一种电路板堆叠结构及充电器的制作方法

1.本技术涉及充电器技术领域，特别是一种电路板堆叠结构及充电器。


背景技术：

2.随着信息需求和人民生活水平的提高，人们对电子产品的需求日益增高。相应地，人们对这些电子产品的电量需求也越来越大，通常这些电子产品在充电时会连接充电器以保证输入稳定的电压及电流。
3.为了扩展充电器的用途，例如，一个充电器同时为多个电子设备充电，充电器通常会设置多个输出接口。各个输出接口的输出功率一般由与其对接的用电设备和充电器的总额定功率决定。
4.为了合理分配输出功率至不同的输出接口，一般会设置用于检测并调节不同输出接口输出功率的控制电路，现有控制电路的电路板堆叠结构较为复杂，使得电路板的体积较大，充电器的生产成本相应较高。


技术实现要素：

5.鉴于所述问题，提出了本技术以便提供克服所述问题或者至少部分地解决所述问题的电路板堆叠结构及充电器，包括：
6.一种电路板堆叠结构，包括：电路板、交流输入接口、交流滤波电路、整流滤波电路、pfc升压电路、直流滤波电路、llc转换电路、转换变压器电路、次级整流滤波电路、电压回馈电路、pfc+llc数字控制芯片和若干输出接口；其中，所述pfc+llc数字控制芯片包括集成在同一芯片封装中的pfc控制电路和llc控制电路；
7.所述交流滤波电路、所述整流滤波电路、所述pfc升压电路、所述直流滤波电路、所述转换变压器电路和所述输出接口设置在所述电路板的器件面；所述交流输入接口、所述llc转换电路、所述电压回馈电路、所述pfc+llc数字控制芯片和所述次级整流滤波电路设置在所述电路板的铜箔面；
8.所述交流滤波电路、所述整流滤波电路、所述pfc升压电路、所述直流滤波电路和所述转换变压器电路依次邻接设置。
9.优选地，所述pfc升压电路包括pfc电感；所述pfc电感为扁平状矩形结构；所述pfc电感贴设于所述电路板的表面；所述pfc电感包括第一线圈、第一磁芯和支架；所述第一磁芯的端部安装在所述支架内部；所述第一线圈绕制在所述第一磁芯的第一中心柱上；所述支架对应所述第一线圈的电极引脚的位置设有出线槽；所述电极引脚的末端通过所述出线槽延伸至所述支架外部。
10.优选地，所述llc转换电路包括谐振电感；所述谐振电感为扁平状矩形结构；所述谐振电感贴设于所述电路板的表面；所述谐振电感包括第二线圈和第二磁芯；所述第二线圈绕制在所述第二磁芯的第二中心柱上。
11.优选地，所述转换变压器电路包括平面变压器；所述平面变压器为扁平状矩形结
构；所述平面变压器贴设于所述电路板的表面；所述平面变压器包括pcb线圈和第三磁芯；所述第三磁芯内部设有开槽；所述开槽内部设有安装块；所述pcb线圈套设在所述安装块外部；所述pcb线圈的两端均延伸至所述第三磁芯外部。
12.优选地，所述交流滤波电路设置在所述电路板的右上端；所述整流滤波电路设置在所述交流滤波电路的左下侧；所述pfc升压电路设置在所述整流滤波电路的左上侧；所述直流滤波电路设置在所述整流滤波电路的左侧，并且对应于所述pfc升压电路的下侧；所述转换变压器电路设置在所述直流滤波电路的下侧；所述输出接口设置在所述电路板的左侧边缘，并且对应于所述pfc升压电路、所述直流滤波电路和所述转换变压器电路的左侧；所述输出接口的输出端朝向左侧；所述pfc升压电路与所述电路板的上端边缘齐平。
13.优选地，所述交流输入接口设置在所述电路板远离所述输出接口的侧边；所述交流输入接口的输入端与所述输出接口的输出端背向设置。
14.优选地，所述电路板的轮廓为矩形；所述电路板靠近所述整流滤波电路和所述转换变压器电路的一角设有条形缺口；所述电路板的其余三角处均设有倒角或圆角；所述电路板表面对应于所述pfc升压电路和所述输出接口之间的位置设有条形缺口。
15.优选地，所述输出接口包括一个usb-a接口和两个type-c接口；一个所述usb-a接口和两个所述type-c接口的输出端并排等距设置。
16.优选地，所述usb-a接口的外侧壁的四条棱上和内侧壁的四条棱上均设有圆角；所述usb-a接口的截面与内侧壁的连接处设有倒角或圆角；所述type-c接口的外侧壁的四条棱上和内侧壁的四条棱上均设有圆角；所述type-c接口的截面与内侧壁的连接处设有倒角或圆角。
17.一种充电器，包括：如上述所述的电路板堆叠结构以及设置在所述电路板堆叠结构外部的外壳；所述外壳对应所述交流输入接口的输入端设有输入通孔；所述外壳对应所述输出接口的输出端设有输出通孔。
18.本技术具有以下优点：
