TWM531691U - 電源適配器 - Google Patents

Description

電源適配器

本新型係有關於一種電源變換裝置，且特別是有關於一種電源適配器。

傳統的電源適配器是採用一塊印刷電路板，並將分立的插件元件配置在印刷電路板上所組裝而成。由於分立插件元件之各元件間的高度、形狀不同，在組裝時會造成空間上的浪費而限制了電源適配器之小型化，此外，需要大量人工作業來進行電源適配器之組裝，不利於自動化生產。再者，變壓器通常位於電源適配器中央，除不利於散熱外，傳統採用繞線式之變壓器亦需人工作業才能完成組裝，不利於自動化生產。

由此可見，上述現有的方式，顯然仍存在不便與缺陷，而有待改進。為了解決上述問題，相關領域莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來仍未發展出適當的解決方案。

新型內容旨在提供本揭示內容的簡化摘要，以使閱讀者對本揭示內容具備基本的理解。此新型內容並非本揭示內容的完整概述，且其用意並非在指出本新型實施例的重要/關鍵元件或界定本新型的範圍。

本新型內容之一目的是在提供一種電源適配器，藉以改善先前技術的問題。

為達上述目的，本新型內容之一技術態樣係關於一種電源適配器，此電源適配器包含主電氣單元、變壓器單元及母線電容單元。主電氣單元配置於第一平面。變壓器單元配置於主電氣單元上並位於第二平面。上述第一平面垂直於第二平面。主電氣單元與變壓器單元形成容納空間。母線電容單元包含至少一個母線電容。母線電容單元配置於容納空間。

為達上述目的，本新型內容之另一技術態樣係關於一種電源適配器，此電源適配器包含主電氣單元、變壓器單元及母線電容單元。變壓器單元配置於電源適配器之外側。主電氣單元與變壓器單元形成容納空間。母線電容單元包含至少一個母線電容。母線電容單元配置於容納空間。

因此，根據本新型之技術內容，本新型實施例藉由提供一種電源適配器，藉以改善電源適配器進行小型化設計而不利於散熱的問題，且改善傳統的電源適配器之分立插件元件在組裝時會造成空間上的浪費而限制電源適配器之小型化的問題，並改善採用分立插件元件來組裝電源適配器，需要大量人工作業而不利於自動化生產的問題，尚且進一步改善傳統採用繞線式之變壓器亦需人工作業才能完成組裝而不利於自動化生產的問題。

在參閱下文實施方式後，本新型所屬技術領域中具有通常知識者當可輕易瞭解本新型之基本精神及其他新型目的，以及本新型所採用之技術手段與實施態樣。

為了使本揭示內容的敘述更加詳盡與完備，下文針對了本新型的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述；但這並非實施或運用本新型具體實施例的唯一形式。實施方式中涵蓋了多個具體實施例的特徵以及用以建構與操作這些具體實施例的方法步驟與其順序。然而，亦可利用其他具體實施例來達成相同或均等的功能與步驟順序。

除非本說明書另有定義，此處所用的科學與技術詞彙之含義與本新型所屬技術領域中具有通常知識者所理解與慣用的意義相同。此外，在不和上下文衝突的情形下，本說明書所用的單數名詞涵蓋該名詞的複數型；而所用的複數名詞時亦涵蓋該名詞的單數型。

另外，關於本文中所使用之「耦接」，可指二或多個元件相互直接作實體或電性接觸，或是相互間接作實體或電性接觸，亦可指二或多個元件相互操作或動作。

電源適配器通常包括一隔離變換器，隔離變換器包括一變壓器、初級側電路、次級側電路及控制電路。通常初級側電路包括主功率開關管、主功率開關管驅動電路及主控制器，次級側電路包括整流開關管、次級側控制器及輸出電容等。

第1A圖係依照本新型一實施例繪示一種電源適配器的組裝示意圖。如圖所示，電源適配器100包含主電氣單元110、變壓器單元120及母線電容單元130，變壓器單元120包含一變壓器121。主電氣單元110配置於第一平面(如：配置於XY平面)。變壓器單元120配置於主電氣單元110上並位於第二平面(如：配置於XZ平面)。上述第一平面(如：XY平面)垂直於第二平面(如：XZ平面)，並於主電氣單元110與變壓器單元120間形成容納空間190。母線電容單元130可配置於容納空間190。

