一种功率传输充电器的制作方法

1.本技术涉及功率传输(powerdelivery，通常称为pd)充电器领域，具体而言涉及一种具有良好散热性的pd充电器。


背景技术：

2.pd充电器是一种快充充电器，其充电速度越来越快，功率也越做越大，体积却要求越来越小，因此对于散热的要求也越来越苛刻。
3.现有的pd充电器的外壳，基本都是pc或者pc+abs塑料材质制成的，而且导热系数不高，导热能力不强，pd充电器内部的热量不能及时传导到pd充电器的塑料外壳的外表面上。
4.现有的pd充电器的外形，基本是平整的平面或者光滑的圆弧面，辐射面积及对流换热面积都比较小，pd充电器内部的热量不能及时通过空气的对流以及辐射传到空气中。
5.由于pd充电器内部的热量不能及时传递和散发出来，导致pd充电器内部的温度比较高，磁芯元器件的功耗随着温度升高而增大，从而形成恶性循环，因此降低了pd充电器的充电效率和使用寿命。
6.因此需要对pd充电器结构进行改进，以解决上述问题。


技术实现要素：

7.针对现有技术中存在的pd充电器散热效果不好所引发的上述问题，本技术提供了一种pd充电器，所述pd充电器包括：外壳(110)，其顶面设置有充电口，其底面(120)设置有插脚(130)；印刷电路板组件(140)，其设置在所述外壳(110)内，并且具有插件侧(s1)和贴片侧(s2)；以及散热片(150)，其设置在所述外壳(110)内中，并与所述印刷电路板组件(140)的插件侧(s1)相对设置。
8.可选地，所述散热片(150)包括：散热片底面，其位于所述散热片(150)与所述插件侧(s1)相对的一侧；以及散热针(1501)，其设置在所述散热片底面上，并且朝向所述印刷电路板组件(140)延伸。
9.可选地，所述散热片(150)还包括：支撑脚(1502)，其设置在所述散热片底面上，并与所述印刷电路板组件(140)相连接。
10.可选地，所述散热针(1501)设置在与所述印刷电路板组件(140)的热区域和冷区域相对的位置上。
11.可选地，所述导热胶(160)填充在所述印刷电路板组件(140)和所述散热片(150)之间。
12.可选地，所述导热胶(160)填充在所述印刷电路板组件(140)和所述散热片(150)之间。
13.可选地，所述散热片底面与所述印刷电路板组件(140)贴片侧(s2)的底板相对设置，并且形状相同。
14.可选地，所述外壳(110)由塑料材料和氮化硼材料制成。
15.可选地，所述外壳(110)的四周侧面是翅片形状的
16.可选地，所述充电口具有type-a充电口和type-c充电口。
17.本实用新型的pd充电器可以通过与印刷电路板组件相对设置的散热片进行散热使得pd充电器内部的温度趋于均匀分布，并且能快速地将印刷电路板组件的热量传递到pd充电器的外壳上再进一步传递到空气中以实现散热。
附图说明
18.通过结合附图对本实用新型实施例进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。在附图中，
19.图1为本技术一实施例的pd充电器的外部结构示意图；
20.图2为本技术一实施例的pd充电器的横截面图；
21.图3为本技术一实施例的pd充电器的分解图；
22.图4为本技术一实施例的pd充电器的散热片和印刷电路板组件的连接示意图；
23.图5为本技术一实施例的pd充电器的横截面的散热路径图。
24.附图标示
25.110、外壳
26.120、底面
27.130、插脚
28.140、印刷电路板组件
29.150、散热片
30.160、导热胶
31.1501、散热针
32.1502、支撑脚
33.ta、type-a充电口
34.tc、type-c充电口
35.s1、插件侧
36.s2、贴片侧
37.①
/
②
/
③
/
④
/
⑤
/
⑥
、散热路径
具体实施方式
38.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
39.应当理解的是，本技术能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本技术的范围完全地传递给
本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
40.应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本技术教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
41.空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。
