ES2321541T3

ES2321541T3 - Unidad de fuente de alimentacion del tipo de enchufe.

Info

Publication number: ES2321541T3
Application number: ES06014158T
Authority: ES
Inventors: Zhou Zhenghong
Original assignee: Tinyplug Tech Shenzhen Ltd
Current assignee: Tinyplug Tech Shenzhen Ltd
Priority date: 2006-07-07
Filing date: 2006-07-07
Publication date: 2009-06-08
Anticipated expiration: 2026-07-07
Also published as: DE602006004333D1; EP1876695A1; EP1876695B1; ATE418176T1; DK1876695T3

Abstract

Una unidad de fuente de alimentación del tipo de enchufe, que comprende: una carcasa (100) que comprende una tapa superior y una tapa inferior, una pared frontal (130) definida por la tapa superior y la tapa inferior, una porción de enchufe (150) asegurada a la pared frontal (130) de la carcasa (100), un cordón de bajo voltaje (200) que se extiende desde dicha carcasa (100), y un circuito de fuente de alimentación del modo de conmutación montado sobre una PCB (300) incorporado dentro de dicha carcasa (100), en el que la porción de enchufe (150) es adecuada para conducir la energía eléctrica desde el suministro de potencia de la red y comprende una base de enchufe (21) y un par de terminales de conexión (23) que se extienden desde la base de enchufe (21), en el que cada sección transversal de dicha carcasa (100) paralela a la base de enchufe no excede la configuración de la sección transversal de la cara de enchufe de un enchufe tipo Europeo de acuerdo con la normativa EN 50075, y en el que dicho circuito de fuente de alimentación del modo de conmutación comprende un transformador (T1) para convertir la potencia y un condensador (C1) para regular el voltaje de entrada, y un eje central de dicho condensador (C1) que está dispuesto de forma paralela a la dirección de dicha PCB (300), estando la unidad de fuente de alimentación del tipo de enchufe caracterizada porque dicho circuito de fuente de alimentación del modo de conmutación comprende un circuito integrado de control (U1) con una frecuencia de oscilación de conmutación, y porque la unidad de fuente de alimentación del tipo de enchufe, comprende: una pluralidad de ranuras (25, 26) formadas en dicha PCB entre un lado de alto voltaje peligroso y un lado de bajo voltaje de dicho circuito de fuente de alimentación del modo de conmutación, y una pluralidad de nervios (8, 10) que se extienden desde la pared interior de dicha carcasa (100), correspondiendo uno de los nervios (8) a una de las ranuras (25) de la pluralidad de ranuras (25) en dicha PCB (300), estando la pluralidad de nervios no sólo para aislar componentes o hilos de ambos lados de dicha ranura (25) de dicha PCB (300) sino también para fortalecer la integridad mecánica de dicha carcasa (100).

Description

Unidad de fuente de alimentación del tipo de enchufe.

Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención

La presente invención se refiere a dispositivos de fuente de alimentación, y de forma particular a una unidad de fuente de alimentación del tipo de enchufe que tiene una función de fuente de alimentación de corriente alterna a corriente continua (AC/DC) y cuya configuración estructural cumple con la Normativa Europea EN 50075 y puede insertarse dentro de un receptáculo normalizado Europeo.

2. Descripción de la técnica anterior

Hoy en día, la mayor parte de los productos eléctricos, especialmente los productos electrónicos portátiles de consumo, tales como los teléfonos móviles, reproductores mp3, reproductores de CD y así sucesivamente, necesitan una potencia de bajo voltaje, a menudo entre 3v y 5v, y tienen bajo consumo de potencia desde 1w hasta 20w. Convencionalmente se necesita una unidad de fuente de alimentación con una función de conversión de AC/DC para conseguir el bajo voltaje. Las tecnologías electrónicas involucran productos electrónicos que se hacen cada vez más pequeños y son portátiles e inteligentes. Por consiguiente, las dimensiones y la configuración estructural de las unidades de fuente de alimentación tienen que cumplir especificaciones más rigurosas.

A lo largo del tiempo ha habido varias invenciones enfocadas en la integración de convertidores de AC/DC en los enchufes de red usados para el suministro de potencia de red. A lo largo de todo el mundo existen diferentes normativas para dispositivos electrónicos, y las fuentes de alimentación de AC/DC deben cumplir con estas normativas. Un conjunto de tales normativas son las normativas IEC. La normativa IEC 60950 describe los requisitos mínimos para equipos eléctricos con respecto al aislamiento, y distancias mínimas entre componentes con diferentes niveles de voltaje. La normativa IEC 61000 describe los requisitos mínimos para la compatibilidad electromagnética (EMC). Usualmente también se proponen algunas normativas para la forma de los dispositivos eléctricos/electrónicos. En el caso de dispositivos de enchufe, se propone y se aplica la normativa EN 50075 para los dispositivos de enchufe en los Estados Unidos. En lo siguiente el tamaño del enchufe se referirá a un enchufe del tipo Europeo.

