ES2944603A1 - Estacion de carga inteligente de dispositivos electronicos - Google Patents

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Basarte Ignacio Busto
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Abstract

Estación de carga inteligente para dispositivos electrónicos, configurada para montarse en regletas eléctricas modulares y metálicas, que comprende una carcasa, un rectificador AC/DC, un transformador DC/DC, una lámina aislante eléctrica en forma de L, una lámina metálica conductora térmica, también en forma de L, dos almohadillas termo conductoras para facilitar la evacuación del calor desde el interior de la estación de carga, un conector de carga específico para cada tipo de terminal del cable cargador, un difusor luminoso que permite al usuario ver la luz generada en el interior de la carcasa y una tapa perforada para recibir el conector y el difusor luminoso.

Description

DESCRIPCIÓN
ESTACIÓN DE CARGA INTELIGENTE DE DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS
Sector de la técnica
La presente invención pertenece al sector eléctrico-electrónico, proponiendo una estación de carga inteligente para dispositivos electrónicos, es decir que se comunica con el dispositivo que se conecta en cada caso para proporcionar el voltaje de alimentación adecuado para dicho dispositivo, estando diseñada para montarse en una regleta eléctrica modular metálica de tamaño estándar (por ejemplo de una altura de 45 mm), con posibilidad de incorporar diferentes conectores de carga aptos para distintos dispositivos electrónicos.
Estado de la técnica
Los dispositivos electrónicos, como los teléfonos móviles, tablets, ordenadores portátiles, reproductores de música y otros, incorporan una batería que los alimenta sin necesidad de estar conectados constantemente a la red eléctrica comercial, pero dicha batería debe ser recargada cada vez que se agota su energía, para lo cual se utilizan unos cargadores enchufables a la red eléctrica, los cuales incorporan un pequeño transformador que adapta la energía eléctrica a las características del dispositivo electrónico que se tiene que alimentar. Los cargadores convencionales presentan, sin embargo, el inconveniente de que son relativamente voluminosos y pesados, además de que no son adaptables para los distintos tipos de dispositivos electrónicos, lo que puede significar que un usuario que necesite, por ejemplo, viajar con varios dispositivos electrónicos diferentes, como el teléfono móvil, el ordenador portátil, etc., deberá portar también los respectivos cargadores, lo cual resulta muy incómodo.
Existen tomas de conexión de corriente eléctrica empotradas que ofrecen una salida de corriente de 5V, con las cuales se consigue solventar el problema de los cargadores para los teléfonos móviles, ya que esa es la tensión adecuada para cargar estos dispositivos, de manera que el usuario solo tiene que disponer del cable de conexión para comunicar el dispositivo con el punto de carga, sin necesidad de portar el elemento cargador, ahorrando así peso y espacio. Pero esta solución solo es parcial, ya que la mencionada tensión de 5V no es adecuada para todos los dispositivos electrónicos recargables.
Se han desarrollado también tomas de conexión inteligentes, en las cuales se incorpora un chip que detecta el tipo de dispositivo que es conectado a la toma de carga, actuando el chip sobre un transformador que ofrece la tensión eléctrica de salida adecuada para el dispositivo conectado, mediante un protocolo de comunicación que se conoce como "Power Delivery”. Estas tomas de carga inteligentes disponen de dos etapas de transformación, una primera etapa que modifica la tensión eléctrica alterna convencional de 230V de la red comercial, a una tensión eléctrica continua de 325V rectificada, y una segunda etapa que modifica la tensión eléctrica continua de 325V, convirtiéndola en la tensión eléctrica continua deseada, cuyos valores habituales suelen ser 5V, 9V, 15V y 20V.
Esta solución consigue atajar el problema de la adaptación de la tensión eléctrica de alimentación para los distintos tipos de dispositivos electrónicos que puede ser necesario recargar, pero la configuración que se emplea en dichas tomas de carga inteligentes convencionales trae consigo el inconveniente de tener que aumentar el número de elementos eléctricos y electrónicos componentes, lo cual deriva en un aumento sustancial de la temperatura en el espacio cerrado muy pequeño de la unidad de las tomas de carga, lo que implica un deterioro muy rápido de los componentes en caso de no ser evacuado adecuadamente el calor, ocasionando la parada del equipo al entrar en estado de emergencia térmica.
Para evitar ese problema, dichas tomas de carga inteligentes se suelen configurar con las etapas de transformación separadas, lo cual supone, a su vez, el inconveniente de ocupar mucho volumen.
Por otro lado, dichas tomas de carga inteligentes convencionales no son adaptables a las regletas estándar de montaje (por ejemplo de 45 mm de alto), ya que el tamaño necesario de la toma de carga es tan reducido que en su poco espacio interior el calor generado aceleraría sensiblemente el envejecimiento del sistema.
Objeto de la invención
De acuerdo con la presente invención se propone una estación de carga inteligente para dispositivos electrónicos, la cual se ha desarrollado con una disposición de sus elementos electrónicos componentes que permite lograr en un espacio muy reducido la disipación del calor interior óptimamente, evitando que el sistema resulte dañado.
Esta estación de carga inteligente objeto de la invención comprende una carcasa en cuyo interior se disponen dos placas de circuito impreso, las cuales incorporan, respectivamente, un rectificador AC/DC y un transformador DC/DC, disponiéndose una lámina metálica, la cual incorpora fijadas a ella dos almohadillas termo conductoras, una estableciendo contacto con el transformador DC/DC y la otra haciendo contacto con una regleta metálica de montaje en la que se incorpora la estación de carga inteligente, de modo que el calor que genera el transformador DC/DC se transmite eficazmente hasta la regleta de montaje, a través de la cual se disipa de manera efectiva.
