一种车载充电电源封装结构的制作方法

本发明涉及车载电子技术领域，具体涉及一种车载充电电源封装结构。

背景技术：

随着汽车行业的发展、电子产品的广泛使用，用户对车载充电功能的要求日益提高，功能单一、输出功率较小的车在充电设备已经无法满足用户的需求。对于笔记本等大功率的用电设备一般都需要80w左右的充电设备，但是由于电源类产品在高功率工作时会产生大量的热量，并且车内空间有限，无法对充电电源进行快速散热，目前市面上大多数车载充电电源的输出的最大功率只有60w左右，这就导致市面上大多数充电产品不能满足笔记本等大功率用电设备的需求。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的车载充电电源无法快速散热的缺陷，从而提供一种车载充电电源封装结构。

本发明提供了一种车载充电电源封装结构，包括：封装壳、pcba板、散热片、导热硅胶片；所述pcba板包含第一面和第二面，所述第一面设置有电子元器件，与所述第一面相对的面为所述第二面；所述封装壳至少有一面开口；所述pcba板设置在所述封装壳内，所述pcba板的第二面朝向所述封装壳的开口；所述封装壳的开口通过所述散热片封装；所述导热硅胶片设置在所述pcba板和所述散热片之间，且与所述pcba板和所述散热片贴合。

可选地，封装壳内部设有卡槽结构，所述pcba板通过所述卡槽结构固定在所述封装壳内。

可选地，所述封装壳的开口处设置有卡接结构，所述散热片通过所述卡接结构和所述导热硅胶片固定在所述封装壳上。

可选地，散热片通过所述导热硅胶片的过盈配合与所述封装壳固定连接。

可选地，车载充电电源封装结构，还包括后盖；所述后盖上设置有固定杆，所述后盖通过将所述固定杆插入所述卡接结构与所述散热片之间与所述封装壳连接。

可选地，封装壳由塑料材质制成。

可选地，pcba板上包括单片机；所述单片机用于控制充电电压、保护电路。

可选地，pcba板上还包括电压转换器、pd协议控制器、脉宽调制控制器、外接接口；供电电压经所述电压转换器将电压进行转换，通过所述pd协议控制器将转换后的电压输出至所述外接接口；所述pd协议控制器与所述外接接口和所述单片机连接，通过所述外接接口获取负载的信息，将所述信息发送至所述单片机；所述单片机与所述脉宽调制控制器连接，所述单片机根据所述信息生成控制信号，将所述控制信号发送至所述脉宽调制控制器；所述脉宽调制控制器与所述电压转换器连接，根据所述控制信号控制调节所述电压转换器输出的所述充电电压；所述单片机还设置一接口连接于外接接口和pd协议控制器之间，用于监控所述负载的充电状态，保护电路。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的车载充电电源封装结构，在对pcba板进行封装时，将封装壳中靠近pcba板第二面的面通过散热片进行封装，与传统的直接将pcba板设置在封闭的封装壳中相比，增加散热片后，整个pcba板与空气对流的热阻将减小，同时也增大了散热面积，增强了空气的对流性，并且在pcba板和散热片之间设置了导热硅胶片使散热更稳定，因此通过本发明提供的车载充电电源封装结构对pcba板进行封装，在功率增大的情况下，pcba板的温度仍然可以维持相对较小的温升。

2.本发明提供的车载充电电源封装结构，封装壳的开口处设置有卡接结构，散热片通过卡接结构和导热硅胶片即可固定在封装壳上，完成封装，不需要额外的工艺，装配简单，可用于批量生产。

3.本发明提供的车载充电电源封装结构，在pcba板上设置有单片机，通过单片机对充电过程进行监控，避免了因电流、电压过大或温度过高造成车载充电电源损坏。

4.本发明提供的车载充电电源封装结构，pd协议控制器获取负载的信息，单片机通过负载的信息生成控制信号发送至脉宽调制控制器，通过脉宽调制控制器调整电压转换器输出的充电电压，在面对不同的负载时，车载充电电源可以输出合适的充电电压以达到最佳充电状态。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例中提供的车载充电电源封装结构的示意图；