El dispositivo de enchufe es de dimensiones físicas pequeñas, requiriendo de este modo una atención especial en la disposición de los componentes para cumplir con las normativas tales como las normativas IEC, sin embargo, las técnicas anteriores sólo han conseguido cumplir parcialmente una integración de la fuente de alimentación de AC/DC dentro de un dispositivo del tipo de enchufe hasta un grado que es principalmente debido al tamaño físico del circuito de conversión que anteriormente tendía a ser grande y voluminoso.

El documento US 4273406 describe una fuente de alimentación de AC/DC acomodada dentro de un dispositivo de enchufe. En este dispositivo de fuente de alimentación se guarda un transformador del tipo lineal en una carcasa cilíndrica de dos partes que se sujetan con un tornillo. Hay varios inconvenientes en dicha invención debido a la aplicación de un gran transformador del tipo lineal. El inconveniente más serio es que la carcasa el grande y pesada. Además, el enchufe no se ajusta fácilmente dentro de las bases del tipo Europeo.

El documento WO 01/08270 describe un adaptador de AC/DC de un tipo similar al del documento US 427406. La invención de acuerdo con el documento WO 01/08270 encaja dentro de las bases de tipo Europeo, sin embargo, esto se consigue teniendo una sección con los conectores de entrada adaptados para su inserción dentro de la base. Los restantes componentes se alojan en un gran compartimiento adjunto a esta sección.

Actualmente, la mayor parte de los dispositivos de fuentes de alimentación adoptan los circuitos de fuentes de alimentación del modo de conmutación (SMPS). El documento WO 95/06177, equivalente al modelo de utilidad Alemán G 9320893U1, describe un enchufe tipo Europeo con una fuente de alimentación incorporada. El circuito SMPS descrito es un convertidor del tipo Inverso. Sin embargo, la publicación no describe cómo puede disponerse el circuito SMPS en el interior del dispositivo de enchufe y al mismo tiempo cumplir con las normativas requeridas.

Uno de los problemas con este tipo de circuito SMPS es que el dieléctrico y las distancias de holgura deben ser de aproximadamente 5 mm para que el producto apruebe las normativas de seguridad.

Las fuentes de alimentación AC/DC de la técnica anterior no han podido explotar las ventajas de la tecnología de conmutación y que al mismo tiempo ofrezcan un diseño compacto que encaje dentro de los enchufes de red del tipo Europeo. Las dos principales razones son que a medida que las dimensiones se reducen, se presentan un nuevo conjunto de problemas debido al aislamiento requerido entre el lado del primario y el lado del secundario, y se presentan problemas en relación con la EMC debido a la tecnología de conmutación. Varios problemas dentro de los diferentes campos técnicos tendrán que resolverse simultáneamente para construir un dispositivo de enchufe con pequeñas dimensiones, preferiblemente del tamaño del tipo Europeo o incluso más pequeño.

Breve sumario de la invención

Un objetivo de la presente invención es proporcionar una unidad de fuente de alimentación que encaje dentro de un dispositivo de enchufe tal como un enchufe de tipo Europeo. Además, para que se apruebe una unidad de fuente de alimentación de acuerdo con la presente invención, debe cumplir los requisitos de funcionamiento básicos y diversas regulaciones de seguridad y de EMC, como se establece en las normativas mencionadas anteriormente.

Para conseguir el objetivo mencionado anteriormente, se proporciona una unidad de fuente de alimentación del tipo de enchufe de acuerdo con la reivindicación 1.

