CN221127555U - 一种小体积大输出功率电源堆叠结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小体积大输出功率电源堆叠结构，所述电源堆叠结构包括六块PCB板，六块PCB板把同类的元器件布置到一起，把电源堆叠结构分成六个互不干扰的部分，使得强弱电进行分开摆放，各个PCB板无电磁干扰，通过合理设计使本来有高低差异的器件中，高度低的功率器件上方的空间被合理利用，初级与次级之间设有隔断空间，从而满足安规的爬电距离要求，隔断的空间被充分利用，不浪费。

Description

一种小体积大输出功率电源堆叠结构

技术领域

本实用新型涉及电源结构设计领域，特别是涉及一种小体积大输出功率电源堆叠结构。

背景技术

随着电子产品使用数量及使用频率的增加，导致充电端口的使用频率逐步增加，此时对于体积小，多口充电以及充电时间短的产品需求会变得越来越迫切。目前，市面上充电器的充电方式主要有两种：一种是有快充功能，但是充电功率不够高，导致充电时间长以及兼容性差，同时体积普遍较大，携带不便捷，另一种虽体积做的小，但是输出单一，基本无快充功能，兼容性非常差。

在现有的电子充电器中，大多数功率器件都是布置在一块PCB板上，初级与次级之间设有隔断空间，用来满足安规的距离要求。因此，隔断的空间不能被利用，导致空间浪费；另外PCB上的器件有高低差异，高度低的功率器件上方的空间不能被合理利用，这也会造成空间的浪费。

实用新型内容

针对上述现有技术，本实用新型的目的在于提供一种小体积大输出功率电源堆叠结构,利用高功率密度元器件，通过完美的堆叠方式将功率电源的尺寸进行压缩，从而达到体积小，携带方便，输出功率高，达到满足电子产品的超级快充需求的目的。

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案是：

一种小体积大输出功率电源堆叠结构，包括六块PCB板，六块PCB板具体包括：

第一PCB板，包括EMC电路，滤波电感、X电容、保险丝、共模电感；

第二PCB板，包括滤波电路、变压器电路、PWM电路，桥堆、CBB电容、输入电解电容、变压器、PFC电感、插件电感、驱动芯片、VCC电容、功率MOS管、第一光耦、Y电容、贴片端子；

第三PCB板，包括同步整流电路、光耦反馈电路、协议控制电路，输出MOS管、MOS管、输出固态电容、第一协议芯片、第二光耦、贴片电容、贴片Y电容；

第四PCB板，包括第一DC输出电路，第二输出电容、第二协议芯片、USB-A口MOS管，USB-A口；

第五PCB板和第六PCB板结构相同，都包括：第二DC输出电路，TYPE-C口MOS管和TYPE-C口；

六块PCB板组合为一个六面体结构，所述六面体结构中，第二PCB板与第三PCB板分别设于顶部和底部，第一PCB板位于六面体结构的侧面，第四PCB板、第五PCB板和第六PCB板并行排列位于第一PCB板所在侧面的对面。

优选的，电源堆叠结构设置有两个PIN针，所述PIN针、第六PCB板、第五PCB板、第四PCB板、从前至后依次并行排列。

优选的，第二PCB板上，变压器、PFC电感、VCC电容排列于第二PCB板中间部分，输入电解电容设置于第二PCB板左边上半部分；桥堆、插件电感、CBB电容、驱动芯片、功率MOS管、第一光耦，Y电容集中布置在第二PCB板的左边下半部分。

优选的，第二PCB板左边下半部分设置有延展部，所述延展部设置有第一卡槽；第一PCB板设置有与第一卡槽相对应的第一凸起部。

优选的，第二PCB板的右边上半部分从上至下依次设置有第一A口卡槽、第二A口卡槽、第一C口卡槽、第二C口卡槽；第五PCB板、第六PCB板分别设置有与第一C口卡槽、第二C口卡槽相对应的第二凸起部、第三凸起部；其中第一A口卡槽、第二A口卡槽并行排列；所述第三PCB板的右边上部分设置有并行排列的第三A口卡槽、第四A口卡槽，第四PCB板一端设置有与第一A口卡槽、第二A口卡槽相对应的第四凸起部、第五凸起部，另一端设置有与第三A口卡槽、第四A口卡槽相对应的第六凸起部、第七凸起部。

优选的，输出固态电容、第一协议芯片设置于第三PCB板反面的右边下半部分，与第二PCB板的右边下半部分、第四PCB板、第五PCB板和第六PCB板形成的空腔部分相对应；输出MOS管、MOS管、贴片电容、贴片Y电容、第二光耦设置在第三PCB板正面。

优选的，输入电解电容卧置，其表面缠绕胶带绝缘，且顶部套有白色绝缘帽。

优选的，变压器的初级输入侧连接第二PCB板，次级输出侧连接第三PCB板。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型所提供的电源堆叠结构的元器件基本采用贴片材料及高功率密度元器件，结构上采用上下板元器件镶嵌的方式堆叠，由此减小元器件所占用的内部空间；通过六块PCB板将不同电路连接组合起来，进一步提高产品内部的空间利用率，所述电源堆叠结构具有内部结构紧凑，使用方便，具有体积小，输出功率高，输出功率稳定，频率稳定的特点，不但具有多路输出直流电压的功能，而且具有输出电压稳定可靠、精度高等特点，具有良好的经济效益和社会效益，适宜推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的优选实施例，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为本实用新型实施例提供的电源堆叠结构整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的电源堆叠结构拆分结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的电源堆叠结构功能逻辑示意图；