在一實施例中，請參閱第1A圖，主電氣單元110包含至少一固定槽，如固定槽112、114，相應地，變壓器單元120包含至少一固定部，如固定部122、124。上述固定部用以與對應的固定槽接合，例如固定部122與對應的固定槽112接合，而固定部124與對應的固定槽114接合，以將變壓器單元120固定於主電氣單元110上。在一實施例中，變壓器單元120與主電氣單元110通過固定部122、124和固定槽112、114形成電氣連接。在又一實施例中，主電氣單元110包含至少一固定孔118，母線電容單元130包含至少一固定柱132，上述固定柱132用以與對應的固定孔118接合，以將母線電容單元130固定於主電氣單元110上。在一實施例中，母線電容單元130與主電氣單元110通過固定柱132和固定孔118形成電氣連接。組裝完成之電源適配器100請參閱第1B圖。如第1B圖所示，本案之電源適配器100構成一立體結構，如本實施例為一長方體結構，且由第1B圖可以看出，此立體結構內的空間充分被利用，使電源適配器100之體積得以縮小以滿足小型化的需求。

此外，變壓器是電源適配器100最主要的發熱元件，如第1B圖所示，本案將變壓器單元120配置於整體電源適配器100的外側，因此，十分利於變壓器單元120直接對外散熱。前述變壓器單元120配置於電源適配器100的外側，表示變壓器單元120位於電源適配器100內部的最外側區域(或稱最外圍區域)，以利變壓器單元120對外散熱。再者，基於母線電容單元130本身不易發熱之特性，本案將母線電容單元130配置於緊鄰變壓器單元120之位置，以藉由母線電容單元130進一步將變壓器單元120的熱傳導至封裝殼體（本案未示出）。因此，本案即可實現電源適配器100的小型化設計，且能解決散熱的問題。

再者，本案之電源適配器100採用單元化的配置方式，將母線電容配置為一單元(如：母線電容單元130)，將變壓器121及相關的元件配置為一單元(如：變壓器單元120)，再將其餘元件配置為一單元(如：主電氣單元110)，如此，採用單元化配置之後，將各單元組裝即可構成如第1B圖所示的電源適配器100，大大減少人工作業，十分利於自動化生產。

如第1A圖所示，本案變壓器單元120內的變壓器採用扁平變壓器，其線圈採用印刷電路板設計，印刷電路板通常為多層板，且印刷電路板內鋪銅較多，進一步利於變壓器單元120的散熱。此外，其線圈亦可以採用其他方式，如採用線餅，端視實際需求而定，如此一來，由於本案採用扁平變壓器的設計，增加變壓器之表面積而易於散熱。此外，亦可依照實際需求而配置次級側電路器件，如整流開關管、次級側控制器、輸出電容等部件的全部或部分於變壓器單元120內，如此一來，可以減小變壓器單元120上的次級側電路器件之整流迴路，利於提升整體效率。主電氣單元110主要配置控制電路，另初級測之主功率開關、驅動線路、主控制器等部件的全部或部分可配置在主電氣單元110內，但不以此為限，初級測之主功率開關、驅動線路、主控制器等部件的全部或部分也可配置在變壓器單元120內。另主電氣單元110的印刷電路板通常為兩層板以滿足電氣的需求。需要說明的是，本案變壓器單元120及主電氣單元110內的元器件通過自動化生產作業組裝，然後過焊爐焊接即可，基本不需要人工作業，十分利於自動化生產。另變壓器單元120及主電氣單元110的形狀及層數並不做限定，如上只是舉例說明。

在一實施例中，電源適配器100還包含電磁干擾濾除單元172，電磁干擾濾除單元172包括濾波電感和濾波電容。在一實施例中，此電磁干擾濾除單元172配置於主電氣單元110上。舉例而言，電磁干擾濾除單元172可藉由固定槽182而被固定於主電氣單元110上。在一實施例中，此電磁干擾濾除單元172也可配置於變壓器單元120上。於一實施例中，電磁干擾濾除單元的濾波電感和濾波電容可集成在主電氣單元110上或變壓器單元120上。