De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, se proporciona al menos un bobinado de pantalla entre el bobinado primario y el bobinado secundario de dicho transformador. La superficie externa de dicho transformador está envuelta en una cinta de aislamiento de tres capas a prueba de altos voltajes para conseguir un aislamiento que cumpla con las normativas de seguridad. El bobinado secundario de dicho transformador está bobinado por líneas de aislamiento de tres capas, y está soldado sobre el lado de bajo voltaje de dicha tarjeta de circuito impreso (PCB) por medio de cables aéreos. La superpie externa de dicho transformador está envuelta en una hoja de cobre que funciona a modo de pantalla conectada a un contacto de tierra del bobinado primario para conseguir el efecto de supresión de la EMI. Dicho circuito de fuente de alimentación del modo de conmutación comprende además una resistencia de seguridad para amortiguar el pico de corriente desde el suministro de potencia de red, y al menos una red de filtro que comprende un condensador y un inductor. Los componentes de dicho circuito de la fuente de alimentación del modo de conmutación, montados sobre dicha PCB adyacentes a peligrosos altos voltajes o con voltajes elevados peligrosos se envuelven en cintas de tres capas de aislamiento a prueba de alto voltaje, tales como dicho condensador. Se disponen una pluralidad de hojas Mylar sobre dicha PCB entre los componentes y los hilos que se requieren aislar. El diseño de las dimensiones y la configuración de dicha porción de enchufe y dicha pared frontal de dicha carcasa se basan en la normativa de enchufes correspondiente para los diversos países y distritos.

La unidad de fuente de alimentación del tipo de enchufe de acuerdo con la presente invención tiene la función de una fuente de alimentación AC/DC y la configuración estructural del mismo cumple la Normativa Europea EN 50075 y se puede insertar dentro de un receptáculo normalizado Europeo. Además, la unidad de fuente de alimentación de acuerdo con la presente invención cumple con los requisitos de las diversas normativas de seguridad y las regulaciones de EMC.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 es una vista isométrica de una unidad de fuente de alimentación del tipo de enchufe de acuerdo con la realización preferida de la presente invención, la unidad de fuente de alimentación del tipo de enchufe comprende una carcasa, una porción de enchufe y un cordón de bajo voltaje;

la Fig. 2 es una vista isométrica despiezada de la unidad de fuente de alimentación del tipo de enchufe de la Fig. 1;

la Fig. 3 es una vista esquemática de la porción del enchufe de la unidad de fuente de alimentación del tipo de enchufe de acuerdo con una realización preferida de la presente invención.

la Fig. 4. es una vista frontal de una unidad de fuente de alimentación del tipo de enchufe con la porción del enchufe ensamblada en la carcasa, que está adaptada a la Normativa Europea EN 50075.

la Fig. 5 es una vista esquemática del cordón de bajo voltaje de la unidad de fuente de alimentación del tipo de enchufe de acuerdo con una realización preferida de la presente invención.

la Fig. 6 es una vista detallada de la tapa inferior de la carcasa de acuerdo con una realización preferida de la presente invención.

la Fig. 7 es un diagrama esquemático de un circuito de fuente de alimentación de modo de conmutación de la unidad de fuente de alimentación del tipo de enchufe de acuerdo con una realización preferida de la presente invención.

la Fig. 8 es una vista plana de una tarjeta de circuito impreso del circuito de la fuente de alimentación del modo de conmutación mostrado en la Fig. 7;

la Fig. 9 es una vista esquemática de los componentes de la fuente de alimentación del modo de conmutación, ensamblados sobre la tarjeta de circuito impreso de la presente invención;

la Fig. 10 es una vista esquemática de las hojas Mylar dispuestas en el interior de la carcasa de la presente invención;

la Fig. 11 y la Fig. 12 son vistas esquemáticas de los transformadores provistos con bobinados de pantalla de los circuitos de la fuente de alimentación del modo de conmutación de acuerdo con dos realizaciones preferidas de la presente invención.

Descripción detallada de la invención

Refiriéndonos a la Fig. 1 y a la Fig. 2, la unidad de fuente de alimentación del tipo de enchufe 10 de acuerdo con la realización preferida de la presente invención comprende una carcasa 100, una porción de enchufe 150, un cable de baja tensión 200 y una tarjeta de circuito impreso (PCB) 300 de un circuito de la fuente de alimentación del modo de conmutación (SMPS) acomodado en la carcasa 100. La carcasa 100 comprende una tapa superior 110 y una tapa inferior 120, que definen una pared frontal 130. La porción del enchufe 150 está asegurada a la pared frontal 130. El cordón de bajo voltaje 200 está conecto a la parte posterior de la carcasa 100.

La porción del enchufe 150 encaja estrechamente con la carcasa 100 y conduce la energía eléctrica desde el suministro de potencia de red. La energía eléctrica se introduce en la carcasa 100 a través de la porción de enchufe 150, y a continuación se convierte AC/DC por el circuito SMPS y sale a los dispositivos terminales a través del cable de baja voltaje 200. También, refiriéndonos a la Fig. 3, la porción de enchufe 150 comprende una base de enchufe 21, una pluralidad de hojas de metal 22 para la conexión eléctrica al PCB 300, y un par de terminales de conexión 23 que se extienden desde la base del enchufe 21.

