CN218648585U - 充电装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种充电装置，包括：壳体，形成有容纳空间；电路板组件，设置在容纳空间内，电路板组件至少包括设置有多个电子元件的印刷电路板；输出电源线，至少部分位于容纳空间内；输出电源线的第一端连接电路板组件，输出电源线的第二端至少用于连接电动工具，以为电动工具充电；第一端可拆卸地连接至印刷电路板；充电装置的最大输出功率大于等于1200W且小于等于2000W。采用以上方案可以提供一种维修成本低的充电装置。该充电装置具有较强的功率输出能力。

Description

充电装置

技术领域

本申请涉及一种充电装置，具体涉及一种大功率充电装置。

背景技术

骑乘式割草机需要配备充电设备对其进行充电。由于骑乘式割草机所需要的电池包容量比较大，为了提高充电效率，因而其所对应的充电设备需要具有较强的功率输出能力。当提高了充电设备的功率输出能力后，充电设备的体积会增大，散热效果会变差。

实用新型内容

为解决相关技术的不足，本申请提供一种维修成本低的具有大功率输出功能的充电装置。

为实现上述目标，本申请采用如下技术方案：

一种充电装置，包括：壳体，形成有容纳空间；电路板组件，设置在容纳空间内，电路板组件至少包括设置有多个电子元件的印刷电路板；输出电源线，至少部分位于容纳空间内；输出电源线的第一端连接电路板组件，输出电源线的第二端至少用于连接电动工具，以为电动工具充电；第一端可拆卸地连接至印刷电路板；充电装置的最大输出功率大于等于1200W且小于等于2000W。

在一些实施例中，充电装置连接至电动工具以为电动工具充电时，流经输出电源线的充电电流大于等于15A且小于等于30A。

在一些实施例中，壳体上形成有第一通孔，输出电源线至少部分设置在第一通孔内。

在一些实施例中，充电装置还包括磁环，磁环套设在输出电源线上；在输出电源线的延伸方向上，第一端至磁环的距离小于等于1m。

在一些实施例中，输出电源线的第一端通过可拆卸的第一紧固件连接至印刷电路板。

在一些实施例中，第一紧固件设置为螺钉，螺钉将输出电源线固定至印刷电路板。

在一些实施例中，第一紧固件为接插件，接插件的第一部分与输出电源线的第一端连接，接插件的第二部分与印刷电源板连接；第一部分和第二部分通过接插的方式进行连接。

在一些实施例中，接插件具有防水功能。

在一些实施例中，充电装置还包括第二紧固件，第二紧固件用于输出电源线固定至壳体。

在一些实施例中，输出电源线的线径大于等于20AWG且小于等于10AWG。

在一些实施例中，输出电源线的设置在壳体外的部分的长度大于等于1m且小于等于5m。

采用以上技术方案，设置输出电源线的第一端与印刷电路板之间采用可拆卸的方式进行固定连接，当输出电源线损坏后需要进行更换时，用户或者售后维修人员只需拆开充电装置的壳体，拧松螺钉就能将输出电源线进行更换，降低售后维修难度以及维修成本。

附图说明

图1是作为具体实施例的一种充电装置的立体图；

图2是图1中的充电装置的剖视图；

图3是图1中的充电装置去除上壳体的结构***图；

图4a是下壳体、印刷电路板以及第一元件的立体图；

图4b是图4a中的下壳体、印刷电路板以及第一元件的剖视示意图；

图5是图1中的充电装置去除上壳体后的立体图；

图6是输入电源线、印刷电路板以及第一紧固件的结构***图；

图7是作为具体实施例的另一种充电装置的剖视图；

图8是图7中的充电装置的结构***图；

图9是作为具体实施例的又一种充电装置的局部剖视图；

图10是作为具体实施例的又一种充电装置的局部***图；

图11是图10中的充电装置的冷却气流的流通方向的示意图；

图12是图10中的充电装置的冷却气流的另一种流通方向的示意图；

图13a是图1中的充电装置的电路***的电路原理图；

图13b是图1中的充电装置的另一种实施方式的电路***的电路原理图；

图14是图13a中的电路***中的交错并联PFC功率电路的电路拓扑图；

图15是图13a中的电路***中的全桥LLC谐振电路的电路拓扑图；

图16是图13a中的电路***中的无桥PFC功率电路的电路拓扑图；

图17是图13a中的电路***中的半桥LLC谐振电路的电路拓扑图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本申请作具体的介绍。