19.在本技术的实施例中，通过电路板、交流输入接口、交流滤波电路、整流滤波电路、pfc升压电路、直流滤波电路、llc转换电路、转换变压器电路、次级整流滤波电路、电压回馈电路、pfc+llc数字控制芯片和若干输出接口；其中，所述pfc+llc数字控制芯片包括集成在同一芯片封装中的pfc控制电路和llc控制电路；所述交流滤波电路、所述整流滤波电路、所述pfc升压电路、所述直流滤波电路、所述转换变压器电路和所述输出接口设置在所述电路板的器件面；所述交流输入接口、所述llc转换电路、所述电压回馈电路、所述pfc+llc数字控制芯片和所述次级整流滤波电路设置在所述电路板的铜箔面；所述交流滤波电路、所述整流滤波电路、所述pfc升压电路、所述直流滤波电路和所述转换变压器电路依次邻接设置，可以将所述pfc控制电路和所述llc控制电路整合集成在一个控制芯片内，在满足对电源输出稳定性的要求的同时优化了电路结构、减少元器件的数量，并且使得同类的元器件布置到一起，方便走线，此外，各个元器件之间排列紧密，能够缩小电路板的体积，降低生产成本。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对本技术的描述中所需要使用的附
图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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。
21.图1是本技术一实施例提供的一种充电电路的原理图；
22.图2是本技术一实施例提供的一种充电电路的电路图；
23.图3是本技术一实施例提供的一种电路板堆叠结构的结构示意图；
24.图4是本技术一实施例提供的一种电路板堆叠结构的另一结构示意图；
25.图5是本技术一实施例提供的一种电路板堆叠结构中pfc电感的结构示意图；
26.图6是本技术一实施例提供的一种电路板堆叠结构中谐振电感的结构示意图；
27.图7是本技术一实施例提供的一种电路板堆叠结构中平面变压器的结构示意图。
28.说明书附图中的附图标记如下：
29.1、交流输入接口；2、交流滤波电路；3、整流滤波电路；4、pfc升压电路；411、第一线圈；412、第一磁芯；413、支架；5、直流滤波电路；6、llc转换电路；611、第二线圈；612、第二磁芯；7、转换变压器电路；711、pcb线圈；712、第三磁芯；8、次级整流滤波电路；9、电压回馈电路；10、pfc+llc数字控制芯片；11、输出接口；111、usb-a接口；112、type-c接口；12、电路板。
具体实施方式
30.为使本技术的所述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
31.参照图1-2，示出了本技术一实施例提供的一种充电电路，包括：交流输入接口1、交流滤波电路2、整流滤波电路3、pfc升压电路4、直流滤波电路5、llc转换电路6、转换变压器电路7、次级整流滤波电路8、电压回馈电路9、pfc+llc数字控制芯片10和若干输出接口11；其中，所述pfc+llc数字控制芯片10包括集成在同一芯片封装中的pfc控制电路和llc控制电路；所述交流输入接口1、所述交流滤波电路2、所述整流滤波电路3、所述pfc升压电路4、所述直流滤波电路5、所述llc转换电路6、所述转换变压器电路7、所述次级整流滤波电路8和所述输出接口11依次电连接；所述次级整流滤波电路8、所述电压回馈电路9和所述pfc+llc数字控制芯片10依次电连接；所述pfc+llc数字控制芯片10分别与所述pfc升压电路4和所述llc转换电路6电连接；
32.所述交流输入接口1连接电源并将电源信号输出至所述交流滤波电路2；所述交流滤波电路2对输入的电源信号进行滤波后输出至所述整流滤波电路3；所述整流滤波电路3对输入的电信号进行整流、滤波后输出至所述pfc升压电路4；所述pfc升压电路4对输入的电信号进行功率因数校正后输出至所述直流滤波电路5；所述直流滤波电路5对输入的电信号进行滤波后输出至所述llc转换电路6；所述llc转换电路6对输入的电信号进行脉冲频率调制后输出至所述转换变压器电路7；所述转换变压器电路7对输入的电信号进行电压转换后输出至所述次级整流滤波电路8；所述次级整流滤波电路8对输入的电信号进行整流、滤波后输出至所述输出接口11；所述电压回馈电路9将所述次级整流滤波电路8的电信号反馈至所述pfc+llc数字控制芯片10；所述pfc+llc数字控制芯片10接收反馈信号后，输出控制信号至所述pfc升压电路4和所述llc转换电路6，控制所述pfc升压电路4和所述llc转换电