La Fig. 4 muestra la vista frontal de la unidad de fuente de alimentación del tipo de enchufe 10, con la porción de enchufe 150 ensamblada en la carcasa 100, que está adaptada a la Normativa Europea EN 50075. En diferentes realizaciones, las porciones del enchufe 150 de la presente invención pueden ser porciones de enchufe 150 que se adapten a las diferentes normativas de los diferentes países y distritos correspondientes. Las porciones de enchufe 150 pueden adaptarse a las diferentes normativas de los diferentes países y distritos cambiando las formas de los terminales 23 en la forma que corresponda. Las paredes frontales 130 de las carcasas 100 están diseñadas de acuerdo con las diferentes normativas de los diferentes países y distritos, ocupando con las porciones de enchufe correspondientes 150, para cumplir con las diferentes normativas, tales como la Normativa Europea EN 5075, la Normativa Americana NEMA 1-15P, la Normativa Coreana KSC 8305, la Normativa Japonesa JIS C 8303 y así sucesivamente. En algunas realizaciones de la presente invención, la porción del enchufe 150 es reemplazable de entre porciones de enchufe prediseñadas 150 de diferentes tipos. Para reducir el espacio de la unidad de fuente de alimentación del tipo de enchufe 10 ocupado por la porción del enchufe 150, la base de enchufe 21 está diseñada tan fina como sea posible, pero para mantener su integridad mecánica, es mayor de 2 mm.

Refiriéndonos a la Fig. 5, el cordón de bajo voltaje 200 mostrado en la Fig. 5 es una porción de salida de potencia de la unidad de fuente de alimentación del tipo de enchufe 10 de la presente invención. El cordón de bajo voltaje 200 se extiende desde una cara de la parte posterior de la unidad de fuente de alimentación del tipo de enchufe 10 (como se muestra en la Fig. 1). El cordón de baja voltaje 200 comprende un cable 12, un liberador de tensión 13 y un conector 15. El liberador de presión 13 es responsable de evitar que la conexión del cordón de bajo voltaje 200 y la carcasa se rompa fácilmente. El conector 15 se conecta directamente a los dispositivos terminales, tales como teléfonos móviles, etc., proporcionándoles una fuente estable de energía eléctrica. Hay diferentes conectores correspondientes a los diferentes dispositivos terminales, tales como los conectores 16, 17, 18 y 19. El diseño flexible no solo proporciona ventajas a los usuarios, sino que también beneficia a los fabricantes ya que sólo se necesita fabricar un único cable normalizado con diversos conectores.

Las dimensiones de la carcasa 100 de la unidad de fuente de alimentación del tipo de enchufe 10 cumplen con los requisitos de dimensiones de acuerdo con la normativa EN 50075. La configuración de la sección transversal de la pared frontal 130 de la carcasa 100 está de acuerdo y no excede la configuración de la sección transversal de una cara de enchufe de un enchufe tipo Europeo de acuerdo con la normativa EN 50075, como se muestra en la Fig. 4. Refiriéndonos a la Fig. 6, se muestra una visión detallada de la tapa inferior 120 de la carcasa 100 de acuerdo con la realización preferida de la presente invención. Una pluralidad de nervios 7, 8, 10, y 11 se extienden desde la pared interior de la tapa inferior 120. Los perfiles externos de la tapa superior 110 y la tapa inferior 120 son simétricos, pero la localización, ancho y longitud de los nervios de la tapa superior 110 y de la tapa inferior 120 están dispuestos de distinta forma en base a los requisitos de construcción. El nervio 7 está ocupado con la base 21 de la porción del enchufe 150 para asegurar la porción del enchufe 150 a la carcasa 100. El ancho del nervio 8 es sustancialmente de 1 mm encajando dentro de una ranura de la PCB 300 para resolver el problema de la normativa de seguridad, que es una de las propuestas para resolver los problemas de la normativa de seguridad previsibles. El nervio 10 es principalmente para reforzar la integridad mecánica. El nervio 11 está formado de forma que corresponde con la posición de extensión del cordón de bajo voltaje 200 para fijar el cordón de bajo voltaje 200. De acuerdo con la realización preferida de la presente invención, los nervios de la carcasa están moldeados íntegramente con la carcasa.

Para cumplir con los requisitos de integridad mecánica, el grosor de la carcasa 100 es sustancialmente de 1 mm. Para aumentar el espacio interior de la carcasa 100 lo más posible, el grosor de la carcasa 100 no es mayor de 2 mm.