图1所示作为本申请的一个实施例充电装置100，该充电装置100能够为电池包进行充电。上述的电池包可以为一些手持式电动工具，如电钻、角磨等提供电能，当然，也可以为大型的电动工具，例如智能割草机、扫雪机等园林工具。本实施例中的充电装置100具有较大的输出功率，特别适用于为一些大型的、具有较大的输出功率的电动工具的电池包提供充电功能。上述的大型的、且具有较大的输出功率的电动工具可以为骑乘式割草机、扫雪机、智能行走的电动工具。事实上，本申请的教导可适用于任何类型的为电池包充电的充电装置。

如图1至图3所示，充电装置100包括由上壳体11、下壳体12、左壳体13 以及右边壳体14组装构成的壳体10。其中，左壳体13上设置有用于气流流通的进风口15。右壳体14上设置有用于气流流通的出风口16。气流能够从壳体 10上的进风口15流进壳体10且从壳体10上的出风口16流出壳体。在另一些实施例中，壳体可以由上壳体和下壳体沿上下方向组装构成，可以理解为原先单独设置的左、右壳体分别部分地与上壳体或下壳体一体成型。当然，壳体也可以由左壳体和右壳体沿左右方向组装构成，可以理解为，可以理解为原先单独设置的上、下壳体分别部分地与左壳体或右壳体一体成型。另外需要说明的是，本申请中的壳体10的具体组成部分并不能作为对本申请的限制。

壳体10形成有一容纳空间101，容纳空间101内设置有用于产生冷却气流的风扇20以及用于实现充电装置100的充电功能的电路板组件30。其中，风扇 20设置在进风口15附近，用于将壳体10外的空气通过进风口15抽进壳体10 内从而产生冷却气流。电路板组件30包括印刷电路板31和设置在印刷电路板 31的第二表面312的多个电子元件。上述的电子元件至少包括发热元件32和与发热元件32构成导热连接的散热件33。

印刷电路板31上设有印刷电路，其用于连接诸如电阻、电容以及相应的半导体元件以实现充电装置100的功能。发热元件32在其通电时会产生热量，具体而言，其发热量大于等于0.1kwh，其与印刷电路板31构成导电连接。在充电装置100中，可以设有多个不同类别以及不同规格的发热元件32，更具体而言，发热元件32可以是功率半导体器件或者变压器，比如场效应管等，它们可以通过设有焊脚焊接至印刷电路板31上。

散热件33与发热元件32构成导热连接，以将发热元件32在通电时产生的热量传递出去。在一些实施例中，散热件33可以以散热板形式实现，其可以是一整块板也可以是多块分离的板，但是由于分离的板之间导热被断绝，无法实现最优的散热效果。参见图3所示，散热件33的至少一部分与多个发热元件32 的表面接触，利用热传导的原理将多个发热元件32产生的热量传导至其自身后在冷却气流的作用下散发出去。通常情况下，为了加强散热件33的散热效果，散热件33与多个发热元件32的接触的表面被设计成板状结构，以求与它们之间最大的接触面积。同时，将散热件33的一端设置为梳状，以求最大的散热面积。散热件33可以设置在充电装置100的壳体10的内部，当然可以露出壳体10的作为壳体10的一部分实现散热功能。需要说明的是，本实施例中的散热件33 的作用是将多个发热元件32产生的热量通过自身良好的导热性能传递至空气中，至于上述介绍的散热件33本身的材质以及形状均不能作为对本申请的限制，本领域的技术人员应该根据实际的情况具体设置。

充电装置100还包括可拆卸地设置在壳体10内的挡板17，用于对流进壳体 10内部的冷却气流的流通方向进行导向以提高充电装置100的散热效率。具体地，挡板17设置在壳体10所形成的容纳空间101内并且与上壳体11可拆卸地连接。参见图2所示，挡板17与上壳体11固定安装后与下壳体12以及部分的上壳体11构成用于冷却气流流通的散热通道40。本实施例中的挡板17通过组装能够与上壳体11可拆卸地连接，这样设计的好处在于有利于后期的维修，如降低维修成本。另一方面，可以根据散热需求较为灵活地调整散热通道，满足不同的散热需求。当然，挡板17也可以设置为与壳体10一体成型，此处并不做限制。挡板17优选地设置为与壳体10相同的材料，如塑料。挡板17也可以设置为其他具有良好的导热性能的材料，本申请中对挡板17的材质并不做限制。