Entre el conjunto del rectificador AC/DC y transformador DC/DC y la lámina metálica se dispone una lámina aislante, la cual protege eléctricamente al conjunto de rectificador/transformador, poseyendo dicha lámina aislante una abertura, a través de la cual se establece el contacto térmico entre la lámina metálica y el transformador DC/DC por medio de la correspondiente almohadilla termo conductora, para transmitir hacia el exterior el calor que genera ese transformador DC/DC.
Con este diseño, dentro de la carcasa de la estación de carga pueden incorporarse el rectificador AC/DC y el transformador DC/DC, sin que el calor que genera el transformador DC/DC afecte al sistema, ya que dicho calor se evacua al exterior y no queda retenido en el interior, pudiendo tener la estación de carga un tamaño reducido adecuado para insertarla en regletas estándar como un módulo desmontable, junto con otros módulos que pueden ser de conexión eléctrica, de transmisión de datos, etc., con posibilidad de sustituir la estación de carga por otras de distinta tensión de salida o sustituirla por un módulo de cualquier otro tipo de conexión.
Por lo tanto, la particular disposición de los elementos componentes en esta estación de carga inteligente aporta la ventaja de evacuar muy eficazmente el calor que genera el conjunto funcional en el reducido espacio interior de la carcasa que aloja a los elementos electrónicos componentes, evitando que el sistema entre en parada de emergencia por alta temperatura y que los elementos componentes sufran un rápido deterioro.
Con ello se logra también, indirectamente, la ventaja de que los usuarios no tienen necesidad de portar múltiples cargadores para diferentes dispositivos electrónicos que puedan tener que cargar, ni portar cargadores o estaciones de carga voluminosos.
Con la realización mencionada, la estación de carga inteligente objeto de la invención puede implementarse con cualquier tipo de conector de los que son convencionales para la conexión de los dispositivos electrónicos a cargar, estando prevista, de manera preferente, pero sin carácter limitativo, la incorporación de un conector tipo "C” , que es un tipo estándar que se está imponiendo, cada vez más, para la conexión de carga de los dispositivos electrónicos.
Descripción de las figuras
A modo ilustrativo y no limitativo, para mejor comprensión de las características de la invención se aporta una representación gráfica, en donde:
La figura 1 muestra una perspectiva explosionada de la estación de carga inteligente objeto de la invención, pudiendo observarse el conjunto de los elementos componentes en su disposición correlativa de montaje.
La figura 2 muestra una perspectiva de la estación de carga una vez montada con sus elementos en el interior de la carcasa.
Descripción detallada de la invención
El objeto de la invención se refiere a una estación de carga inteligente para recargar la batería de dispositivos electrónicos, como teléfonos móviles, ordenadores portátiles, etc., estando prevista para incorporarse en una regleta metálica estándar de conexiones (no representada), junto con otros módulos, de conexión eléctrica, de conexión de datos, etc., comprendiendo una carcasa (1), la cual en su interior posee unas conformaciones (1.1) a modo de ranuras paralelamente situadas, entre las cuales se disponen unas placas de circuito impreso (2), incorporando una de ellas un rectificador AC/DC (2.1) y la otra un transformador DC/DC (2.2).
En relación con el conjunto del rectificador AC/DC (2.1) y el transformador DC/DC (2.2) se dispone una lámina metálica (6) en forma de ángulo diedro, la cual incorpora fijada a una de sus alas una almohadilla termo conductora (5), por medio de la cual hace contacto con el transformador DC/DC (2.2), mientras que en la otra ala dicha lámina metálica (6) incorpora fijada otra almohadilla termo conductora (7), mediante la cual hace contacto con la regleta metálica en la que se monta la estación de carga.
En esa disposición, entre la mencionada lámina metálica (6) y el conjunto del rectificador AC/DC (2.1) y transformador DC/DC (2.2) se intercala una lámina aislante (3), la cual protege eléctricamente a dicho conjunto del rectificador AC/DC (2.1) y transformador DC/DC (2.2), estando prevista dicha lámina aislante (3) también con una forma de ángulo diedro, poseyendo en una de las alas una abertura (4), a través de la cual se establece el contacto, por medio de la correspondiente almohadilla termo conductora (5), entre la lámina metálica (6) y el transformador DC/DC (2.2), mientras que el contacto, por medio de la respectiva almohadilla termo conductora (7), entre la lámina metálica (6) y la regleta metálica de montaje de la estación de carga, se establece a través de una abertura que presenta la carcasa (1) en la base inferior.
De este modo, el calor que genera el transformador DC/DC (2.2) se transmite a través de la almohadilla termo conductora (5) a la lámina metálica (6), desde la cual se transmite a través de la almohadilla termo conductora (7) hasta la regleta metálica de montaje de la estación de carga, disipándose en el exterior, por lo que dicho calor no queda retenido en el interior de la estación de carga, evitándose así que dicho calor pueda deteriorar el sistema funcional y los elementos electrónicos que componen la estación de carga.
La carcasa (1) de la estación de carga se cierra en la parte superior con una tapa (8), la cual posee una abertura (8.1) por la que asoma un conector (9), el cual se dispone rodeado por un difusor luminoso (10) para poder observar la luz que se produce en el interior de la estación de carga, como se puede ver en la figura 2. El conector (9) puede ser de cualquier tipo convencional de los que se utilizan para la conexiones de carga de los dispositivos electrónicos, pero de manera preferente, sin que sea limitativo, se prevé un conector tipo "C”, cuya utilización se está imponiendo, cada vez más, en dichas conexiones de carga de los dispositivos electrónicos.
La estación de carga inteligente comprende un chip (no representado) que se comunica con el dispositivo electrónico que se conecta a la estación de carga y le identifica conectándose a su vez a otro chip que controla el transformador DC/DC (2.2) para ajustar la tensión de salida a la que sea adecuada para dicho dispositivo electrónico.