Refiriéndonos a la Fig. 7, la Fig. 7 es un diagrama esquemático de un circuito de una fuente de alimentación del modo de conmutación de la unidad de fuente de alimentación del tipo de enchufe de acuerdo con una realización preferida de la presente invención. La alimentación de corriente alterna que tiene un voltaje de entre 85V y 264V y una frecuencia de aproximadamente 50Hz se amortigua por la resistencia seguridad F1 del tipo de resistencia, y a continuación se rectifica de forma secuencial por un puente de rectificación BR1, y se filtra la onda red de filtrado que comprende el condensador C1, el inductor L1 y el condensador C2. Por consiguiente se consigue una alimentación de corriente continua de bajo nivel de rizado. La alimentación de corriente continua obtenida se procesa de forma secuencial por el circuito integrado de control U1, el componente de conmutación Q1 y el bobinado primario del transformador T1, y a continuación se consigue una energía oscilante periódica. La energía oscilante obtenida se transfiere hacia el bobinado secundario del transformador T1, que posteriormente se rectifica por el diodo D4 y el condensador C8 de modo que se consigue una energía de corriente continua con un bajo nivel de rizado. A continuación la energía de corriente continua se filtra adicionalmente por la red de filtrado que comprende el inductor L2 y el condensador C11, por consiguiente se logra una potencia de corriente continua de alta calidad, que se saca a los dispositivos terminales de los usuarios. El bobinado de control 1-2 del transformador T1 y su circuito periférico forman un sistema de control de retroalimentación de muestreo de alta calidad, que proporciona la contribución apropiada para sacar una potencia de corriente continua de alta calidad en dicho circuito de fuente de alimentación del modo de conmutación de acuerdo con la realización preferida de la presente invención.

La red de filtrado que comprende el condensador C1, el inductor L1 y el condensador C2, y la red de filtrado que comprende los condensadores C4, C5, C6 y C7 en dicho circuito de fuente de alimentación del modo de conmutación posibilitan la supresión de la EMI del producto terminado de acuerdo con la realización preferida de la presente invención, que permite que el producto terminado pase las especificaciones EMI globales, por ejemplo, la EN 55022 CLASE B, etc. La resistencia F1 es una resistencia de potencia, que se selecciona desde 1 ohmio hasta 100 ohmios. Cuando se arranca dicho circuito de fuente de alimentación del modo de conmutación, la resistencia F1 sirve de amortiguación del pico de corriente de modo que se minimiza la carga desde el suministro de potencia de la red. Durante el funcionamiento de dicho circuito de fuente de alimentación del modo de conmutación, si falla de modo que se produce un cortocircuito interno, la resistencia F1 se rompe inmediatamente, funcionando a modo de fusible, de modo que se asegura la seguridad del funcionamiento de otros aparatos eléctricos al mismo tiempo. Por lo tanto la resistencia F1 resuelve problemas acerca de las normativas de seguridad y es un factor importante para asegurar la seguridad del producto terminado de acuerdo con la realización preferida de la presente invención.

Además, para resolver los problemas EMI de minimizar la unidad de fuente de alimentación del tipo de enchufe 10, el circuito de la fuente de alimentación del modo de conmutación emplea un circuito integrado específico U1 con una oscilación a la frecuencia de conmutación. La tecnología de oscilación a la frecuencia de conmutación es una propuesta eficaz para reducir la interferencia conducida en la industria. El circuito integrado U1 integra la tecnología dentro del mismo, omitiendo de este modo un circuito accesorio de control de oscilación de frecuencia, que no sólo reduce el costo, sino también el espacio de la PCB 300 ocupado por los componentes.

Refiriéndonos a la Fig. 8, la Fig. 8 es una vista plana de la tarjeta de circuito impreso (PCB) 300 del circuito de la fuente de alimentación del modo de conmutación mostrado en la Fig. 7. Una característica crítica de la realización preferida de la presente invención es que: la PCB 300 cumple con los requisitos de funcionamiento, normativas de seguridad y otros requisitos predeterminados. La PCB 300 se mantiene en la carcasa 100 perpendicular a la pared frontal 130 de la carcasa 100. Como se muestra en la Fig. 8, las ranuras 25, 26, 27 se definen sobre la PCB 300. Debido al estrecho espacio, hay una demanda de aislamiento de seguridad estricta para el producto de acuerdo con la presente invención entre la peligrosa zona de entrada de potencia de corriente alterna y la zona de potencia de salida de seguridad más baja. Las ranuras se emplean donde el espacio de aislamiento de seguridad no es suficiente. Las ranuras 25 y 26 de la PCB 300 se usan para resolver problemas de normativas de seguridad, como una de las características de la presente invención. Además, el nervio 10 de la carcasa 100 pasa a través de la ranura correspondiente 25 de la PCB 300 de modo que aísla los hilos y componentes de la PCB a cada lado de la ranura 25. En otras realizaciones, bien los componentes con voltaje elevado o los componentes con bajo voltaje se envuelven con una cinta de aislamiento de tres capas a prueba de alto voltaje de modo que aísla componentes adyacentes con niveles de voltaje diferentes.

