迷你型車(chē)載充電器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種充電器，特別涉及一種迷你型的車(chē)載充電器。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著汽車(chē)保有量的不斷增多，車(chē)載充電器的用量也隨之增多，同時(shí)，人們對(duì)車(chē)載充 電器大小、外形及色彩也有了較多要求。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中的車(chē)載充電器由于其中的充電電路所用的電感尺寸較大、用于續(xù)流的 二極管等部件焊接在電路板上，這都會(huì)占用充電器機(jī)殼內(nèi)的較多空間，由此，導(dǎo)致該類充電 器在小型化方面遇到了較大的瓶頸。
[0004] 多年以來(lái)，眾多消費(fèi)者們一直致力于追求車(chē)載充電器的小型化、外觀精美化，而各 商家在大打價(jià)格戰(zhàn)的同時(shí)，也在苦苦尋覓和追求既能迎合大眾的消費(fèi)心理，又能使其成本 低廉、外觀小型精美的車(chē)載充電器。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種成本低、能耗小、工作溫度低的迷你型 車(chē)載充電器。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：
[0007] 本實(shí)用新型的迷你型車(chē)載充電器，包括機(jī)殼、設(shè)置于機(jī)殼內(nèi)的充電電路、與Buck電 感相連接的續(xù)流二極管和連接在USB電壓輸出端之間用以識(shí)別USB充電類型的識(shí)別電阻單 元，所述充電電路中的Buck電感采用200kHz的工作頻率，該電感所用的磁環(huán)采用T10*6*5型 號(hào)的鐵硅鋁磁環(huán)。
[0008] 所述充電電路包括充電器輸入端、電源芯片和USB輸出端，其中，電源芯片采用型 號(hào)為UP9XXX的充電芯片。
[0009] 所述續(xù)流二極管內(nèi)置于所述的電源芯片中。
[0010] 所述識(shí)別電阻單元內(nèi)置于所述的電源芯片中。
[0011] 所述機(jī)殼的最大外徑X軸向長(zhǎng)度低至27mm X 42.4mm。
[0012]連接于所述充電器輸入端的保險(xiǎn)絲采用SMD型的微型保險(xiǎn)部件。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型將外置的續(xù)流二極管和用于識(shí)別USB充電類型的識(shí) 別電阻單元內(nèi)置于電源芯片中，再通過(guò)提高Buck電感的工作頻率，使用體積較小的電感磁 環(huán)，使得本實(shí)用新型的車(chē)載充電器外形尺寸在小型化方面取得了較大突破。本實(shí)用新型成 本低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于生產(chǎn)，其在車(chē)載充電器行業(yè)為首創(chuàng)。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中車(chē)載充電器的電路原理圖。
[0015] 圖2為本實(shí)用新型的車(chē)載充電器的電路原理圖。
[0016] 圖3為圖1中的PCB板上部件分布示意圖。
[0017]圖4為圖2中的PCB板上部件分布示意圖。
[0018]圖5為圖1中的充電器外形示意圖。
[0019] 圖6為圖2中的充電器外形示意圖。
[0020] 圖7為本實(shí)用新型的充電器中的電源芯片中內(nèi)置的MOS管的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 本實(shí)用新型的迷你型車(chē)載充電器，主要包含電路的精簡(jiǎn)設(shè)計(jì)以及該充電器外形結(jié) 構(gòu)的小型化，使得該充電器成品的外形尺寸大大減小。如圖6所示，本實(shí)用新型的機(jī)殼外形 尺寸為:最大外徑b2 X軸向長(zhǎng)度a2可低至27mmX42.4mm(而現(xiàn)有技術(shù)中的最大外徑bl X軸 向長(zhǎng)度al為27_X 57.8mm，參見(jiàn)圖5)。本實(shí)用新型包括形似座鐘式的機(jī)殼、設(shè)置于機(jī)殼內(nèi)的 充電電路。
[0022] 所述充電電路包括充電器輸入端、電源芯片U2和USB輸出端，其中，電源芯片U2采 用型號(hào)為UP9XXX的充電芯片。本實(shí)用新型的特點(diǎn)之一是:將現(xiàn)有技術(shù)中的車(chē)載充電器上外 置的與Buck電感相連接的續(xù)流二極管和連接在USB電壓輸出端之間用以識(shí)別USB充電類型 的識(shí)別電阻單元(如圖1所示，該識(shí)別電阻單元由外置的第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻 R9和第十電阻RlO構(gòu)成）內(nèi)置于所述的電源芯片U2里。通過(guò)該充電芯片提高所述Buck電感的 工作頻率至200kHz，相應(yīng)的采用體積較小的電感磁環(huán)(本實(shí)用新型采用T10*6*5型號(hào)的鐵硅 鋁磁環(huán)）。本實(shí)用新型從電路的設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了簡(jiǎn)化，大大簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)和功能調(diào)試的復(fù) 雜性，有效降低成本。