在一些实施例中，参见图3至图4b所示，充电装置100还包括设置在印刷电路板31和下壳体12之间的第一元件122。其中，第一元件122的至少部分与印刷电路板31的第一表面311相抵。当充电装置100在外力的作用下产生振动时，第一元件122能够发生弹性形变，从而降低印刷电路板31因外力作用而断裂的概率。本实施例中，下壳体12形成或连接有用于容纳至少部分的第一元件 122的容纳部121。容纳部121设置为凹槽，第一元件122部分设置在上述的凹槽内，凹槽与下壳体12一体成型。第一元件122的顶端略高于容纳部121的顶端，以使印刷电路板31不与容纳部121直接接触。本实施例中，第一元件122 设置为具有导热功能的密封胶，用于将电路板组件上的热量传递至壳体，其导热系数大于等于1W/(m·K)。

本实施例中，第一元件122在印刷电路板31的第一表面311上的投影面积与第一表面311的面积的比值大于等于0.2且小于等于0.8。在一些实施例中，第一元件122在印刷电路板31的第一表面311上的投影面积与第一表面311的面积的比值大于等于0.3且小于等于0.6。在一些实施例中，第一元件122在印刷电路板31的第一表面311上的投影面积与第一表面311的面积的比值大于等于0.4且小于等于0.5。在一些实施例中，第一元件122在印刷电路板31的第一表面311上的投影面积与第一表面311的面积的比值为0.3。

由于本申请中的充电装置具有较强的功率输出能力，采用常规的灌胶处理会使得充电装置的整机的重量较大且散热效率降低。因此，采用上述实施例中的第一元件，能够提高充电装置的散热效率的同时还能降低充电装置的整机重量。

在一些实施例中，充电装置100可用于为多种电动工具充电，如骑乘式割草机或骑乘式扫雪机等。参见图1、图5和图6所示，充电装置100还包括用于接收如市电等外部交流电源的输入电源线50以及用于输出电能以为电动工具充电的输出电源线60。输出电源线60至少部分设置在壳体10所形成的容纳空间101 内。具体地，输出电源线60具有第一端61和第二端62。壳体10形成有第一通孔(图未示)，输出电源线60的第一端61穿过上述的第一通孔与印刷电路板31 电连接。输出电源线60的第二端62连接有用于与电动工具电连接的充电接口 621。在一些实施例中，充电接口621采用充电枪的形式与电动工具电连接。本实施例中，充电装置100的输出功率大于等于500W且小于等于2000W。在一些实施例中，充电装置100的输出功率大于等于800W且小于等于1600W。在一些实施例中，充电装置100的输出功率大于等于1000W且小于等于1400W。在一些实施例中，充电装置100的最大输出功率大于等于1200W且小于等于2000W。输出电源线60的线径大于等于20AWG且小于等于10AWG。输出电源线60的设置在壳体10外的部分的长度大于等于1m且小于等于5m。

为了方便用户操作充电接口621以为电动工具进行充电，设计人员在设计时会加长输出电源线60的长度，从而满足不同距离的充电要求。当用户在使用充电接口621对电动工具进行充电或忘记在充电结束后将输出电源线60收纳起来时，输出电源线由于用户踩踏从而损坏。总之，由于充电接口621频繁供用户操作，容易造成电源线的线缆损坏以及与印刷电路板31接触不良。当用户需要更换损坏的电源线时会耗费较多的时间，甚至会损坏印刷电路板。

本实施例中的输出电源线60具有可拆卸且便于安装的功能。参见图6所示，输出电源线60的第一端61通过可拆卸的第一紧固件611连接至印刷电路板31，从而实现充电端口621与印刷电路板31电连接。其中，输出电源线60延伸出正、负极的导线，导线的一端连接有具有导电功能的垫片。印刷电路板31上连接有用于与第一紧固件611导电且固定连接的安装部612。本实施例中，第一紧固件 611设置为螺钉。当然，第一紧固件611还可以设置为接插件。其中，接插件的第一部分与输出电源线60的第一端61电连接，接插件的第二部分与印刷电源板 31电连接。接插件的第一部分和第二部分通过接插的方式进行连接。本实施例中的接插件具有防水功能。可以理解，上述仅示例性地介绍了输出电源线60可拆卸地电连接至印刷电源板31的实施方式，并不应该理解为唯一方式。