第2A圖係依照本新型另一實施例繪示一種電源適配器的組裝示意圖。第2B圖係依照本新型一實施例繪示一種電源適配器的示意圖。相較於第1A圖，第2A圖所示之電源適配器100的電磁干擾濾除單元174之配置與第1A圖之電磁干擾濾除單元172略有不同。具體地，第1A圖和第2A圖所示之電源適配器100的主電氣單元110均具有一長度方向L及一寬度方向W，長度方向L垂直於寬度方向W。第1A圖之電磁干擾濾除單元172位於主電氣單元110之寬度方向W的一側，且僅佔據該側之部分寬度，變壓器單元120位於主電氣單元110之長度方向L的一側，且佔據該側之全部長度。

相較於第1A圖，第2A圖之電磁干擾濾除單元174位於主電氣單元110之寬度方向W的一側，且佔據該側之全部寬度，變壓器單元120位於主電氣單元110之長度方向L的一側，且佔據該側之部分長度。於第2A圖中，變壓器單元120會佔據較小的面積，換個角度來看，變壓器單元120之電路板較短，因此，變壓器單元120佔據主電氣單元110之面積較小。整體而言，第2A圖之電磁干擾濾除單元174較第1A圖之電磁干擾濾除單元172為大，因此，電磁干擾濾除單元174濾除電磁干擾之效果較佳。再者，第2A圖之變壓器單元120靠近電磁干擾濾除單元174側的電路板較矮，而能配置於電磁干擾濾除單元174之下，由第2B圖能更易於瞭解此結構特徵，在第2B圖中，電磁干擾濾除單元174將變壓器單元120靠近電磁干擾濾除單元174側的電路板蓋住，亦即變壓器單元120之左側板配置於電磁干擾濾除單元174之下。藉由上述結構配置，得以讓電源適配器100之空間更能夠被充分利用，利於產品之小型化。此外，第2A圖為電源適配器100的組裝示意圖，組裝完成之電源適配器100請參閱第2B圖。

於一實施例中，第1A圖的電磁干擾濾除單元172和第2A圖的電磁干擾濾除單元174分別與變壓器單元120之間配置一擋板(圖中未示)。於一實施例中，所述擋板為一金屬擋板。所述擋板可減少電磁干擾濾除單元172、電磁干擾濾除單元174與變壓器單元120之間的相互干擾。

第1A圖、2A圖為母線電容單元130配置於主電氣單元110上，然本案不以第1A圖、2A圖為限，可依照實際需求而將母線電容單元130配置於變壓器單元120上。於一實施例中，母線電容單元130緊鄰於變壓器單元120。需說明的是，母線電容單元130內可依照實際需求而具有一個或多個母線電容。第3圖係依照本新型一實施例繪示一種電源適配器的示意圖。相較於第1A圖、2A圖所示之電源適配器100，第3圖之電源適配器100A之母線電容單元130A包含兩個母線電容134、136。然本案不以第3圖所示之實施例為限，在不脫離本案之精神的狀況下，當可依照實際需求來配置母線電容單元130A內之母線電容的數量。

在一實施例中，請參閱第1A圖、2A圖，主電氣單元110可包含凹槽116，變壓器單元120至少部分設置於凹槽116內。此種配置方式，可容許變壓器單元120內設置較大的變壓器磁芯。在另一實施例中，相較於第1A圖、2A圖之主電氣單元110具有凹槽116，第4圖之主電氣單元110B為完整之板材，使得主電氣單元110B上可配置元件之有效面積較大。然本案不以第4圖所示之實施例為限，在不脫離本案之精神的狀況下，當可依照實際需求來設計連接部、固定孔及固定柱之形狀及其所在位置。

另外，相較於第1A圖、2A圖所示之電源適配器100，第4圖之電源適配器100B之內部連接方式不同。舉例而言，第4圖之電源適配器100B更包含至少一連接部，如連接部142、144，用以連接主電氣單元110B與變壓器單元120B。在一實施例中，連接部142、144之一端連接於變壓器單元120B，另一端連接於主電器單元110B，以將主電氣單元110B與變壓器單元120B接合。