La ranura 27 se proporciona para incrustar un componente más alto para asegurar que las alturas de los componentes sobre la PCB 300 están en el intervalo de la altura interior de la carcasa 100.

Además, en la realización preferida de la presente invención, la altura de la PCB 300 es desde 0,6 mm hasta 1,2 mm. La PCB 300 no puede ser demasiado gruesa porque el espacio es precioso, pero para mantener la integridad mecánica, la PCB no puede ser demasiado fina. Un rango preferido desde 0,6 mm hasta 1,2 mm de grosor de la PCB es un compromiso entre estos dos aspectos, y el grosor no puede ser de más de 2 mm. El tamaño y la forma de la PCB 300 se diseñan para ajustarse al espacio interior de la carcasa 100.

La Fig. 9 es una vista esquemática de los componentes del circuito de la fuente de alimentación del modo de conmutación ensamblados sobre la PCB 300 de la presente invención. La Fig. 9-1 es la vista despiezada de la PCB 300 dispuesta dentro de la carcasa 10. Suponiendo que se satisfacen los requisitos de funcionamiento, para reducir el número de componentes de la PCB tanto como sea posible, la topología del circuito de conmutación debe adoptar el circuito de un convertidor de potencia de conmutación inverso de un solo extremo. Las proyecciones sobre la pared frontal 130 de todos los componentes instalados sobre la PCB 300 están dentro del rango de la pared frontal 130. En particular, algunos componentes de gran capacidad, tal como el condensador electrolítico C1 del circuito del primario del transformador T1 que soporta altos voltajes y el condensador C8 del circuito de secundario se tumbarán para su instalación, no instalados hacia arriba, esto es, los componentes de gran capacidad o los condensadores electrolíticos que soportan un voltaje elevado sobre la PCB 300 se montan con la dirección de sus ejes paralela a la PCB 300.

La Fig. 9-2 ilustra una vista de una sección transversal de la PCB 300 ensamblada con componentes. Como se muestra en la Fig. 9 todas las alturas de la sección transversal de la PCB 300 y los componentes instalados sobre la misma no son mayores de 14,4 mm. Los componentes del circuito de la fuente de alimentación de conmutación están instalados sobre ambas caras de la PCB 300, una de las caras se usa para instalar los componentes altos, tal como un condensador electrolítico voluminoso o un transformador, y la cara opuesta se usa para instalar componentes no más altos de 2,5 mm. El transformador se elije más bajo de 14,4 mm, el diámetro de los condensadores electrolíticos dentro del mismo debe ser más bajo que 14,4 mm, otros componentes deben asegurar que sus alturas verticales son inferiores que 14,4 mm después de su instalación sobre la PCB 300. La PCB 300 adopta un trazado de pistas de dos caras, algunos de los componentes más bajos se instalan debajo de los componentes más altos.

La Fig. 10 es una vista esquemática de las hojas Mylar dispuestas en el interior de la carcasa 100 de la presente invención. Para el propósito de aislar y proteger, las hojas Mylar están dispuestas entre los componentes y los hilos que se requiere que estén aislados. En una realización de la presente invención, para satisfacer los requisitos de las normativas de seguridad, se dispone una hoja Mylar 29 con forma de L entre las hojas de metal 22 y la porción de enchufe 150 y los componentes de la PCB 300, para aislar y para impedir que la capa de aislamiento sobre la superficie de los componentes se arañe cuando se presionan los componentes.

En algunas realizaciones, para cumplir las especificaciones de seguridad, algunos terminales de componentes que conducen voltajes peligrosos están provistos además con casquillos de teflón.

El transformador 28 provisto sobre la PCB 300 es un componente de alto voltaje peligroso, la superficie externa del transformador 28 está encapsulada por una cinta de aislamiento de tres capas a prueba de altos voltajes de modo que se consigue el aislamiento que cumple con las normativas de seguridad. Básicamente, la PCB 300 tiene una cara de bajo voltaje y una cara de alto voltaje sobre la misma. El bobinado primario del transformador 28 se suelda sobre la PCB 300 a través del cableado del transformador 28, los bobinados secundarios están enrollados por líneas de aislamiento de tres capas, y están soldados sobre la cara de bajo voltaje de la PCB 300 por medio de cables aéreos.