采用螺钉紧固或接插件的结构，将输出电源线60与印刷电路板31之间实现电连接的同时，还能够方便后续的维修工作，降低维修成本。

本实施例中，充电装置100还包括第二紧固件613，用于将输出电源线60 固定至下壳体12，避免用户在拖拽电源线时导致电源线与印刷电路板出现接触不良的现象。本实施例中，第二紧固件613通过螺钉紧固的方式固定至下壳体 12。

在一些实施例中，充电装置100还包括套设在输入电源线50以及输出电源线60的多个磁环，用于提高对高频信号的抗干扰能力。参见图5所示，输出电源线60上套设有第一磁环631，输入线缆50上设置有第二磁环632以及第三磁环633。本实施例中，在输出电源线60的延伸路径上，第一磁环631至输出电源线60的第一端61的距离小于等于1m。

充电装置100在为电动工具中的电池包进行充电时，充电装置100输出的充电电流大于等于15A且小于等于30A。可以理解，当充电装置100处于工作状态时，电路板组件30所产生的热量是相当高的，若不能及时将充电装置100内部的热量散发出去，将会降低充电装置的工作效率，甚至带来安全隐患。本实施例中，发热元件32在充电装置100工作过程中产生的热量大于0.1kwh。在一些实施例中，将风扇倾斜设置从而使得吹向电路板组件30的风量更大,进而提高充电装置100的散热效果，同时还能降低充电装置在上下方向上的高度，使得充电装置的体积更加紧凑。

参见图7至图8所示，充电装置100a包括风扇20a，用于产生冷却气流以对充电装置100a的内部空间进行散热。风扇20a设置在壳体10内的远离出风口 16的一端。风扇20a具有靠近进风口15的风扇进风口21a和远离进风口15的风扇出风口22a。当充电装置100a开始工作时风扇20a启动，壳体10外的空气在风扇20a的作用下产生冷却气流，冷却气流的方向如图7中的箭头所示。冷却气流从进风口15进入壳体10后，流经风扇进风口21a、风扇20a以及风扇出风口22a后经过电路板组件30，最后从出风口16流出，从而带走壳体10内的热量以为充电装置进行散热。在一些实施例中，从风扇出风口22a流出的冷却气流的流向相对于印刷电路板31倾斜设置。

在一些实施例中，风扇20a包括沿风扇20a的径向分布的风扇外框，用于将风扇20a固定安装至壳体10。风扇外框的外侧包裹有减震材料，如橡胶、泡沫等。当风扇20a快速旋转，特别是气流快速撞击在风扇20a上时，减震材料的存在能够一定程度上减少风扇20a自身的振动，从而实现降噪的效果。风扇20a 的扇叶绕转动轴线201a转动。转动轴线201a相对于印刷电路板31倾斜设置。在一些实施例中，转动轴线201a与印刷电路板31的夹角α大于0°且小于等于 45°。转动轴线201a与印刷电路板31的夹角α大于等于15°且小于等于30°。在一些实施例中，转动轴线201a与印刷电路板31的夹角α为20°。

在一些实施例中，风扇还能设置在充电装置的出风口侧。参见图9所示，充电装置100b包括风扇20b，风扇20b设置在壳体10内的远离进风口15的一端。风扇20b具有靠近进风口15的风扇进风口21b和远离进风口15的风扇出风口 22b。当充电装置100b开始工作时,风扇20b启动，壳体10外的空气在风扇20b 的作用下产生冷却气流，冷却气流的方向如图9中的箭头所示。冷却气流从进风口15进入壳体10后，流经印刷电路板31、风扇进风口21b、风扇20b以及风扇出风口22b,最后从出风口16流出，从而带走壳体10内的热量以为充电装置100b 进行散热。本实施例中，风扇20b的扇叶绕转动轴线201b转动。转动轴线201b 相对于印刷电路板31倾斜设置。在一些实施例中，转动轴线201b与印刷电路板 31的夹角β大于0°且小于等于45°。转动轴线201b与印刷电路板31的夹角β大于等于15°且小于等于30°。在一些实施例中，转动轴线201b与印刷电路板31的夹角为20°。

