板底面元件位置图；

图6是本实用新型微型充电器第一实施例的装配图；

图7是本实用新型微型充电器第二实施例的电路板结构示意图；

图8是本实用新型微型充电器第二实施例的电路板插件元件立体示意图；

图9是本实用新型微型充电器第二实施例的电路板顶面元件位置图；

图10是本实用新型微型充电器第二实施例的电路板底面元件位置图；

图11是本实用新型微型充电器第二、三实施例的外壳结构示意图；

图12是本实用新型微型充电器第二实施例的装配图；

图13是本实用新型微型充电器第三实施例的电路板结构示意图；

图14是本实用新型微型充电器第三实施例的电路板插件元件立体示意图

图15本实用新型微型充电器第三实施例的电路板顶面元件位置图；

图16是本实用新型微型充电器第三实施例的电路板底面元件位置图；

图17是本实用新型微型充电器第三实施例的装配图；

图18是本实用新型微型充电器第四实施例的电路板结构示意图；

图19是本实用新型微型充电器第四实施例的电路板插件元件立体示意图；

图20是本实用新型微型充电器第四实施例的电路板顶面元件位置图；

图21是本实用新型微型充电器第四实施例的电路板底面元件位置

图22是本实用新型微型充电器第四、五实施例的外壳结构示意图

图23是本实用新型微型充电器第四实施例的装配图；

图24是本实用新型微型充电器第五实施例的电路板结构示意图；

图25是本实用新型微型充电器第五实施例的电路板插件元件立体示意图；

图26是本实用新型微型充电器第五实施例的电路板顶面元件位置图；

图27是本实用新型微型充电器第五实施例的电路板底面元件位置图；

图28是本实用新型微型充电器第五实施例的装配图；

图29是本实用新型微型充电器第一、二实施例的电路图；

图30是本实用新型微型充电器第三实施例的电路图；

图31是本实用新型微型充电器第四实施例的电路图；

图32是本实用新型微型充电器第五实施例的电路图；

图33是本实用新型微型充电器实施例中UL插脚示意图；

图34是本实用新型微型充电器实施例中VDE插脚示意图；

图35是本实用新型微型充电器实施例中变压器初级线圈屏蔽示意图；

图36是本实用新型微型充电器实施例中变压器整体屏蔽示意图；

图37是本实用新型微型充电器实施例中变压器整体绝缘密封示意图；

图38是本实用新型微型充电器实施例中功率开关管屏蔽示意图。

具体实施方式

实施例一

如图1、2、3、4、5及6所示，在本实用新型的微型充电器第一实施例中，该微型充电器包括外壳，电路板组件和UL交流插头，电路板为具有贴片面和插件面的双面印刷电路板，电路板的插件面装配充电电路的分立插件元件，电路板的贴片面装配充电电路的分立贴片元件。

其中，图1是本实用新型第一实施例电路板外形结构图，图4及图5是第一实施例的电路板正面及反面元件位置图，电路板贴片面和插件面存在爬电距离不符合安全规定的地方，设有贯穿的开槽21和开槽22，在外壳1内侧相对应的位置延伸绝缘挡板11、绝缘挡板12和绝缘挡板13，电路板装入外壳，外壳的绝缘挡板11、绝缘挡板12和绝缘挡板13插向PCB印刷电路板，绝缘挡板11插进电路板的开槽21，绝缘挡板12插进电路板的开槽22。

本实施例插件立体示意图2中元件与元件之间相互位置采用特定的优选固定规律进行布局，即每个元件前后左右相邻元件的相对位置都不改变，是互相依在一起的，元件的布局受到相邻元件的相对位置约束，不随任何转动角度和方向的改变而改变。在图2中，L是交流输入的相线，N是交流输入的零线，F1是保险丝，VR1是并联在两个交流输入端上的压敏电阻，L1是串联在保险丝F1之后的输入滤波电感，C1、C6分别是连接在L1两端的滤波电容，Q2是连接在变压器T1初级的高频开关管，C11是连接在变压器T1初次级的地之间的安规电容，D3是连接在变压器T1次级的整流二极管，C10、C10A是连接在整流二极管D3的阴极与地之间的滤波电容，L2是连接在整流二极管D3的阴极与直流输出滤波电容C13之间的滤波电感，其中，保险丝F1和输入端电感L1之间是叠放。

本实施例的电原理图见图29。在本实施例中，UL交流插头的插脚L引线连接保险丝F1的电流进线端，在图3中绝缘挡板11的作用就是将电路板2上的保险丝F1电流进线端的焊点与保险丝F1后级电路的功率开关管Q2引脚焊点強制性绝缘，这是因为当UL交流插头与电路板装入外壳后，保险丝F1电流进线端的焊点与功率开关管Q2引脚的焊点很近，爬电距离不符合安全规定的要求。

同理，当UL交流插头与电路板装入外壳后，UL交流插头的插脚N引线与保险丝F1电流出线端、输入端电感L1引脚的焊点距离也很近，爬电距离不符合安全规定的要求，绝缘挡板13的作用就是把UL交流插头的插脚N引线与保险丝F1电流出线端、输入端电感L1引脚的焊点互相绝缘隔离。