路6的能量输出。
33.在本技术的实施例中，通过交流输入接口1、交流滤波电路2、整流滤波电路3、pfc升压电路4、直流滤波电路5、llc转换电路6、转换变压器电路7、次级整流滤波电路8、电压回馈电路9、pfc+llc数字控制芯片10和若干输出接口11；其中，所述pfc+llc数字控制芯片10包括集成在同一芯片封装中的pfc控制电路和llc控制电路；所述交流输入接口1、所述交流滤波电路2、所述整流滤波电路3、所述pfc升压电路4、所述直流滤波电路5、所述llc转换电路6、所述转换变压器电路7、所述次级整流滤波电路8和所述输出接口11依次电连接；所述次级整流滤波电路8、所述电压回馈电路9和所述pfc+llc数字控制芯片10依次电连接；所述pfc+llc数字控制芯片10分别与所述pfc升压电路4和所述llc转换电路6电连接；所述交流输入接口1连接电源并将电源信号输出至所述交流滤波电路2；所述交流滤波电路2对输入的电源信号进行滤波后输出至所述整流滤波电路3；所述整流滤波电路3对输入的电信号进行整流、滤波后输出至所述pfc升压电路4；所述pfc升压电路4对输入的电信号进行功率因数校正后输出至所述直流滤波电路5；所述直流滤波电路5对输入的电信号进行滤波后输出至所述llc转换电路6；所述llc转换电路6对输入的电信号进行脉冲频率调制后输出至所述转换变压器电路7；所述转换变压器电路7对输入的电信号进行电压转换后输出至所述次级整流滤波电路8；所述次级整流滤波电路8对输入的电信号进行整流、滤波后输出至所述输出接口11；所述电压回馈电路9将所述次级整流滤波电路8的电信号反馈至所述pfc+llc数字控制芯片10；所述pfc+llc数字控制芯片10接收反馈信号后，输出控制信号至所述pfc升压电路4和所述llc转换电路6，控制所述pfc升压电路4和所述llc转换电路6的能量输出，可以将所述pfc控制电路和所述llc控制电路整合集成在一个控制芯片内，能够满足对电源输出稳定性的要求，同时优化了电路结构，减少元器件的数量，降低生产成本。
34.下面，将对本示例性实施例中一种充电电路作进一步地说明。
35.本实施例中，所述交流滤波电路2包括共模电感lf1、共模电感lf2、安规电容cx2、安规电容cx3、储能电感l1和可变电阻vd1；所述共模电感lf1和所述共模电感lf2可以抑制输入电信号中的高频共模噪声，所述安规电容cx2和所述安规电容cx3可以滤除输入电信号中的低频差模噪声。所述共模电感lf1、所述共模电感lf2、所述安规电容cx2和所述安规电容cx3共同组成π型lc滤波器，可以有效去除电源信号中不需要的谐波。
36.本实施例中，所述整流滤波电路3包括整流子电路和滤波子电路；所述整流子电路包括整流桥堆bd1，可以将交流电整流为直流电；所述滤波子电路包括电容c78-a、电容c80-a、电容c85-a、电容c78、电容c80和电容c85；所述电容c78-a、所述电容c80-a、所述电容c85-a并联后与所述电容c78、所述电容c80、所述电容c85并联，可以使输出的直流电波形平稳，实现较好的滤波效果。
37.本实施例中，所述pfc升压电路4包括pfc电感l6、电容c8、整流管d9、电容c9、电阻la1、电阻la2、芯片q2、稳压二极管zd1、电容c7、电阻r2、电阻r1、电阻r3、电容c5、电容c6、电容c10和开关q19，可以将输入电压从100-350vdc升压稳定在400vdc，使得电路的pfc值大于0.95，提高电源利用率。
38.本实施例中，所述直流滤波电路5包括整流管d10、电解电容ec1、电容c87、电容c77、电容c76、电容c79和电容c88；所述整流管d10可以将脉冲电整流成直流电并储存在所述电解电容ec1中；所述电容c87、所述电容c77、所述电容c76、所述电容c79和所述电容c88
并联，可以使输出的直流电波形平稳，实现较好的滤波效果。
39.本实施例中，所述llc转换电路6包括上开关q11、电阻r84、下开关q15、电阻r93、谐振电容c81、谐振电感l2、整流管d12、整流管d13、电阻r98、电解电容ec3、谐振电容c89和谐振电容c102，可以随负载变化改变工作频率。
40.本实施例中，所述转换变压器电路7包括平面变压器t1、谐振电容c80、电阻r89、谐振电容c82和电阻r99，其阻抗随工作频率而变化。所述llc转换电路6和所述转换变压器电路7能够根据负载变化调节分压器阻抗，从而获得所需的输出电压。