La Fig. 11 y la Fig. 12 son vistas esquemáticas de los transformadores provistos con bobinados de pantalla de los circuitos de la fuente de alimentación del modo de conmutación de acuerdo con dos realizaciones preferidas de la presente invención. Como se muestra en la Fig. 11-1, el transformador utilizado en la presente invención comprende un bobinado primario 3-4, un bobinado de muestreo de control 1-2 y un bobinado secundario 5-6. En una realización preferida de la presente invención, se proporciona un bobinado de pantalla 32 entre el bobinado primario 3-4 y el bobinado secundario 5-6 del transformador. El bobinado de pantalla 32 está conectado a la tierra del bobinado primario 3-4 a través el cable 2. El bobinado de pantalla 32 es un bobinado multilínea paralelo, típicamente se bobinan de 4 a 6 líneas en paralelo.

La Fig. 11-2 es una vista esquemática de los bobinados del transformador correspondiente al diagrama esquemático en la Fig. 11-1. El transformador comprende un bobinado de muestreo de control 30, un bobinado secundario 31, un bobinado primario 33. Todos los bobinados se acomodan en compartimentos de bobinado 34 del transformador. Uno o más elementos de cinta a prueba de alto voltaje se montan entre cada bobinado. El bobinado de pantalla 32 se conecta a la tierra del primario a través del cable 2 soldando juntos un extremo del bobinado de pantalla 32 y el cable 2, el otro extremo del bobinado de pantalla 32 está en circuito abierto. El bobinado de pantalla 32 forma un campo de aislamiento que sirve para suprimir la EMI entre el bobinado primario 33 y el bobinado secundario 31 del transformador.

Las Fig. 12-1 y 12-2 son diagramas esquemáticos y una vista de los bobinados del diseño del transformador para la supresión de la EMI en otra realización respectivamente. Comparada con la realización mostrada en la Fig. 11-1 y en la Fig. 11-2, la diferencia es: el bobinado pantalla 35 de un bobinado multilínea paralelo (4-6 líneas) se monta entre el bobinado primario 33 y la parte inferior del compartimiento del bobinado 34 del transformador. El bobinado de pantalla 35 está enrollado y soldado por un medio similar al bobinado de pantalla 32.

Además, en otra realización de la presente invención, para suprimir la EMI, la superficie externa del transformador se envuelve en una hoja de cobre que funciona como una pantalla conectada al contacto de tierra del bobinado primario. Se ha comprobado que esta propuesta de pantalla puede conseguir el efecto deseado de supresión de la EMI.

Además de cumplir los requisitos deseados de funcionamiento básico de un dispositivo de la fuente de alimentación, las técnicas de la presente invención tienen que resolver las dificultades de diseño de la PCB debido a las estrechas limitaciones espaciales, y las dificultades de aprobación del producto final dentro de las normativas de seguridad. Por lo tanto la realización preferida de la presente invención es una combinación de diversas técnicas especiales. Hay una realización preferida respectiva de los elementos correspondientes de la presente invención, tales como el transformador, condensadores, y la topología de la PCB. Las diferentes selecciones de las realizaciones preferidas de los elementos de la presente invención combinan una realización final de la presente invención, en otras palabras, cualquier combinación de las diversas realizaciones está dentro del alcance de la presente invención.

Se entiende que la invención puede realizarse de otras formas sin apartarse del alcance de protección como se determina por las siguientes reivindicaciones. De este modo, los presentes ejemplos y realizaciones se deben considerar en todos los aspectos como ilustrativas y no restrictivas, y la invención no está limitada a los detalles suministrados en este documento.