[0023] 另外，本實(shí)用新型改變保險(xiǎn)絲的安裝方式，將連接于所述充電器輸入端的保險(xiǎn)絲 由原來(lái)傳統(tǒng)的管狀封裝形式改為SMD型的微型保險(xiǎn)部件直接焊接在PCB上面，而不再是安裝 在正極輸入彈片的位置，使得其占用較小的殼內(nèi)空間，進(jìn)一步縮減了該充電器的外型尺寸， 為機(jī)殼小型化所做的貢獻(xiàn)非常明顯。
[0024] 以下對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，其所采用的技術(shù)方案包括以下三個(gè)方面：
[0025] 一、將現(xiàn)有技術(shù)中的續(xù)流二極管Dl(如圖1所示）內(nèi)置于本實(shí)用新型的電源芯片U2 中（如圖2所示），電源芯片U2的外圍不再外設(shè)所述的續(xù)流二極管，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品小型化的第一 步。
[0026] 二、如圖2所示，本實(shí)用新型的電源芯片U2采用型號(hào)為UP9XXX的充電芯片，而且加 大其工作頻率，即由現(xiàn)有的IOOkHz加大到200kHz，這就大大減小了BUCK電感L2的外形尺寸， 磁環(huán)由原來(lái)的T14*8*4 (見(jiàn)圖1中的L1，該尺寸表示磁環(huán)的外徑、高和內(nèi)徑)減小到圖2中的L2 所用的T10*6*5的磁環(huán)(參見(jiàn)圖3和圖4對(duì)比）實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品小型化的第二步。
[0027] 其理論計(jì)算如下：
[0028]本實(shí)用新型通過(guò)以下四個(gè)公式計(jì)算出所述電感所用線圈銅線的截面積。
[0033] 其中，
[0034] L-電感量、Vin -充電器的輸入電壓、Vout-輸出電壓、Fsv-電感工作頻率、 Kripple-紋波電流系數(shù)、AL-磁導(dǎo)率、N-電感線圈匝數(shù)、s-線圈銅線截面積、P-電流密 度。
[0035]設(shè)定：
[0036] 1、現(xiàn)有技術(shù)
[0037] 當(dāng)Fsv = IOOkHz，Vin = 24V，Vout = 5V，最大輸出電流IIoadmax = 2 · 4A，Kripple = 0 · 3，AL = 56nH時(shí)，則有L = 55μΗ，N=31 Ts;
[0038] 若設(shè)定 ρ = 5A/mm2，則，s = 0 · 48mm2，線圈銅線的線徑d = 0 · 78mm。
[0039] 若用0.78mm線徑的銅線繞31匝時(shí)，所用磁環(huán)以鐵硅鋁磁環(huán)為例，需用KS055 - 125A 規(guī)格的磁環(huán)，此時(shí)，該磁環(huán)的本體尺寸（即磁環(huán)的軸向長(zhǎng)度）為0.55英寸X 25.4mm = 13.97mm，實(shí)際繞制后成品的軸向長(zhǎng)度為16.2mm。
[0040] 2、本實(shí)用新型
[0041 ] 當(dāng)Fsv = 200KHz，Vin、Vout、最大輸出電流Ii〇admax、Kripple和AL與現(xiàn)有技術(shù)相同 時(shí)，則有 L = 27yH，N=21Ts;
[0042] 與現(xiàn)有技術(shù)相同，p = 5A/mm2，則，s = 0.48mm2，線圈銅線的線徑d = 0.78mm。
[0043]同樣，用0.78mm線徑的銅線繞21匝時(shí)，所用磁環(huán)以鐵硅鋁磁環(huán)為例，需用KS040 - 125A規(guī)格的磁環(huán)，此時(shí)，該磁環(huán)的本體尺寸（即磁環(huán)的軸向長(zhǎng)度）為0.4英寸X 25.4mm = 10.16mm，實(shí)際繞制后成品的軸向長(zhǎng)度為12. Imm0
[0044] 比較結(jié)論:本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，電感線圈匝數(shù)N少了 10圈，成品的軸向長(zhǎng) 度少了 4mm。本實(shí)用新型提高了系統(tǒng)的工作頻率，使得Buck電感的安裝尺寸大幅度減小。
[0045] 本實(shí)用新型所使用的電感采用鐵硅鋁磁環(huán)。
[0046] 鐵硅鋁材質(zhì)特性說(shuō)明如下：
[0047] 隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，對(duì)電子器件的高頻化、高功率密度化、小型化及抗電磁