41.本实施例中，所述次级整流滤波电路8包括开关管q4b、电阻r85、电解电容ec4、电解电容ec5、电解电容ec6、开关管q5b、电阻r96、芯片u11、电容c105、电阻r114、电阻r115、晶体三极管q18、电容c106和电阻r116，可以对所述转换变压器电路7产生的电压进行整流、滤波，然后输出至所述输出接口11。
42.本实施例中，所述输出接口11包括两个或以上，优选为三个；所述输出接口11可以是usb-a接口、type-c接口、mini usb接口、lightning接口和30-pin接口中的任意一种或几种。通过设置所述输出接口11，可以同时连接两个或以上与其适配的用电设备并提供电压输出。
43.本实施例中，所述电压回馈电路9包括电阻r129、电阻r130、电阻r136、电容c4、电容c101、电容c103、电容c104、电阻r126、电阻r132、电阻r133、电容c202、稳压二极管u16、发光二极管u14a、可变电阻rt1、电阻r120、电容c100、晶体三极管u14b和电容c99，可以将所述次级整流滤波电路8的电信号反馈至所述pfc+llc数字控制芯片10。
44.本实施例中，所述pfc+llc数字控制芯片10包括控制芯片u12、电容c83、电阻r112、电容c86、电容c84、电容c90、电阻r119、电阻r117、电容c91、电容c92、电阻r135、电容c98、电容c97、电容c96、电容c95、电阻r122、电阻r121、电容c94、整流管d14、电阻r101、电阻r104、电阻r110、整流管d18、电阻r102、电阻r103、电阻r105、电阻r111和电阻r107，可以输出控制信号至所述pfc升压电路4和所述llc转换电路6，控制所述pfc升压电路4和所述llc转换电路6的能量输出。所述pfc+llc数字控制芯片10综合了pfc和llc的特性，能够满足对电源输出稳定性的要求，同时优化了电路结构，减少元器件的数量，降低生产成本。
45.参照图3-4，示出了本技术一实施例提供的一种电路板堆叠结构，具体可以包括：电路板12以及如上述所述的充电电路；
46.所述交流滤波电路2、所述整流滤波电路3、所述pfc升压电路4、所述直流滤波电路5、所述转换变压器电路7和所述输出接口11设置在所述电路板12的器件面；所述交流输入接口1、所述llc转换电路6、所述电压回馈电路9、所述pfc+llc数字控制芯片10和所述次级整流滤波电路8设置在所述电路板12的铜箔面；
47.所述交流滤波电路2、所述整流滤波电路3、所述pfc升压电路4、所述直流滤波电路5和所述转换变压器电路7依次邻接设置。
48.在本技术的实施例中，通过电路板12以及如上述所述的充电电路；所述交流滤波电路2、所述整流滤波电路3、所述pfc升压电路4、所述直流滤波电路5、所述转换变压器电路7和所述输出接口11设置在所述电路板12的器件面；所述交流输入接口1、所述llc转换电路6、所述电压回馈电路9、所述pfc+llc数字控制芯片10和所述次级整流滤波电路8设置在所述电路板12的铜箔面；所述交流滤波电路2、所述整流滤波电路3、所述pfc升压电路4、所述
直流滤波电路5和所述转换变压器电路7依次邻接设置，可以将所述pfc控制电路和所述llc控制电路整合集成在一个控制芯片内，在满足对电源输出稳定性的要求的同时优化了电路结构、减少元器件的数量，并且使得同类的元器件布置到一起，方便走线；此外，各个元器件之间排列紧密，能够缩小所述电路板12的体积，降低生产成本。
49.下面，将对本示例性实施例中一种电路板堆叠结构作进一步地说明。
50.参照图5，本实施例中，所述pfc升压电路4包括pfc电感l6；所述pfc电感l6为扁平状矩形结构；所述pfc电感l6贴设于所述电路板12的表面；所述pfc电感l6包括第一线圈411、第一磁芯412和支架413；所述第一磁芯412的端部安装在所述支架413内部；所述第一线圈411绕制在所述第一磁芯412的第一中心柱上；所述支架413对应所述第一线圈411的电极引脚的位置设有出线槽；所述电极引脚的末端通过所述出线槽延伸至所述支架413外部。所述pfc电感l6为贴片式绕线电感，适合于平面贴装，具有高能量储存和低电阻等优点。