第5A圖係依照本新型一實施例繪示一種電源適配器的組裝示意圖。相較於第1A圖、2A圖所示之電源適配器100，第5A圖之電源適配器100C之內部連接方式不同。舉例而言，第5A圖之電源適配器100C更包含至少一軟性印刷電路板，如軟性印刷電路板152、154，用以連接主電氣單元110C與變壓器單元120C。需說明的是，第5A圖係繪示主電氣單元110C與變壓器單元120C平放於同一平面的連接狀態，以使主電氣單元110C與變壓器單元120C之連接方式易於理解，而主電氣單元110C與變壓器單元120C透過軟性印刷電路板152、154組裝完成之狀態，請參閱後續第5B圖。

第5B圖係依照本新型一實施例繪示一種電源適配器的部分結構示意圖。如第5B圖所示，變壓器單元120C可由第5A圖所示之平面，向上彎曲90度，而設置成第5B圖之狀態，亦即變壓器單元120C與主電氣單元110C垂直，此外，母線電容單元(圖中未示)可設置於主電氣單元110與變壓器單元120間形成的容納空間內。需說明的是，本案不以第5A圖及第5B圖之實施例為限，其僅用以例示性地繪示本案的實現方式之一。

第6A圖係依照本新型一實施例繪示一種電源適配器的組裝示意圖。相較於第1A圖、2A圖所示之電源適配器100，第6A圖之電源適配器100D之內部連接方式不同。舉例而言，母線電容單元130D配置於主電氣單元110D上，變壓器單元120D配置於母線電容單元130D上。在一實施例中，電源適配器100D更包含至少一連接部，如連接部162、164，用以連接主電氣單元110D與變壓器單元120D。在另一實施例中，連接部162、164之一端連接於變壓器單元120D，另一端連接於主電器單元110D，以將主電氣單元110D與變壓器單元120D接合。在一實施例中，連接部162、164具有一定長度以使該主電氣單元110D與變壓器單元120D之間形成一容納空間190，且母線電容單元130D配置於容納空間190內。在又一實施例中，主電氣單元110D包含至少一固定孔118D，母線電容單元130D包含至少一固定柱132D，上述固定柱132D用以與對應的固定孔118D接合，以將母線電容單元130D固定於主電氣單元110D上。然本案不以第6A圖所示之實施例為限，在不脫離本案之精神的狀況下，當可依照實際需求來設計連接部、固定孔及固定柱之形狀及其所在位置。

在本實施例中，主電氣單元110D配置於第一平面，變壓器單元120D配置於第二平面，上述第一平面及第二平面皆配置於XY平面，因此，第一平面平行第二平面，換言之，主電氣單元110D與變壓器單元120D呈現180度配置。第6A圖為電源適配器100D的組裝示意圖，組裝完成之電源適配器100D請參閱第6B圖。如第6B圖所示，本案將變壓器單元120D配置於整體電源適配器100D的最外側，利於變壓器單元120D直接對外散熱。再者，由於母線電容單元130D本身不易發熱之特性，本案將母線電容單元130D配置於緊鄰變壓器單元120D之位置，以藉由母線電容單元130D進一步對變壓器單元120D散熱。因此，本案確實可改善電源適配器100D進行小型化設計而不利於散熱的問題。

在另一實施例中，第6B圖之電源適配器100D之母線電容單元130D可包含兩個或兩個以上之母線電容(圖中未示)，端視實際需求而定，不以第6A圖及第6B圖之實施例為限，其僅用以例示性地繪示本案的實現方式之一。

第7A圖係依照本新型一實施例繪示一種電源適配器的組裝示意圖。相較於第1A圖所示之電源適配器100，第7A圖之電源適配器100E之內部佈局不同。舉例而言，主電氣單元110E與變壓器單元120E配置於同一平面。此外，在一實施例中，主電氣單元110E耦接於變壓器單元120E，以使主電氣單元110E與變壓器單元120E成為一體，並於主電氣單元110E和變壓器單元120E上形成一容納空間190，再者，母線電容單元130E配置於主電氣單元110E與變壓器單元120E上並置於容納空間190內。在另一實施例中，母線電容單元130E包含至少一個母線電容。在又一實施例中，母線電容單元130E包含至少兩個母線電容，兩者並排相連。