若将UL交流插头替换成VDE交流插头，情况是一样的，此处不多叙述，UL和VDE插头的结构，见图33和图34。

变压器T1初级电路为图29所示的虚线框A内电路，次级电路为图29所示的虚线框B内电路，由于变压器T1初级电路中的贴片元件R7、C3、C9、Q1和插件元件C6与次级电路中的贴片元件R18、R14、R15、R16和插件元件C13、L2的引脚焊点相隔距离很近，爬电距离不符合安全规定的要求，所以设置绝缘挡板12。

变压器T1的磁芯选用功耗低的磁芯材料，以便获得本实用新型整机功效的提高，限制发热，解决温度上升的问题。

由于变压器T1初级元件和次级元件装配紧密、相碰，高低压电路的绝缘电阻和抗电強度就会降低，如图37所示，变压器T1采用端封制作工艺，变压器T1基体的大半部份密封包裹绝缘胶材料5，从而，有效地提高高低压电路的绝缘电阻和抗电強度。

本实施例采取了抑制噪声传导与电磁场辐射干扰的措施，对变压器T1进行双重屏蔽：如图35所示，变压器T1的一次线圈包裹紫铜箔6，以屏蔽电磁场辐射；如图36所示，绕制完成后的线包与磁芯装配后再包裹紫铜箔7。另外，如图38所示，功率开关管Q2的基体用紫铜箔8包裹或半包裹，以此屏蔽电磁场辐射。

实施例二

本实用新型的第二实施例与第一实施例相比，其电原理图是一样的，见图29，都是由分立元件组成的充电器。不同之处在于，第二实施例的电路板布局时将图8中的电感L1平放并靠近了功率开关管Q2，这个变化导致了图7中的开槽21形状上的变化，同样，由于要适应上述开槽21，也导致了外壳上的绝缘挡板11的变化，见图7、8、9、10、11及12。插件立体示意图8中元件与元件之间相互位置采用特定的优选固定规律进行布局，即每个元件前后右左相邻相对位置都不改变，是相互相依在一起的，，元件的布局受到相邻元件的相对位置约束，不受任何转动角度和方向的改变而改变。在图10中，元件的标号与图2相同，在此不再重复，保险丝F1和输入端电感L1之间平放，第二实施例的其余部分与第一实施例相同。

实施例三

在本实用新型的第三实施例中，采用了集成电路作为高频斩波部分，即连接在变压器初级的部分，其电原理图见图30。第三实施例中的电路板上的开槽与外壳上的绝缘挡板则与第二实施例相同，见图13、14、15、16及17，其中，图13是本实用新型第三实施例电路板外形结构图，图15及图16是第三实施例的电路板正面及反面元件位置图。插件立体示意图14中元件与元件之间相互位置采用特定的固定規律进行布局，即每个元件前后右左相邻相对位置都不改变，是相互相依在一起的，元件的布局受到相邻元件的相对位置约束，不受任何转动角度和方向的改变而改变，在图14中，L是交流输入的相线，N是交流输入的零线，F1是保险丝，VR1是并联在两个交流输入端上的压敏电阻，L1是串联在保险丝F1之后的输入滤波电感，C1、C2分别是连接在L1两端的滤波电容，IC2是连接在变压器T1初级的集成电路，C11是连接在变压器T1初次级的地之间的安规电容，D3是连接在变压器T1次级的整流二极管，C10、C10A是连接在整流二极管D3的阴极与地之间的滤波电容，L3是连接在整流二极管D3的阴极与直流输出滤波电容C13之间的滤波电感，其中，集成电路IC2与电感L2之间是叠放。在本实用新型第三实施例中，其交流插头与整流滤波部分的隔离、变压器初、次级之间的隔离，均与第一实施例相同，

实施例四

见图18、19、20、21、22及23，本实用新型的第四实施例与第二实施例相比，也是由分立元件组成的充电器，电原理见图31。不同之处在于，实施例四的次级供电电压引出方法不是实施例一、实施例二或实施例三那样直接用导线引出.而是增加了一直流插座DCT，并通过这个转接座把輸出电压/电流传送到被充电的电器上，由于这个插座的增加，本实施例与实施例一、实施例二或实施例三相比，电路图(见图31)中的D3、C10、C10A、L2和C13放置在电路板上的位置发生变化(见图19)、电路板结构外形(见图18)有变化，外壳结构也发生变化(见图22)，插件立体示意图19中，元件与元件之间相互位置采用特定的优选固定規律进行连接，即每个元件前后右左相邻相对位置不都不改变，是相互相依在一起的，，元件的布局受到相邻元件的相对位置约束，不受任何转动角度和方向的变化而改变，在图19中，元件标号与图2相同(除直流插座DCT外)，其中保险丝F1和输入端电感L1之间平放，除上述提到的不同之处外，第四实施例的其余部分与第一实施例相同。