42.在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本技术的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
43.这里参考作为本技术的理想实施例(和中间结构)的示意图的横截面图来描述实用新型的实施例。这样，可以预期由于例如制造技术和/或容差导致的从所示形状的变化。因此，本技术的实施例不应当局限于在此所示的区的特定形状，而是包括由于例如制造导致的形状偏差。因此，图中显示的区实质上是示意性的，它们的形状并不意图显示器件的区的实际形状且并不意图限定本技术的范围。
44.本实用新型涉及一种pd充电器，该pd充电器包括外壳110、印刷电路板组件140和散热片150，其中外壳110的顶面设置有充电口，其底面120设置有插脚130；印刷电路板组件140设置在外壳110内，并且具有插件侧s1和贴片侧s2；散热片150设置在外壳110内，并与印刷电路板组件140相对设置。本实施方式的pd充电器可以通过与印刷电路板组件140相对设置的散热片150使得pd充电器内部的温度趋于均匀分布，并且能快速地将印刷电路板组件的热量传递到pd充电器的外壳上再进一步传递到空气中以实现散热。
45.其中，充电口可以具有type-a充电口ta和type-c充电口tc。外壳110可由塑料(pc或pc-abs)和氮化硼材料制成。其中，外壳110的四周侧面是翅片形状的，散热片可由金属制成。
46.作为一种优选实施方式，散热片150包括散热片底面和散热针1501，其中散热片底面，其位于所述散热片150与所述插件侧s1相对的一侧，散热针1501设置在散热片底面上，并且朝向印刷电路板组件140(也为散热片150的另一侧)延伸。其中，散热片底面与印刷电路板组件140的贴片侧s2的底板相对设置，并且形状大致相同。散热片150还可以包括支撑脚1502，其设置在散热片底面上，并与印刷电路板组件140相连接。其中，散热针1501可由导热系数好的金属制成，支撑脚1502可通过焊接的方式与印刷电路板组件140相连接。印刷电路板组件140在实际工作中会产生热，则会有温度相对较高的区域和温度相对较低的区域，在本文中被简称为“热区域”和“热冷区域”。优选地，散热针1501则设置在与印刷电路板组件140的热区域和冷区域相对的位置上。本实施方式的pd充电器可以通过散热片150上的散
热针1501将散热片150上的热区域的热量传递到冷区域，从而使得pd充电器内部的温度趋于均匀分布，并且能将热量快速传递到pd充电器的外壳上再进一步传递到空气中以实现散热。
47.作为一种优选实施方式，导热胶160填充在印刷电路板组件140和散热片150之间。所述导热胶(160)还可以填充在所述散热片(150)和所述外壳(110)之间。本实施方式的导热胶起到导热和绝缘的作用，可以使热量从印刷电路板组件或者散热片快速传递到pd充电器的外壳上再进一步传递到空气中以实现散热。
48.下面将结合附图详细介绍下本实用新型的pd充电器的实施例。
49.图1为本技术的一实施例的pd充电器的外部结构示意图。该pd充电器可以是一种高导热塑料外壳的pd充电器。如图1所示，该pd充电器可具有3个1个type-a充电口a和type-c充电口c。该pd充电器包括外壳110、底面120、插脚130、印刷电路板组件(pcba)140、散热片150和导热胶160。其中外壳和底座可由塑料制成，外壳优选为由pc或pc-abs塑料材料和添加的氮化硼材料制成。散热片150可由散热系数高的金属或者类似的材料制成。
50.图2为本技术一实施例的pd充电器的横截面图。图3为本技术一实施例的pd充电器的分解图，其进一步详细地描述了pd充电器内部的结构。
51.如图2和图3所示，印刷电路板组件(pcba)140与散热片150相对设置，并且安装固定在外壳110中，其中，散热片150优选为与印刷电路板组件140类似或者相同的形状，并将印刷电路板组件140的插件侧s1包络。印刷电路板组件140和散热片150之间的空隙被导热胶160填充。其中，pd充电器内部工作产生的热量，可以通过导热胶160和散热片150传导给外壳110的四周侧面或底面120，最后通过空气的对流以及辐射快速传递到空气中。
52.图4为本技术一实施例的pd充电器的散热片和印刷电路板组件的连接示意图。
53.印刷电路板组件140包含插件侧s1和贴片侧s2，其中插件侧s1被散热片150包络，散热片150可通过支撑脚1502焊接在印刷电路板组件140上，形成一个刚度比较强的整体结构。这个整体结构在整机安装或拆卸印刷电路板组件140时起到导向和保护印刷电路板组件的作用。导热性能良好的导热胶160填充在印刷电路板组件140和散热片150之间的空隙，起到热传导和电绝缘的作用。在散热片150的散热片底面上设置有散热针1501，优选地，散热针1501设置在与印刷电路板组件140上的热区域和冷区域(相对温度比较高的区域和温度比较低的区域)相对的位置上，也就是说，散热针与印刷电路板组件140的热区域和冷区域分别对应设置。这样的话，印刷电路板组件140上的温度比较高的区域(即热区域)的热量，可以通过散热针1501和导热胶160快速传递到散热片150的主体上，然后再通过散热针1501和导热胶160传递到印刷电路板组件140上温度比较低的区域(即冷区域)。