第7A圖為電源適配器100E的組裝示意圖，組裝完成之電源適配器100E請參閱第7B圖。如第7B圖之電源適配器100E的配置所示，本案將變壓器單元120E配置於整體電源適配器100E的最外側，利於變壓器單元120E直接對外散熱。此外，由於母線電容單元130E本身不易發熱之特性，本案將母線電容單元130E配置於緊鄰變壓器單元120E之位置，以藉由母線電容單元130E進一步對變壓器單元120E散熱。因此，本案確實可改善電源適配器100E進行小型化設計而不利於散熱的問題。在另一實施例中，第7B圖之電源適配器100E之母線電容單元130E可包含兩個或兩個以上之母線電容(圖中未示)，端視實際需求而定，不以第7A圖及第7B圖之實施例為限，其僅用以例示性地繪示本案的實現方式之一。

由上述本新型實施方式可知，應用本新型具有下列優點。本新型實施例藉由提供一種電源適配器，藉以改善電源適配器進行小型化設計而不利於散熱的問題，且改善傳統的電源適配器之分立插件元件在組裝時會造成空間上的浪費而限制電源適配器之小型化的問題，並改善採用分立插件元件來組裝電源適配器，需要大量人工作業而不利於自動化生產的問題。

雖然上文實施方式中揭露了本新型的具體實施例，然其並非用以限定本新型，本新型所屬技術領域中具有通常知識者，在不悖離本新型之原理與精神的情形下，當可對其進行各種更動與修飾，因此本新型之保護範圍當以附隨申請專利範圍所界定者為準。

100、100A~100E‧‧‧電源適配器
110、110A~110E‧‧‧主電氣單元
112、114‧‧‧固定槽
116、116C‧‧‧凹槽
118、118B、118D‧‧‧固定孔
120、120A~120E‧‧‧變壓器單元
121、121A~121D‧‧‧變壓器
122、124‧‧‧固定部
130、130A~130E‧‧‧母線電容單元
132、132B、132D‧‧‧固定柱
134、136‧‧‧母線電容
142、144‧‧‧連接部
152、154‧‧‧軟性印刷電路板
162、164‧‧‧連接部
172、174‧‧‧電磁干擾濾除單元
182‧‧‧固定槽
184‧‧‧固定孔
190‧‧‧容納空間

為讓本新型之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下： 第1A圖係依照本新型一實施例繪示一種電源適配器的組裝示意圖。 第1B圖係依照本新型一實施例繪示一種電源適配器的示意圖。 第2A圖係依照本新型一實施例繪示一種電源適配器的組裝示意圖。 第2B圖係依照本新型一實施例繪示一種電源適配器的示意圖。 第3圖係依照本新型一實施例繪示一種電源適配器的示意圖。 第4圖係依照本新型一實施例繪示一種電源適配器的組裝示意圖。 第5A圖係依照本新型一實施例繪示一種電源適配器的組裝示意圖。 第5B圖係依照本新型一實施例繪示一種電源適配器的部分結構示意圖。 第6A圖係依照本新型一實施例繪示一種電源適配器的組裝示意圖。 第6B圖係依照本新型一實施例繪示一種電源適配器的示意圖。 第7A圖係依照本新型一實施例繪示一種電源適配器的組裝示意圖。 第7B圖係依照本新型一實施例繪示一種電源適配器的示意圖。 根據慣常的作業方式，圖中各種特徵與元件並未依比例繪製，其繪製方式是為了以最佳的方式呈現與本新型相關的具體特徵與元件。此外，在不同圖式間，以相同或相似的元件符號來指稱相似的元件/部件。

100‧‧‧電源適配器

110‧‧‧主電氣單元

112、114‧‧‧固定槽

116‧‧‧凹槽

118‧‧‧固定孔

120‧‧‧變壓器單元

121‧‧‧變壓器

122、124‧‧‧固定部

130‧‧‧母線電容單元

132‧‧‧固定柱

172‧‧‧電磁干擾濾除單元

182‧‧‧固定槽

190‧‧‧容納空間

Claims (24)