图2为本发明实施例中提供的pcba板的第一面和第二面的示意图；

图3为本发明实施例中提供的车载充电电源封装结构的右刨面图；

图4为本发明实施例中提供的车载充电电源封装结构的示意图；

图5为本发明实施例中提供的pcba板的示意图；

图6为本发明实施例中提供的电压转换器的电路示意图；

图7为本发明实施例中提供的电压转换器处于buck降压模式下的电感储能状态时的电路图；

图8为本发明实施例中提供的电压转换器处于buck降压模式下的电感续流状态时的电路图；

图9为本发明实施例中提供的电压转换器处于boost升压模式下的电感储能状态时的电路图；

图10为本发明实施例中提供的电压转换器处于boost升压模式下的电感续流状态时的电路图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本发明实施例提供了一种车载充电电源封装结构，如图1所示，包括：封装壳1、pcba板2、散热片3、导热硅胶片4；

如图2所示，pcba板2包含第一面和第二面22，第一面设置有电子元器件，与第一面21相对的面为第二面22。

封装壳1至少有一面开口。在一具体实施例中，封装壳1的开口的一面边缘留有一定宽度，便于后续固定散热片3。

pcba板2设置在封装壳1内，pcba板2的第二面22朝向封装壳1的开口。

封装壳1的开口通过散热片3封装。在一具体实施例中，使用散热效果较好的结构对封装壳1的开口进行封装都能达到更好散热的效果，通过散热片3封装为较优的一种实施例。本实施例中通过将封装壳1的一面替换为散热片3的方式进行散热，并未加入额外的结构，与现有的通过水冷、风冷等方式进行散热相比，结构简单，封装后的车载充电电源体积较小。

导热硅胶片4设置在pcba板2和散热片3之间，且与pcba板2和散热片3贴合。

本发明提供的车载充电电源封装结构，在对pcba板2进行封装时，将封装壳1中靠近pcba板2第二面22的面通过散热片3进行封装，与传统的直接将pcba板2设置在封闭的封装壳1中相比，增加散热片3后，整个pcba板2与空气对流的热阻将减小，同时也增大了散热面积，增强了空气的对流性，并且在pcba板2和散热片3之间设置了导热硅胶片4使散热更稳定，因此通过本发明提供的车载充电电源封装结构对pcba板2进行封装，在功率增大的情况下，pcba板2的温度仍然可以维持相对较小的温升。

在一可选实施例中，如图3所示，封装壳1内部设有卡槽结构，pcba板2通过卡槽结构固定在封装壳1内。通过卡槽结构将pcba板2固定，避免了pcba板2在封装壳1中的晃动。

在一可选实施例中，如图3所示，封装壳1的开口处设置有卡接结构12，散热片3通过卡接结构12和导热硅胶片4固定在封装壳1上。在一具体实施例中，为了使封装结构更为牢固，卡接结构12的下端面与卡槽结构的上端面之前的距离应略小于散热片3和导热硅胶片4的厚度和，通过导热硅胶片4的压缩量反弹的力对散热片3进行固定。

本发明实施例提供的车载充电电源封装结构，封装壳1的开口处设置有卡接结构12，散热片3通过卡接结构12和导热硅胶片4即可固定在封装壳1上，完成封装，不需要额外的工艺，装配简单，可用于批量生产。

在一可选实施例中，散热片3通过导热硅胶片4的过盈配合与封装壳1固定连接。

在一可选实施例中，如图4所示，车载充电电源封装结构还包括后盖5。

封装壳1与pcba板2垂直的两面分别设置有一个安装孔11。

后盖5上设置有固定杆51和卡扣结构52，后盖5将固定杆51插入卡接结构12与散热片3之间，并将卡扣结构52嵌入安装孔11中，与封装壳1连接。

在一可选实施例中，封装壳1由塑料材质制成。与现有技术中采用金属材料作为封装壳1，本发明实施例采用塑料制作封装壳1，制作成本更低。

在一可选实施例中，pcba板2上包括单片机225，用于控制充电电压、保护电路。

本发明实施例提供的车载充电电源封装结构，在pcba板2上设置有单片机225，通过单片机225对充电过程进行监控，避免了因电流、电压过大或温度过高造成车载充电电源损坏。

