一种小体积GaN充电器的制作方法

本发明涉及充电器，具体来说，涉及一种小体积gan充电器。

背景技术：

1、为了环保，越来越多的手机厂商不再为新推出的手机附赠充电器了，再加上目前手机充电功率变得越来越高，而氮化镓gan被称为第三代半导体材料，在同等功率下，gan充电器的体积更小、散热效果更好。

2、氮化镓gan充电器是一种采用氮化镓半导体材料的充电器，相比传统的硅基充电器具有一些优势。氮化镓半导体具有高电子迁移率和高击穿电场强度，使得使用这种材料的充电器可以更加紧凑、高效，并且在相同功率下产生较少的热量。gan充电器的主要任务是将电源(通常是交流电)中的电能转换为可用于充电设备的直流电。如果输入是交流电，充电器通常使用桥式整流电路将交流电转换为直流电。gan充电器通常使用高频开关转换器，例如谐振llc拓扑或其他变换器拓扑，这些电路中的关键元件(例如电感、电容和gan功率开关)以高频率进行开关，以降低能量损耗，充电器中的关键元件是gan功率开关，gan半导体的优势在于其高电子迁移率和高击穿电场强度，使其能够在高频率下工作并实现更高的功率密度。

3、当今社会，数码配件市场已经迈向小型化、高功率的趋势，由此可以看出，小体积充电器是未来发展的趋势，目前常见的电源适配器、充电器只有一块电路板，所有的元器件都放在一块电路板上，这样的布局空间浪费很大，而且机壳尺寸也相应做的很大。

4、针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、针对相关技术中的问题，本发明提出一种小体积gan充电器，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

2、为此，本发明采用的具体技术方案如下：

3、一种小体积gan充电器，包括主体壳，该主体壳底端设置有插脚壳，主体壳内部三个侧壁分别设置有输出同步整流及type-c电路板、输入emc反馈电路板及pwm变压器电路板；主体壳顶端一侧设置有接线插口，插脚壳内顶部设置有插脚接线座，插脚壳底端设置有导电插片。

4、进一步的，为了使得主体壳与插脚壳保持紧密卡接，保证充电器内部的元器件的密封性与稳定性，主体壳底部外缘设置有卡接条，插脚壳顶部外缘设置有与卡接条相配合的卡接槽。

5、进一步的，为了使得输出同步整流及type-c电路板能够实现输出同步整流，利用type-c插口及接线插口与用户设备的充电线进行连接，实现用户设备的充电供电，输出同步整流及type-c电路板内侧中间位置设置有固态电容，输出同步整流及type-c电路板内侧顶部设置有type-c插口，type-c插口与接线插口位置相同。

6、进一步的，为了使得三块电路板能够紧密的安装在主体壳内部，最大化的利用内部空间，且利用输入emc反馈电路板的电磁兼容性解决能力及电路保护能力，显著提高充电器在使用过程中的安全性与稳定性，输入emc反馈电路板靠近输出同步整流及type-c电路板的一侧开设有整流空槽，输入emc反馈电路板靠近pwm变压器电路板的一侧开设有变压空槽，输入emc反馈电路板内侧顶部设置有y电容，输入emc反馈电路板内侧底部两侧分别设置有保险丝与共模电感。

7、进一步的，为了利用pwm变压器电路板设定的变压器实现输入电压的转换与调制，将电压转换为可利用电压电流，实现设备的充电供电，pwm变压器电路板内侧顶部设置有高频变压器，pwm变压器电路板内侧底部设置有电解电容，电解电容的数量为三个且呈等边三角形排列，电解电容外侧套设有pc罩。

8、进一步的，输出同步整流及type-c电路板用于输出同步整流，利用type-c插口向设备进行充电。

9、进一步的，输入emc反馈电路板用于处理电磁兼容性问题，减小电磁干扰，避免充电过程中对其他电子设备产生干扰，同时负责实施监测输入电流与电压，进行反馈控制与过压过流保护。