1. 一種電源適配器，包含： 一主電氣單元，配置於一第一平面； 一變壓器單元，配置於該主電氣單元上並位於一第二平面，其中該第一平面垂直於該第二平面，並該主電氣單元與該變壓器單元形成一容納空間；以及 一母線電容單元，包含至少一個母線電容，配置於該容納空間內。
2. 如請求項1所述之電源適配器，其中該母線電容單元固定連接於該主電氣單元上或該變壓器單元上。
3. 如請求項1或2任一項所述之電源適配器，其中該母線電容單元緊鄰於該變壓器單元。
4. 如請求項1或2任一項所述之電源適配器，還包含： 一電磁干擾濾除單元，配置於該主電氣單元上。
5. 如請求項4所述之電源適配器，其中該主電氣單元具有一長度方向及一寬度方向，且該長度方向垂直於該寬度方向，其中該電磁干擾濾除單元位於該主電氣單元之該寬度方向的一側，且僅佔據該寬度方向的該側之部分寬度，該變 壓器單元位於該主電氣單元之該長度方向的一側，且佔據該長度方向的該側之全部長度。
6. 如請求項4所述之電源適配器，其中該主電氣單元具有一長度方向及一寬度方向，且該長度方向垂直於該寬度方向，其中該電磁干擾濾除單元位於該主電氣單元之該寬度方向的一側，且佔據該寬度方向的該側之全部寬度，該變壓器單元位於該主電氣單元之該長度方向的一側，且僅佔據該長度方向的該側之部分長度。
7. 如請求項6所述之電源適配器，其中該電磁干擾濾除單元覆蓋該變壓器單元之部分電路板。
8. 如請求項4所述的電源適配器，其中該電磁干擾濾除單元與該變壓器單元之間配置一擋板。
9. 如請求項1所述之電源適配器，其中該主電氣單元包含一凹槽，其中該變壓器單元至少部分設置於該凹槽內。
10. 如請求項1所述之電源適配器，其中該主電氣單元包含至少一固定槽，該變壓器單元包含至少一固定部，其中該固定部用以與該固定槽接合。
11. 如請求項1所述之電源適配器，更包含： 至少一連接部，用以連接該主電氣單元與該變壓器單元。
12. 如請求項1所述之電源適配器，更包含： 至少一軟性印刷電路板，用以連接該主電氣單元與該變壓器單元。
13. 如請求項1所述之電源適配器，其中該變壓器單元上的變壓器為平面變壓器，且該變壓器單元包含次級側電路器件。
14. 一種電源適配器，包含： 一主電氣單元； 一變壓器單元，配置於該電源適配器之外側，其中該主電氣單元與該變壓器單元形成一容納空間；以及 一母線電容單元，包含至少一個母線電容，配置於該容納空間。
15. 如請求項14所述之電源適配器，其中該母線電容單元固定連接於該主電氣單元上或該變壓器單元上，該母線電容單元緊鄰於該變壓器單元。
16. 如請求項14所述之電源適配器，其中該主電氣單元配置於一第一平面，該變壓器單元配置於一第二平面，其中該第一平面垂直於該第二平面。
17. 如請求項16所述之電源適配器，其中該主電氣單元包含一凹槽，其中該變壓器單元至少部分設置於該凹槽內。
18. 如請求項14所述之電源適配器，其中該變壓器單元配置於該母線電容單元上。
19. 如請求項18所述之電源適配器，其中該主電氣單元配置於一第一平面，該變壓器單元配置於一第二平面，其中該第一平面平行於該第二平面。
20. 如請求項16或19所述之電源適配器，更包含： 至少一連接部，用以連接該主電氣單元與該變壓器單元。
21. 如請求項14所述之電源適配器，其中該主電氣單元與該變壓器單元配置於同一平面。
22. 如請求項21所述之電源適配器，其中該主電氣單元耦接於該變壓器單元。
23. 如請求項21所述之電源適配器，其中該母線電容單元配置於該主電氣單元與該變壓器單元上。
24. 如請求項14所述之電源適配器，其中該變壓器單元上的變壓器為平面變壓器，且該變壓器單元包含次級側電路器件。