以上介绍了风扇相对于印刷电路板的倾斜排布的两种实施方式。当充电装置工作且风扇运行时，由风扇产生的冷却气流相对印刷电路板倾斜布置，一方面能够增大流经印刷电路板的风量，从而提升散热效果。另一方面，由于风扇倾斜设置，使得风扇在上下方向上的高度降低，从而降低充电装置的高度，使得充电装置的结构更加紧凑，体积更小。

在一些实施例中，风扇还可以采用其他的排布形式。参见图10和图11所示，风扇设置在充电装置的上端，从而缩短充电装置在左右方向上的长度。具体地，充电装置100c包括由上壳体11、下壳体12、左壳体13以及右边壳体14组装构成的壳体10。壳体10形成有一容纳空间101，容纳空间101内布置有用于产生冷却气流的风扇20c以及用于实现充电装置100c的充电功能的电路板组件30。其中，风扇20c用于产生冷却气流从而带走充电装置100c内部产生的热量。电路板组件30包括印刷电路板31和设置在印刷电路板31上的多个电子元件。其中，印刷电路板31设置在下壳体12内。

本实施例中，充电装置100c还包括固定安装至壳体10上的导流板18。导流板18大致呈片状且与印刷电路板31基本平行。导流板18中间区域形成有用于安装风扇20c的安装部(图中未示出)。本实施例中，风扇20c可以为轴流风扇也可以为离心风扇，本申请为此并不做限制。当然，在一些实施例中，风扇 20c还可以固定安装至壳体10，例如上壳体11。在一些实施例中，风扇20c也可以同时安装至导流板18和上壳体11。

具体地，风扇20c绕转动轴线201c转动，转动轴线201c基本垂直于印刷电路板31。在一个垂直于转动轴线201c的第一平面202内，风扇201c在第一平面202上的投影位于印刷电路板31在第一平面202上的投影内。可以理解为，风扇20c完全设置在印刷电路板31的上方。

壳体10至少形成有第一风口15c和第二风口16c。其中，第一风口15c和第二风口16c在上下方向上位于导流板18的两侧。风扇20c绕转动轴线201c 转动时，能够产生流经第一风口15c和第二风口16c的冷却气流。壳体10与导流板18至少形成有供上述冷却气流流通的第一通道41和第二通道42。其中，冷却气流至少流经电路板组件30，从而带走印刷电路板31上的发热元件所产生的热量。

在一些实施例中，第一风口15c作为进风口，第二风口16c作为出风口。具体地，第一风口15c包括第一进风口151c和第二进风口152c。第二风口16c包括第一出风口161c和第二出风口162c。其中，第一进风口151c和第二进风口152c在左右方向上位于风扇20c的两侧。第一出风口161c和第二出风口162c 在左右方向上位于风扇20c的两侧。在一些实施例中，第一进风口151c和第二进风口152c设置在上壳体11上，从第一进风口151c进入壳体10且从第一出风口161c流出壳体10的第一冷却气流依次流经第一通道41、风扇20c和电路板组件30。从第二进风口152c进入壳体10且从第二出风口162c流出壳体10的第二冷却气流依次流经第二通道42、风扇20c和电路板组件30。其中，第一冷气气流的流向如图11中的箭头a所示，第二冷却气流的流向如图11中的箭头b 所示。

在一些实施例中，第一风口15c作为出风口，第二风口16c作为进风口。具体地，参见图12所示，第一风口包括第一出风口151c和第二出风口152c。第二风口16c包括第一进风口161c和第二进风口162c。其中，第一出风口151c 和第二出风口152c在左右方向上位于风扇20c的两侧。第一进风口161c和第二进风口162c在左右方向上位于风扇20c的两侧。在一些实施例中，第一进风口 161c和第二进风口162c分别设置在左壳体13和右壳体14。第一出风口151c 和第二出风口152c设置在上壳体11上。具体地，从第一进风口161c进入壳体 10且从第一出风口151c流出壳体10的第三冷却气流依次流经电路板组件30、风扇20c和第一通道41。从第二进风口162c进入壳体10且从第二出风口152c 流出壳体10的第四冷却气流依次流经电路板组件30、风扇20c和第二通道42。其中，第三冷气气流的流向如图12中的箭头c所示，第四冷却气流的流向如图 12中的箭头d所示。