10、进一步的，pwm变压器电路板用于利用脉宽调制技术调整输出电压，并接收输入emc反馈电路板的反馈信号进行电压调整。

11、本发明的有益效果为：

12、1、通过将实现设备快速充电的电路板划分为3块电路板，即输出同步整流及type-c电路板、输入emc反馈电路板以及pwm变压器电路板，能够利用gan mos管高频率低损耗的优势，通过合理布局有效利用空间，减小了充电器的体积，从而有效提高充电器的便携性。

13、2、通过分体式电路板设计，将不同电路放置在不同的电路板上，可以有效减少电路板彼此之间的影响，降低功率器件的发热，大幅提高充电器的功率密度，使得最大功率密度可做到0.948w/cm3，最大输出功率可做到65w。

14、3、通过轻量化、集成式设计，适配常见的充电接口，使得居家和旅行均可携带，支持主流快充协议，节约用户充电时间。

技术特征：

1.一种小体积gan充电器，包括主体壳(1)，该主体壳(1)底端设置有插脚壳(2)，其特征在于，所述主体壳(1)内部三个侧壁分别设置有输出同步整流及type-c电路板(3)、输入emc反馈电路板(4)及pwm变压器电路板(5)；

2.根据权利要求1所述的一种小体积gan充电器，其特征在于，所述主体壳(1)底部外缘设置有卡接条(9)，所述插脚壳(2)顶部外缘设置有与所述卡接条(9)相配合的卡接槽(10)。

3.根据权利要求1所述的一种小体积gan充电器，其特征在于，所述输出同步整流及type-c电路板(3)内侧中间位置设置有固态电容(11)，所述输出同步整流及type-c电路板(3)内侧顶部设置有type-c插口(12)，所述type-c插口(12)与所述接线插口(6)位置相同。

4.根据权利要求3所述的一种小体积gan充电器，其特征在于，所述输入emc反馈电路板(4)靠近所述输出同步整流及type-c电路板(3)的一侧开设有整流空槽(13)，所述输入emc反馈电路板(4)靠近所述pwm变压器电路板(5)的一侧开设有变压空槽(14)。

5.根据权利要求4所述的一种小体积gan充电器，其特征在于，所述输入emc反馈电路板(4)内侧顶部设置有y电容(15)，所述输入emc反馈电路板(4)内侧底部两侧分别设置有保险丝(16)与共模电感(17)。

6.根据权利要求5所述的一种小体积gan充电器，其特征在于，所述pwm变压器电路板(5)内侧顶部设置有高频变压器(18)，所述pwm变压器电路板(5)内侧底部设置有电解电容(19)。

7.根据权利要求6所述的一种小体积gan充电器，其特征在于，所述电解电容(19)的数量为三个且呈等边三角形排列，所述电解电容(19)外侧套设有pc罩(20)。

8.根据权利要求6所述的一种小体积gan充电器，其特征在于，所述输出同步整流及type-c电路板(3)用于输出同步整流，利用所述type-c插口(12)向设备进行充电。

9.根据权利要求6所述的一种小体积gan充电器，其特征在于，所述输入emc反馈电路板(4)用于处理电磁兼容性问题，减小电磁干扰，避免充电过程中对其他电子设备产生干扰，同时负责实施监测输入电流与电压，进行反馈控制与过压过流保护。

10.根据权利要求6所述的一种小体积gan充电器，其特征在于，所述pwm变压器电路板(5)用于利用脉宽调制技术调整输出电压，并接收所述输入emc反馈电路板(4)的反馈信号进行电压调整。

技术总结
本发明公开了一种小体积GaN充电器，涉及充电器技术领域，该主体壳底端设置有插脚壳，主体壳内部三个侧壁分别设置有输出同步整流及TYPE‑C电路板、输入EMC反馈电路板及PWM变压器电路板；主体壳顶端一侧设置有接线插口，插脚壳内顶部设置有插脚接线座，插脚壳底端设置有导电插片。本发明通过将实现设备快速充电的电路板划分为3块电路板，即输出同步整流及TYPE‑C电路板、输入EMC反馈电路板以及PWM变压器电路板，能够利用GaN Mos管高频率低损耗的优势，通过合理布局有效利用空间，减小了充电器的体积，从而有效提高充电器的便携性。

技术研发人员：徐伟,张雄峰,詹海峰,黄玲军,冷昭君
受保护的技术使用者：湖南炬神电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7