实施例五

在本实用新型的第五实施例中，与第四实施例相比采用了集成电路作为高频斩波部分，即连接在变压器初级的部分，其电原理图见图32。第五实施例中的电路板上的开槽与外壳上的绝缘挡板则与第四实施例相同，见图24、25、26、27及28，插件立体示意图25中元件与元件之间相互位置采用特定的固定規律进行布局，即每个元件前后右左相邻相对位置不都不改变，是相互相依在一起的，元件的布局受到相邻元件的相对位置约束，不受任何转动角度和方向的改变而改变，在图25中，元件标号与图14相同(除直流插座DCT外)，其中IC2与电感L2之間是叠放。除上述提到的不同之处外，第五实施例的其余部分与第三实施例相同。

在第一、二、三、四、五实施例中，图29、30、31、32电路图中输入电解电容C1、C6的选取是根据整机输出功率大小决定的，可以是二个都用，也可以只用其中一个，同样，输出电容C13、C10、C10A也可以是三个都用、也可以只用其中二个、或者只用其中一个，依据输出电压纹波值大小而定。在整机指标要求不严的条件下也可以不用电容C11、压敏电阻VR1、输入端电感L1和输出端电感L2。本实施例的整流二极管D3选用插件元件，也可以貼片元件，如果选用貼片元件，则整流二极管D3的放置位置是貼焊在输出电容C10的旁边。所有插件元件装配高度控制在7.5-8.5MM之内，以此追求插件元件所占外壳内侧空间最大。实现外壳尺寸厚度小于2.0厘米.长度4.3厘米.宽度3.5厘米的实用新型技术微型充电器。

Claims (10)

1、一种微型充电器，包括装焊有电路元件的电路板、连接于所述电路板输入端的交流插头及容纳所述电路板的外壳，所述电路板上包括依次连接的输入整流部分、高频斩波部分、变压器及输出整流滤波部分的电路元件，其特征在于，在所述线路板上插件元件位置的相对固定以及输入整流部分与高频斩波部分之间或/和变压器的初级与次级之间至少有一开槽；所述外壳内表面在与上述槽位相对应的地方有与所述槽位相适配的、向内的绝缘挡板，当电路板放入外壳时，所述绝缘挡板穿过与其对应的、电路板上的槽位。

2、根据权利要求1所述的微型充电器，其特征在于，所述插件元件位置相对固定包括插件元件面所有元件之間前后左右固定依次排列。

3、根据权利要求2所述的微型充电器，其特征在于，所述开槽包括输入整流部分与高频斩波部分之间的第一开槽，将交流输入的连接点及与其相连的元件与高频斩波部分的功率开关管或专用集成电路部分地分隔开；所述外壳内表面的绝缘挡板包括与第一开槽相适配的第一绝缘挡板。

4、根据权利要求3所述的微型充电器，其特征在于，所述开槽包括电路板上变压器的初级与次级之间的第二开槽，由电路板边缘开始向所述变压器初、次级之间延伸到变压器在电路板上正投影位置之内，将所述变压器初级与次级及其连接的输出整流滤波输出部分分隔开；所述外壳内表面的绝缘挡板包括与第二开槽相适配的第二绝缘挡板。

5、根据权利要求4所述的微型充电器，其特征在于，所述外壳内表面还包括向内的、装配时位于所述交流插头接线端与线路板上输入整流部分之间的第三绝缘挡板。

6、根据权利要求1-5任一项所述的微型充电器，其特征在于，所述交流插头设有基座，交流插头的基座边缘和外壳安装所述基座的位置的内侧边缘设有互相配合的镶嵌结构。

7、根据权利要求6所述的微型充电器，其特征在于，所述互相配合的镶嵌结构包括外壳所述内侧边缘设有安装凹槽/凸棱，交流插头的基座边缘设有凸棱/凹槽，交流插头的基座边缘凸棱/凹槽镶嵌/包围外壳内侧边缘的安装凹槽/凸棱。

8、根据权利要求7所述的微型充电器，其特征在于，所述变压器的初级线圈用金属屏蔽层屏蔽；所述变压器的线包与磁芯整体用金属屏蔽层屏蔽；该变压器的基体外部用绝缘胶材料密封；所述高频斩波部分的功率开关管用金属屏蔽层屏蔽；所述金属屏蔽层为紫铜箔或直径为0.05毫米至0.1毫米的铜线绕组。

9、根据权利要求8所述的微型充电器，其特征在于，所述变压器位于电路板中部，其初级一侧电路板一端放置高频斩波部分的元件，另一端放置输入整流部分元件；所述变压器次级一侧放置输出整流滤波部分元件；所述元件互相紧贴，相对位置固定。

10、根据权利要求9所述的微型充电器，其特征在于，所述输入整流部分包括依次连接的保险丝、整流桥堆及输入电感；所述高频斩波部分包括连接在所述变压器初级的高频开关三极管或专用集成电路；所述输入电感叠放/平放于所述保险丝之上/之旁或叠放于所述专用集成电路之上。

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