采用以上技术方案，将风扇20c设置在充电装置100c的上方，能够缩短充电装置在左右方向上的长度，从而使得充电装置的整机长度更小，结构更紧凑。

在一些实施例中，充电装置100还包括电路***，用于控制充电装置100 的状态。充电装置100接收外部交流电，通过内部的电压转换电路进行电压转换，最后输出满足要求的充电电压或充电电流，以为电动工具充电。

参见图13a所示，电路***包括交流电输入端71、PFC功率电路72、LLC 谐振电路73以及直流电输出端74。其中，交流电输入端71用于接收市电或其他形式的交流电U_in。PFC功率电路72用于将接入的交流电U_in转换成第一直流电 U_p。LLC谐振电路73用于将第一直流电U_p转换成第二直流电U_out。直流电输出端74用于输出第二直流电U_out以供电动工具充电。在一些实施例中，电路***还包括第一控制器75和第二控制器76。其中，第一控制器75与PFC功率电路72电连接以控制PFC功率电路72的状态。第二控制器76与LLC谐振电路73电连接以控制谐振电路73的状态。在一些实施例中，参见图13b，与上述的图13a中的电路***不同之处在于，只设置有一个控制器77，控制器77同时与PFC功率电路72和LLC谐振电路73电连接，用于控制PFC功率电路72和LLC谐振电路 73的状态。

本实施例中，充电装置100的输出功率大于等于500W且小于等于2000W。在一些实施例中，充电装置100的输出功率大于等于800W且小于等于1600W。在一些实施例中，交流电输入端71接入的交流电U_in的电压有效值大于等于85V 且小于等于264V。PFC功率电路72输出的第一直流电U_p的电压值大于等于350V 且小于等于410V。直流电输出端74输出的第二直流电U_out的电压值大于等于21V 且小于等于60V。可以理解，本实施例中的充电装置100能够将电压有效值在85V 至264V之间的交流电转换成电压值在21V至于60V之间的直流电。具体地，通过第一控制器75以及第二控制器76控制PFC功率电路以及LLC谐振电路73的工作状态，从而控制直流电输出端74输出的第二直流电U_out的电压值，以满足不同电动工具的充电电压的要求。

相关技术中，常见的PFC功率电路72包括交错并联PFC功率电路和无桥 PFC功率电路。本实施例中，常见的LLC谐振电路73包括全桥LLC谐振电路和半桥LLC谐振电路。交错并联PFC功率电路能够实现较高的功率因数，降低对电网的谐波污染从而被广泛应用。

接下来，结合图14和图15介绍本申请中的电路***的电路原理图以及工作原理。其中，本实施例中的PFC功率电路72采用交错并联PFC功率电路，LLC 谐振电路73采用全桥LLC谐振电路。

参见图14所示，PFC功率电路72包括包括整流桥721、升压电路722和输出滤波电容C1。其中，整流桥721由四个二极管D1、D2、D3和D4组成，用于将输入的交流电压转换为直流电压。整流桥721的输入端接收交流电U_in。升压电路722与整流桥721的输出端连接，用于将整流桥721转换的直流电压进行升压。输出滤波电容C1与升压电路722的输出端以及负载连接,经过升压电路722 升压后的直流电压加载在输出滤波电容C1并为负载提供稳定电压。具体地，升压电路为Boost电路。升压电路722包括两组升压支电路，两组升压支电路相互交错并联。每组升压支电路包括一个电感和两个开关管，两个开关管与电感串联。其中，第一组升压支电路包括电感L1以及与电感L1相互串联的开关管Q1和Q3。第二组升压支电路包括电感L2以及与电感L2相互串联的开关管Q2和Q4。上述部件在结构上并联形成交错并联PFC功率电路72的主电路，实现低压到高压、交流到直流的变换。输出滤波电容C1与两组升压支电路的输出端连接,通过输出滤波电容C1能够保证输出电压的稳定。第一控制器75输出驱动信号至驱动电路 723以控制四个开关管Q1和Q3、Q2和Q4的导通状态。Q1和Q3、Q2和Q4交替导通。