Claims

1. Una unidad de fuente de alimentación del tipo de enchufe, que comprende:

una carcasa (100) que comprende una tapa superior y una tapa inferior,

una pared frontal (130) definida por la tapa superior y la tapa inferior,

una porción de enchufe (150) asegurada a la pared frontal (130) de la carcasa (100),

un cordón de bajo voltaje (200) que se extiende desde dicha carcasa (100),

y

un circuito de fuente de alimentación del modo de conmutación montado sobre una PCB (300) incorporado dentro de dicha carcasa (100), en el que la porción de enchufe (150) es adecuada para conducir la energía eléctrica desde el suministro de potencia de la red y comprende una base de enchufe (21) y un par de terminales de conexión (23) que se extienden desde la base de enchufe (21), en el que

cada sección transversal de dicha carcasa (100) paralela a la base de enchufe no excede la configuración de la sección transversal de la cara de enchufe de un enchufe tipo Europeo de acuerdo con la normativa EN 50075, y en el que

dicho circuito de fuente de alimentación del modo de conmutación comprende un transformador (T1) para convertir la potencia y un condensador (C1) para regular el voltaje de entrada, y un eje central de dicho condensador (C1) que está dispuesto de forma paralela a la dirección de dicha PCB (300), estando la unidad de fuente de alimentación del tipo de enchufe caracterizada porque

dicho circuito de fuente de alimentación del modo de conmutación comprende un circuito integrado de control (U1) con una frecuencia de oscilación de conmutación, y porque la unidad de fuente de alimentación del tipo de enchufe, comprende:

una pluralidad de ranuras (25, 26) formadas en dicha PCB entre un lado de alto voltaje peligroso y un lado de bajo voltaje de dicho circuito de fuente de alimentación del modo de conmutación, y

una pluralidad de nervios (8, 10) que se extienden desde la pared interior de dicha carcasa (100), correspondiendo uno de los nervios (8) a una de las ranuras (25) de la pluralidad de ranuras (25) en dicha PCB (300), estando la pluralidad de nervios no sólo para aislar componentes o hilos de ambos lados de dicha ranura (25) de dicha PCB (300) sino también para fortalecer la integridad mecánica de dicha carcasa (100).

2. La unidad de fuente de alimentación del tipo de enchufe de acuerdo con la reivindicación 1, en la que se proporciona al menos un bobinado de pantalla (32) que comprende un bobinado paralelo multilínea conectado a la tierra entre el bobinado primario (33) y el bobinado secundario (31) de dicho transformador (T1).

3. La unidad de fuente de alimentación del tipo de enchufe de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la superficie externa de dicho transformador (T1) está envuelta en una cinta de aislamiento de tres capas a prueba de alto voltaje para conseguir un aislamiento que cumpla con las normativas de seguridad.

4. La unidad de fuente de alimentación del tipo de enchufe de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el bobinado secundario (31) de dicho transformador (T1) está envuelto por líneas de aislamiento de tres capas, y está soldados sobre la cara de bajo voltaje de dicha PCB (300) por medio de cables aéreos.

5. La unidad de fuente de alimentación del tipo de enchufe de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la superficie externa de dicho transformador (T1) está envuelta en una hoja de cobre que funciona como una pantalla conectada a un contacto de tierra del bobinado primario para conseguir una supresión eficaz de la EMI.

6. La unidad de fuente de alimentación del tipo de enchufe de acuerdo con la reivindicación 1, en la que dicho circuito de fuente de alimentación del modo de conmutación comprende además una resistencia de seguridad (F1) para amortiguar el pico de corriente de el suministro de potencia de la red, y al menos un red de filtro que comprende un condensador (C1) y un inductor (L1).

7. La unidad de fuente de alimentación del tipo de enchufe de acuerdo con la reivindicación 1 ó 6, en la que los componentes de dicho circuito de fuente de alimentación del modo de conmutación montado sobre dicha PCB (300) adyacente a un alto voltaje peligroso o con un alto voltaje peligroso se envuelve en cintas de aislamiento de tres capas a prueba de alto voltaje, tal como dicho condensador (C1).

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8. La unidad de fuente de alimentación del tipo de enchufe de acuerdo con la reivindicación 1, ó 6, ó 7, en la que se disponen una pluralidad de hojas Mylar (29) sobre dicho PCB (300) entre los componentes y los hilos que se requiere aislar.

9. La unidad de fuente de alimentación del tipo de enchufe de acuerdo con la reivindicación 1, ó 6, ó 7, en la que se define un agujero (27) en dicha PCB para incrustar un componente más alto de modo que se ajusta a la altura del espacio interior de dicha carcasa (100).

10. La unidad de fuente de alimentación del tipo de enchufe de acuerdo con la reivindicación 1, ó 6, ó 7, en la que dicha PCB (300) adopta un trazado de pistas de dos caras, algunos de los componentes están instalados por debajo de los componentes más altos del mismo.

11. La unidad de fuente de alimentación del tipo de enchufe de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el diseño de las dimensiones y configuración de dicha porción de enchufe (150) y la pared frontal (130) de dicha carcasa (100) pueden basarse en la normativa de enchufes correspondiente a los diversos países y distritos.