图4为本实用新型实施例提供的电源堆叠结构充电逻辑示意图。

图中，1第一PCB板、2第二PCB板、3第三PCB板、4第四PCB板、5第五PCB板、6第六PCB板、7第一卡槽、8第一A口卡槽、9第二A口卡槽、10第一C口卡槽、11第二C口卡槽、12第一凸起部、13第二凸起部、14第三凸起部、15第四凸起部、16第五凸起部、17延展部、18保险丝、20共模电感、21X电容、22桥堆、23CBB电容、24变压器、25插件电感、26输入电解电容、27VCC电容、28贴片端子、29PFC电感、30贴片Y电容、31第二光耦、32输出MOS管、33MOS管、34贴片电容、35输出固态电容、36TYPE-C口MOS管、37TYPE-C口、38USB-A口，19第三A口卡槽、39第四A口卡槽、40第六凸起部、41第七凸起部。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所列举实施例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例1

参照图1和图2，一种小体积大输出功率电源堆叠结构，包括六块PCB板，六块PCB板具体包括：

第一PCB板1，包括EMC电路，滤波电感、X电容21、保险丝18、共模电感20；

第二PCB板2，包括滤波电路、变压器电路、PWM电路，桥堆22、CBB电容23、输入电解电容26、变压器24、PFC电感29、插件电感25、驱动芯片、VCC电容27、功率MOS管、第一光耦、Y电容、贴片端子28；

第三PCB板3，包括同步整流电路、光耦反馈电路、协议控制电路，输出MOS管32、MOS管33、输出固态电容35、第一协议芯片、第二光耦31、贴片电容34、贴片Y电容30；

第四PCB板4，包括第一DC输出电路，第二输出电容、第二协议芯片、USB-A口MOS管，USB-A口38；第四PCB板4用于构成USB-A输出口；

第五PCB板5和第六PCB板6结构相同，都包括：第二DC输出电路，TYPE-C口MOS管36和TYPE-C口37；第五PCB板5和第六PCB板6构成TYP-C输出口；输出口有双TYPE-C口37和USB-A口38，满足多种需求模式且都具备快充功能，且满足输出在同一侧。

六个板块上的器件采用GNA高功率密度元器件，输出功率高达120Wmax，大大提升了电源的充电效率。

六块PCB板组合结构呈现为一个六面体，第二PCB板2与第三PCB板3为上下面，第一PCB板1位于六面体结构的侧面，第四PCB板4、第五PCB板5和第六PCB板6并行排列位于第一PCB板1所在侧面的对面。

对于第二PCB板和第三PCB板而言，以变压器高度为限制，第四PCB板、第五PCB板、第六PCB板和所有高度约同变压器的元件位于两块PCB板(第二PCB板和第三PCB板)之间，部分小体积元件如协议芯片在所有PCB板的正反面都有。

电源堆叠结构设置有两个PIN针，所述PIN针、第六PCB板6、第五PCB板5、第四PCB板4、从前到后依次并行排列，两个PIN针可以起到固定及稳定作用。

输入电解电容26卧置，其表面缠绕胶带绝缘，且顶部套有白色绝缘帽。整体高度以变压器为准，同时又满足相关安规距离要求。

变压器24的初级输入侧连接第二PCB板2，次级输出侧连接第三PCB板3。

初级与次级之间设有隔断空间，从而满足安规的爬电距离要求，隔断的空间被充分利用，不浪费。

实施例2

在前述实施例的基础上，本实施例与前述实施例的区别在于：

参照图3和图4，第二PCB板2上，变压器24、PFC电感29、VCC电容27排列于第二PCB板2中间部分，输入电解电容26设置于第二PCB板2左边上半部分；桥堆22、插件电感25、CBB电容23、驱动芯片、功率MOS管、第一光耦，Y电容集中布置在第二PCB板2的左边下半部分。把相同高度的元器件集中在一起，高度低的元器件形成的空间为其他板块提供了叠放空间。

第二PCB板2左边下半部分设置有延展部17，所述延展部17设置有第一卡槽7；第一PCB板1设置有与第一卡槽7相对应的第一凸起部12。

第二PCB板2的右边上半部分从上至下依次设置有第一A口卡槽8、第二A口卡槽9、第一C口卡槽10、第二C口卡槽11；第五PCB板5、第六PCB板6分别设置有与第一C口卡槽10、第二C口卡槽11相对应的第二凸起部13、第三凸起部14；其中第一A口卡槽8、第二A口卡槽9并行排列；所述第三PCB板3的右边上部分设置有并行排列的第三A口卡槽19、第四A口卡槽39，第四PCB板4一端设置有与第一A口卡槽8、第二A口卡槽9相对应的第四凸起部15、第五凸起部16，另一端设置有与第三A口卡槽19、第四A口卡槽39相对应的第六凸起部40、第七凸起部41。便于把充电输出口固定在第二PCB板和第三PCB板之间。