54.图5为本技术一实施例的pd充电器的横截面的散热路径图。
55.pd充电器的热量主要分布在印刷电路板组件140的插件侧s1，所以现在以印刷电路板组件140的插件侧s1为例，说明pd充电器的散热路径。
56.pd充电器内部的印刷电路板组件140工作产生的热量，首先通过导热胶160快速传递到周边，这是散热路径
①
。
57.散热针1501的导热系数比导热胶160高，散热针1501形成一个导热的高速通道，这是散热路径
②
。
58.散热片150的导热系数也比较高，因此从散热路径
①
和
②
传导过来的热量，会沿着
散热片150的表面快速传递，这是散热路径
③
。
59.散热路径
①
、
②
和
③
会促进印刷电路板组件140上热区域和冷区域之间的热量传递，使得印刷电路板组件140内部的温度分布趋于均匀化。
60.散热片150和外壳110之间填充有导热胶160，散热片150上的热量通过导热胶160传递到外壳110的内表面，并在外壳110里面传导，这是散热路径
④
。由于外壳110是由普通塑料材料(例如pc或者pc+abs等)添加氮化硼材料制作而成，导热系数较高，因此pd充电器内部工作产生的热量能迅速通过散热路径
④
快速传导到外壳110的外表面。
61.通过散热路径
④
传递过来的热量会通过外壳110的外表面辐射到空气和周围物体上去，这是散热路径
⑤
。外壳110的热辐射能力和其表面积成正比。
62.同时，通过散热路径
④
传递过来的热量会加热外壳110的外表面上的空气，被加热的空气和冷空气形成对流，热量通过对流传递给空气，这是散热路径
⑥
。外壳110的对流换热能力和其表面积成正比。
63.优选地，pd充电器的外壳是散热器翅片形状的，散热器翅片分布在外壳的四周侧面上。和常规的平整的平面或者光滑的圆弧面形状相比，散热器翅片形状增大了外壳的对流换热面积和热辐射面积，使得从pd充电器内部传导到塑料外壳上的热量，可以通过空气的对流以及热辐射快速传递到空气和周围环境中。
64.优选地，pd充电器的外壳可由普通塑料材料(pc或者pc+abs等)添加氮化硼材料制作而成。氮化硼材料拥有较高的导热系数，可达20～30w/(m.k)以上，而普通塑料材料的导热系数只有0.1～0.3w/(m.k)。因此，氮化硼材料的导热系数是普通塑料材料的百倍以上。添加了氮化硼材料后，外壳的导热系数明显增加，有效提高了其导热能力，由此pd充电器内部工作产生的热量能迅速从外壳的内表面传导到外表面。
65.本实用新型优选实施方式的pd充电器内部使用散热片包络住印刷电路板组件，并且将其焊在印刷电路板组件上形成一个刚性整体，散热片上有散热针，散热针布置在与印刷电路板组件的热区域和冷区域相对应的位置上。而且，在散热片和印刷电路板组件之间、散热片和pd充电器的外壳之间的间隙均填充有导热胶，导热胶起到导热和绝缘的作用。使用散热片和导热胶的组合散热方式，使得pd充电器内部的温度趋于均匀分布，并且能快速地将印刷电路板组件的热量传递到pd充电器的外壳上再进一步传递到空气中以进行散热。
66.尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本技术的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本技术的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本技术的范围之内。
67.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本技术的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
68.本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的替代特征来代替。
69.此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所
包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本技术的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。