迷你型车载充电器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种充电器，特别涉及一种迷你型的车载充电器。
【背景技术】
[0002] 随着汽车保有量的不断增多，车载充电器的用量也随之增多，同时，人们对车载充 电器大小、外形及色彩也有了较多要求。
[0003] 现有技术中的车载充电器由于其中的充电电路所用的电感尺寸较大、用于续流的 二极管等部件焊接在电路板上，这都会占用充电器机壳内的较多空间，由此，导致该类充电 器在小型化方面遇到了较大的瓶颈。
[0004] 多年以来，众多消费者们一直致力于追求车载充电器的小型化、外观精美化，而各 商家在大打价格战的同时，也在苦苦寻觅和追求既能迎合大众的消费心理，又能使其成本 低廉、外观小型精美的车载充电器。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型要解决的技术问题是提供一种成本低、能耗小、工作温度低的迷你型 车载充电器。
[0006] 为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
[0007] 本实用新型的迷你型车载充电器，包括机壳、设置于机壳内的充电电路、与Buck电 感相连接的续流二极管和连接在USB电压输出端之间用以识别USB充电类型的识别电阻单 元，所述充电电路中的Buck电感采用200kHz的工作频率，该电感所用的磁环采用T10*6*5型 号的铁硅铝磁环。
[0008] 所述充电电路包括充电器输入端、电源芯片和USB输出端，其中，电源芯片采用型 号为UP9XXX的充电芯片。
[0009] 所述续流二极管内置于所述的电源芯片中。
[0010] 所述识别电阻单元内置于所述的电源芯片中。
[0011] 所述机壳的最大外径X轴向长度低至27mm X 42.4mm。
[0012]连接于所述充电器输入端的保险丝采用SMD型的微型保险部件。
[0013] 与现有技术相比，本实用新型将外置的续流二极管和用于识别USB充电类型的识 别电阻单元内置于电源芯片中，再通过提高Buck电感的工作频率，使用体积较小的电感磁 环，使得本实用新型的车载充电器外形尺寸在小型化方面取得了较大突破。本实用新型成 本低廉、结构简单、易于生产，其在车载充电器行业为首创。
【附图说明】
[0014] 图1为现有技术中车载充电器的电路原理图。
[0015] 图2为本实用新型的车载充电器的电路原理图。
[0016] 图3为图1中的PCB板上部件分布示意图。
[0017]图4为图2中的PCB板上部件分布示意图。
[0018]图5为图1中的充电器外形示意图。
[0019] 图6为图2中的充电器外形示意图。
[0020] 图7为本实用新型的充电器中的电源芯片中内置的MOS管的电路图。
【具体实施方式】
[0021] 本实用新型的迷你型车载充电器，主要包含电路的精简设计以及该充电器外形结 构的小型化，使得该充电器成品的外形尺寸大大减小。如图6所示，本实用新型的机壳外形 尺寸为:最大外径b2 X轴向长度a2可低至27mmX42.4mm(而现有技术中的最大外径bl X轴 向长度al为27_X 57.8mm，参见图5)。本实用新型包括形似座钟式的机壳、设置于机壳内的 充电电路。
[0022] 所述充电电路包括充电器输入端、电源芯片U2和USB输出端，其中，电源芯片U2采 用型号为UP9XXX的充电芯片。本实用新型的特点之一是:将现有技术中的车载充电器上外 置的与Buck电感相连接的续流二极管和连接在USB电压输出端之间用以识别USB充电类型 的识别电阻单元(如图1所示，该识别电阻单元由外置的第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻 R9和第十电阻RlO构成）内置于所述的电源芯片U2里。通过该充电芯片提高所述Buck电感的 工作频率至200kHz，相应的采用体积较小的电感磁环(本实用新型采用T10*6*5型号的铁硅 铝磁环）。本实用新型从电路的设计方面进行了简化，大大简化了电路设计和功能调试的复 杂性，有效降低成本。
[0023] 另外，本实用新型改变保险丝的安装方式，将连接于所述充电器输入端的保险丝 由原来传统的管状封装形式改为SMD型的微型保险部件直接焊接在PCB上面，而不再是安装 在正极输入弹片的位置，使得其占用较小的壳内空间，进一步缩减了该充电器的外型尺寸， 为机壳小型化所做的贡献非常明显。
[0024] 以下对本实用新型进行详细说明，其所采用的技术方案包括以下三个方面：
[0025] 一、将现有技术中的续流二极管Dl(如图1所示）内置于本实用新型的电源芯片U2 中（如图2所示），电源芯片U2的外围不再外设所述的续流二极管，实现了产品小型化的第一 步。
[0026] 二、如图2所示，本实用新型的电源芯片U2采用型号为UP9XXX的充电芯片，而且加 大其工作频率，即由现有的IOOkHz加大到200kHz，这就大大减小了BUCK电感L2的外形尺寸， 磁环由原来的T14*8*4 (见图1中的L1，该尺寸表示磁环的外径、高和内径)减小到图2中的L2 所用的T10*6*5的磁环(参见图3和图4对比）实现了产品小型化的第二步。
[0027] 其理论计算如下：
[0028]本实用新型通过以下四个公式计算出所述电感所用线圈铜线的截面积。
[0033] 其中，
[0034] L-电感量、Vin -充电器的输入电压、Vout-输出电压、Fsv-电感工作频率、 Kripple-纹波电流系数、AL-磁导率、N-电感线圈匝数、s-线圈铜线截面积、P-电流密 度。
[0035]设定：
[0036] 1、现有技术
[0037] 当Fsv = IOOkHz，Vin = 24V，Vout = 5V，最大输出电流IIoadmax = 2 · 4A，Kripple = 0 · 3，AL = 56nH时，则有L = 55μΗ，N=31 Ts;
[0038] 若设定 ρ = 5A/mm2，则，s = 0 · 48mm2，线圈铜线的线径d = 0 · 78mm。
[0039] 若用0.78mm线径的铜线绕31匝时，所用磁环以铁硅铝磁环为例，需用KS055 - 125A 规格的磁环，此时，该磁环的本体尺寸（即磁环的轴向长度）为0.55英寸X 25.4mm = 13.97mm，实际绕制后成品的轴向长度为16.2mm。
[0040] 2、本实用新型
[0041 ] 当Fsv = 200KHz，Vin、Vout、最大输出电流Ii〇admax、Kripple和AL与现有技术相同 时，则有 L = 27yH，N=21Ts;
[0042] 与现有技术相同，p = 5A/mm2，则，s = 0.48mm2，线圈铜线的线径d = 0.78mm。
[0043]同样，用0.78mm线径的铜线绕21匝时，所用磁环以铁硅铝磁环为例，需用KS040 - 125A规格的磁环，此时，该磁环的本体尺寸（即磁环的轴向长度）为0.4英寸X 25.4mm = 10.16mm，实际绕制后成品的轴向长度为12. Imm0
[0044] 比较结论:本实用新型与现有技术相比，电感线圈匝数N少了 10圈，成品的轴向长 度少了 4mm。本实用新型提高了系统的工作频率，使得Buck电感的安装尺寸大幅度减小。
[0045] 本实用新型所使用的电感采用铁硅铝磁环。
[0046] 铁硅铝材质特性说明如下：
[0047] 随着电子技术的迅猛发展，对电子器件的高频化、高功率密度化、小型化及抗电磁