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. - Estación de carga inteligente para dispositivos electrónicos, comprendiendo una carcasa (1) adecuada para el montaje en regletas metálicas estándar de conexiones, dentro de la cual se disponen un rectificador AC/DC (2.1) y un transformador DC/DC (2.2), yendo conectado al transformador DC/DC (2.2) un chip de comunicación con el dispositivo electrónico que se conecte a la estación de carga, caracterizada porque en el interior de la carcasa (1) se disponen unas placas de circuito impreso (2) paralelas entre sí, las cuales incorporan, respectivamente, al rectificador AC/DC (2.1) y al transformador DC/DC (2.2), comprendiendo una lámina metálica (6), la cual incorpora fijadas a ella, una almohadilla termo conductora (5) mediante la que hace contacto con el transformador DC/DC (2.2) y otra almohadilla termo conductora (7) mediante la que hace contacto con la regleta metálica en la que se monta la estación de carga, mientras que entre la lámina metálica (6) y el conjunto del rectificador AC/DC (2.1) y transformador DC/DC (2.2) se incorpora intercalada una lámina aislante (3) que protege eléctricamente a dicho conjunto del rectificador AC/DC (2.1) y transformador DC/DC (2.2).
2. - Estación de carga inteligente para dispositivos electrónicos, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizada porque la carcasa (1) posee en su interior unas conformaciones (1.1) a modo de ranuras, entre las cuales se disponen las placas de circuito impreso (2).
3. - Estación de carga inteligente para dispositivos electrónicos, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la lámina metálica (6) tiene forma de ángulo diedro, incorporando fijada en una de sus ala la almohadilla termo conductora (5) de contacto con el transformador DC/DC (2.2) y en la otra ala la almohadilla termo conductora (7) de contacto con la regleta metálica de montaje de la estación de carga.
4. - Estación de carga inteligente para dispositivos electrónicos, de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizada porque la lámina aislante (3) tiene forma de ángulo diedro, poseyendo en una de sus alas una abertura (4), a través de la cual se establece el contacto de la lámina metálica (6), por medio de la almohadilla termo conductora (5), respecto del transformador DC/DC (2.2).
5. - Estación de carga inteligente para dispositivos electrónicos, de acuerdo con las reivindicaciones 3 o 4, caracterizada porque la carcasa (1) posee en la base inferior una abertura, a través de la cual se establece el contacto de la lámina metálica (6), por medio de la almohadilla termo conductora (7), respecto de la regleta metálica de montaje de la estación de carga.
6.- Estación de carga para dispositivos electrónicos, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la carcasa (1) se cierra en la parte superior con una tapa (8), la cual posee una abertura (8.1), por la que asoma un conector (9).
7.- Estación de carga para dispositivos electrónicos, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el conector (9) está rodeado por un difusor luminoso (10).
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