51.参照图6，本实施例中，所述llc转换电路6包括谐振电感l2；所述谐振电感l2为扁平状矩形结构；所述谐振电感l2贴设于所述电路板12的表面；所述谐振电感l2包括第二线圈611和第二磁芯612；所述第二线圈611绕制在所述第二磁芯612的第二中心柱上。所述谐振电感l2为贴片式绕线电感，适合于平面贴装，具有高能量储存和低电阻等优点。
52.参照图7，本实施例中，所述转换变压器电路7包括平面变压器t1；所述平面变压器t1为扁平状矩形结构；所述平面变压器t1贴设于所述电路板12的表面；所述平面变压器t1包括pcb线圈711和第三磁芯712；所述第三磁芯712内部设有开槽；所述开槽内部设有安装块；所述pcb线圈711套设在所述安装块外部；所述pcb线圈711的两端均延伸至所述第三磁芯712外部。所述平面变压器t1外形方正，适合于平面贴装，具有体积小、工作频率高等优点。
53.本实施例中，所述交流滤波电路2设置在所述电路板12的右上端；所述整流滤波电路3设置在所述交流滤波电路2的左下侧；所述pfc升压电路4设置在所述整流滤波电路3的左上侧；所述直流滤波电路5设置在所述整流滤波电路3的左侧，并且对应于所述pfc升压电路4的下侧；所述转换变压器电路7设置在所述直流滤波电路的下侧；所述输出接口11设置在所述电路板12的左侧边缘，并且对应于所述pfc升压电路4、所述直流滤波电路5和所述转换变压器电路7的左侧；所述输出接口11的输出端朝向左侧；所述pfc升压电路4与所述电路板12的上端边缘齐平。本实施例中各个元器件之间排列紧密、整齐且互不干涉，便于识别和走线；此外，位于边缘位置的元器件的外形与所述电路板12的轮廓相适应，能够进一步缩小所述电路板12的体积，降低生产成本。
54.本实施例中，所述交流输入接口1设置在所述电路板12远离所述输出接口11的侧边；所述交流输入接口1的输入端与所述输出接口11的输出端背向设置。通过将所述交流输入接口1与所述输出接口11背向设置在所述电路板12的两侧，能够使得强弱电分开，避免造成电磁干扰。
55.本实施例中，所述电路板12的轮廓为矩形；所述电路板12靠近所述整流滤波电路3和所述转换变压器电路7的一角设有条形缺口；所述电路板12的其余三角处均设有倒角或圆角；所述电路板12表面对应于所述pfc升压电路4和所述输出接口11之间的位置设有条形缺口。
56.本实施例中，所述输出接口11包括一个usb-a接口111和两个type-c接口112，可以
同时连接一个与所述usb-a接口111适配的用电设备和两个与所述type-c接口112适配的用电设备并提供电压输出。
57.本实施例中，一个所述usb-a接口111和两个所述type-c接口112的输出端并排等距设置。具体地，所述usb-a接口111设置于所述电路板12的左前方，两个所述type-c接口112设置于所述usb-a接口111的后方，三个所述输出接口11的前后跨度与所述电路板12的宽度相对应，能够充分利用所述电路板12表面的堆叠空间。
58.本实施例中，所述usb-a接口111的外侧壁的四条棱上和内侧壁的四条棱上均设有圆角，能够增强所述usb-a接口111的美观性；所述usb-a接口111的截面与内侧壁的连接处设有倒角或圆角，能够实现所述usb-a接口111与公头的快速对接，避免公头刮花。
59.本实施例中，所述type-c接口112的外侧壁的四条棱上和内侧壁的四条棱上均设有圆角，能够增强所述type-c接口112的美观性；所述type-c接口112的截面与内侧壁的连接处设有倒角或圆角，能够实现所述type-c接口112与公头的快速对接，避免公头刮花。
60.在本技术一实施例，本技术还提供一种充电器，具体可以包括：如上述所述的电路板堆叠结构以及设置在所述电路板堆叠结构外部的外壳；所述外壳对应所述交流输入接口的输入端设有输入通孔；所述外壳对应所述输出接口的输出端设有输出通孔。需要说明的是，所述外壳的形状与所述电路板堆叠结构相适配，可以进一步缩小所述充电器的体积，降低生产成本，所述充电器便于携带和收纳，适合在各种场景下使用。
61.尽管已描述了本技术实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术实施例范围的所有变更和修改。
62.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
63.以上对本技术所提供的一种充电电路、电路板堆叠结构及充电器，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。