在一可选实施例中，如图5所示，pcba板2上还包括电压转换器221、pd协议控制器222、脉宽调制控制器224、外接接口223。

供电电压经电压转换器221将电压进行转换，通过pd协议控制器222将转换后的电压输出至外接接口223。供电电压为12v，电压转换器221可将12v的电压转换为5v、9v、15v、20v的电压，在一具体实施例中，电压转换器221的默认输出电压为5v。

pd协议控制器222与外接接口223和单片机225连接，通过外接接口223获取负载的信息，将信息发送至单片机225。在一具体实施例中，pd协议控制器222与插入外接接口223的负载进行通信识别，获取负载的信息。

单片机225与脉宽调制控制器224连接，单片机225根据信息生成控制信号，将控制信号发送至脉宽调制控制器224，控制信号中包含负载所需的电压。

脉宽调制控制器224与电压转换器221连接，根据控制信号控制调节电压转换器221输出的充电电压。

单片机225还设置一接口连接于外接接口223和pd协议控制器222之间，用于监控负载的充电状态，保护电路。在一具体实施例中，单片机225中内置有过温保护电路、过流保护电路、以及过压保护电路，单片机225的一个接口连接在pd协议控制器222和外接接口223之间，监控输出电流和输出电压，当输出电流或输出电压过大时，通过过流保护电路或过压保护电路对pcba板2进行保护。单片机225还检测pcba板2的表面温度，当pcba板2的表面温度高于预设阈值时，通过过温保护电路对pcba板2进行保护。

在一具体实施例中，电压转换器221主电路采用同步buck-boost控制，如图6所示，电压转换器221主电路中包括第一电容61、第二电容62、第一mos管63、第二mos管64、第三mos管65、第四mos管66、电感67，其中，第一mos管63、第二mos管64、第三mos管65、第四mos管66的g极都与控制器相连，电感67的一端与第一mos管63的s极和第二mos管64的d极相连，另一端与第三mos管65的d极和第四mos管66的s极相连，第一mos管63的d极与电流输入端相连，第一mos管63的s极还与第二mos管64的d极相连，第二mos管64的s极与地和第三mos管65的s极相连，第三mos管65的s极还与地相连，d极与第四mos管66的s极相连，第四mos管66的d极与输出端和第二电容62的一端相连，第二电容62的另一端接地。

电压转换器221包括buck降压和boost升压两种模式，两种模式又分别包括电感储能和电感续流两种状态，处于buck降压模式下的电感储能状态时的电路图如图7所示，第一mos管63和第四mos管66导通，第二mos管64和第三mos管65关闭；处于buck降压模式下的电感续流状态时的电路图如图8所示，第一mos管63和第三mos管65关闭，第二mos管64和第四mos管66导通；处于boost升压模式下的电感储能状态时的电路图如图9所示，第一mos管63和第三mos管65开启，第二mos管64和第四mos管66关闭；处于boost升压模式下的电感续流状态时的电路图如图10所示，第一mos管63和第四mos管66导通，第二mos管64和第三mos管65关闭。由此可见，一个脉宽调制控制器224搭配外围电路即可实现升压和降压功能，简化了电路。其中用mos管代替了传统的肖特基二极管，降低了肖特基二极管由于压降而产生的损耗，温升会比传统方式降低10％，同时boost升压和buck降压效率也会提高5％左右。

本发明实施例提供的车载充电电源封装结构，pd协议控制器222获取负载的信息，单片机225通过负载的信息生成控制信号发送至脉宽调制控制器224，通过脉宽调制控制器224调整电压转换器221输出的充电电压，在面对不同的负载时，车载充电电源可以输出合适的充电电压以达到最佳充电状态。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。