输出固态电容35、第一协议芯片设置于第三PCB板3反面的右边下半部分，与第二PCB板2的右边下半部分、第四PCB板4、第五PCB板5和第六PCB板6形成的空腔部分相对应；输出MOS管32、MOS管33、贴片电容34、贴片Y电容30、第二光耦31设置在第三PCB板3正面。

本实施例通过电源堆叠结构整体的固定方式、PCB板的形状和腔体的配合，变压器高度限制等，使得不同的元器件安装之后不与其他结构件产生干涉，且强弱电进行分开摆放，同类的元器件(如使用相同电压的元件)布置到一起，使PCB板无电磁干扰。

本实施例的整体电路特征：AC输入90-264VAC通过EMC电路和滤波电路滤除外界电网的高频脉冲对电源的干扰，同时也起到降低开关电源本身对外界的电磁干扰，同时形成直流电压；变压器电路通过PWM电路和光耦反馈电路的控制来传递能量；同步整流电路采用电阻低的功率MOSFET管，能大大降低整流器的损耗，提高DC/DC变换器的效率，满足低压、大电流整流的需要；协议控制电路根据输出电路连接的充电设备来智能化分配输出功率，达到快速充电的目的。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围以准。

Claims (8)

1.一种小体积大输出功率电源堆叠结构，其特征在于，包括六块PCB板，六块PCB板具体包括：

第一PCB板，包括EMC电路，滤波电感、X电容、保险丝、共模电感；

第二PCB板，包括滤波电路、变压器电路、PWM电路，桥堆、CBB电容、输入电解电容、变压器、PFC电感、插件电感、驱动芯片、VCC电容、功率MOS管、第一光耦、Y电容、贴片端子；

第三PCB板，包括同步整流电路、光耦反馈电路、协议控制电路，输出MOS管、MOS管、输出固态电容、第一协议芯片、第二光耦、贴片电容、贴片Y电容；

第四PCB板，包括第一DC输出电路，第二输出电容、第二协议芯片、USB-A口MOS管、USB-A口；

第五PCB板和第六PCB板结构相同，都包括：第二DC输出电路_、TYPE-C口MOS管、TYPE-C口；

六块PCB板组合为一个六面体结构，所述六面体结构中，第二PCB板与第三PCB板分别设于顶部和底部，第一PCB板位于六面体结构的侧面，第四PCB板、第五PCB板和第六PCB板并行排列位于第一PCB板所在侧面的对面。

2.根据权利要求1所述的一种小体积大输出功率电源堆叠结构，其特征在于，所述变压器的初级输入侧连接第二PCB板，次级输出侧连接第三PCB板。

3.根据权利要求1所述的一种小体积大输出功率电源堆叠结构，其特征在于，所述电源堆叠结构设置有两个PIN针，所述PIN针、第六PCB板、第五PCB板、第四PCB板，从前至后依次并行排列。

4.根据权利要求1所述的一种小体积大输出功率电源堆叠结构，其特征在于，所述输入电解电容卧置，其表面缠绕胶带绝缘，且顶部套有白色绝缘帽。

5.根据权利要求4所述的一种小体积大输出功率电源堆叠结构，其特征在于，所述第二PCB板上，变压器、PFC电感、VCC电容排列于第二PCB板中间部分，输入电解电容设置于第二PCB板左边上半部分；桥堆、插件电感、CBB电容、驱动芯片、功率MOS管、第一光耦，Y电容集中布置在第二PCB板的左边下半部分。

6.根据权利要求5所述的一种小体积大输出功率电源堆叠结构，其特征在于，所述第二PCB板左边下半部分设置有延展部，所述延展部设置有第一卡槽；第一PCB板设置有与第一卡槽相对应的第一凸起部。

7.根据权利要求5所述的一种小体积大输出功率电源堆叠结构，其特征在于，所述第二PCB板的右边上半部分从上至下依次设置有第一A口卡槽、第二A口卡槽、第一C口卡槽、第二C口卡槽；第五PCB板、第六PCB板分别设置有与第一C口卡槽、第二C口卡槽相对应的第二凸起部、第三凸起部；其中第一A口卡槽、第二A口卡槽并行排列；所述第三PCB板的右边上部分设置有并行排列的第三A口卡槽、第四A口卡槽，第四PCB板一端设置有与第一A口卡槽、第二A口卡槽相对应的第四凸起部、第五凸起部，另一端设置有与第三A口卡槽、第四A口卡槽相对应的第六凸起部、第七凸起部。

8.根据权利要求7所述的一种小体积大输出功率电源堆叠结构，其特征在于，所述输出固态电容、第一协议芯片设置于第三PCB板反面的右边下半部分，与第二PCB板的右边下半部分、第四PCB板、第五PCB板和第六PCB板形成的空腔部分相对应；输出MOS管、MOS管、贴片电容、贴片Y电容、第二光耦设置在第三PCB板正面。