本实施例中，四个开关管Q1和Q3、Q2和Q4选用氮化镓晶体管。氮化镓晶体管相比传统硅基半导体，有着更加出色的击穿能力，更高的电子密度和电子迁移率，还有更高的工作温度。由于氮化镓晶体管能够承受更高的开关频率，从而能够降低交错PFC功率电路72的功率损耗，有助于减小充电装置的体积和重量。本实施例中，驱动电路723输出的控制四个开关管Q1和Q3、Q2和Q4的导通和关断的驱动信号的频率范围为56kHz至110kHz。驱动电路723基于第一控制器 75输出的控制信号输出对应频率的驱动信号以控制四个开关管Q1和Q3、Q2和 Q4的导通和关断的状态，从而使得交错并联PFC功率电路72输出的第一直流电 U_p的电压值在350V至410V之间变化。

参见图15所示，LLC谐振电路73包括输入端730、逆变电路731、谐振电路732、隔离变压器733、整流滤波电路734、输出端735以及至少与逆变电路 731电连接的驱动电路736以及与驱动电路736电连接的第二控制器76。其中， LLC谐振电路73的输入端730与PFC功率电路72电连接，用于接收PFC功率电路72输出的第一直流电U_p。LLC谐振电路73的输出端735用于输出第二直流电 U_out以为电动工具提供充电电压。

具体地，逆变电路731包括四个开关管Q5、Q6、Q7以及Q8。其中，开关管 Q5和开关管Q7串联并接于输出端730，开关管Q6和开关管Q6串联并接于输出端730。本实施例中，四个开关管Q5和Q6、Q7和Q8设置为晶体管。本实施例中，四个开关管Q5和Q6、Q7和Q8选用氮化镓晶体管。

谐振电路732包括谐振电感Lr、谐振电容Cr以及励磁电感Lm。其中，谐振电感Lr、谐振电容Cr及励磁电感Lm依次串接于开关管Q5与开关管Q7串接形成的节点 A和开关管Q6与开关管Q8串接形成的节点B之间。励磁电感Lm还电连接至变压器 733的输出端的两侧。本实施例中，励磁电感Lm与谐振电感Lr的比值大于等于3 且小于等于10。在一些实施例中，励磁电感Lm与谐振电感Lr的比值大于等于5且小于等于7。本实施例中，谐振电路732的品质因素Q大于等于0.1且小于等于2。在一些实施例中，谐振电路732的品质因素Q大于等于0.5且小于等于1.5。在一些实施例中，谐振电路732的品质因素Q大于等于1且小于等于1.2。

隔离变压器733与谐振电路732电连接，用于将谐振电路732输出的电压进行变压处理。在一些实施例中，隔离变压器的变比N大于等于6且小于等于12。在一些实施例中，隔离变压器的变比N大于等于8且小于等于10。本实施例中，隔离变压器733设置为平面变压器。相比较普通的变压器，平面变压器是一种体积小而工作频率很高的变压器。平面电压器体积更加小，电能转换效率更高，从而能够减小散热件的体积，从而进一步减小充电装置的整体的体积和重量。

整流滤波电路734与变压器733电连接，用于将变压器733输出的电压进行整流和滤波。本实施例中，整流滤波电路734至少包括二极管D5、二极管D6以及输出滤波电容C₀。

本实施例中，采用交错并联PFC功率电路以及全桥LLC整流电路相结合的方式，实现交流电至直流电的高效率转换的同时保证充电装置的电路电路***具有较小的体积。本实施例中的充电装置的输出功率大于等于500W且小于等于2000W。本实施例中，充电装置的输出功率与充电装置的体积的比值大于等于20W/in³且小于等于30W/in³。在一些实施例中，充电装置的输出功率与充电装置的体积的比值大于等于24W/in³且小于等于26W/in³。

当然，在一些实施例中，PFC功率电路还可以采用其他形式的电路，实现电压转换的功能。例如，无桥PFC功率电路。参见图16所示，无桥PFC功率电路72a 用于接入交流电U_in，并将接入的交流电U_in转换成第一直流电U_p。与上述的图14所示的交错并联PFC功率电路不同的是，无桥PFC功率电路72a不设置桥式电路，第一控制器75输出控制信号至驱动电路723控制开关管Q21和开关管Q22的导通和关断。其中，开关管Q21和开关管Q22设置为氮化镓晶体管。采用上述的无桥PFC电路使得电路结构更加简单，进而降低电路***的复杂度，同时还能减小充电***的体积。图16只是示例性地介绍了一种无桥PFC电路，事实上，本领域的即使人员也可以采用其他形式的无桥PFC电路实现电压转换的功能。

在一些实施例中，LLC谐振电路73还可以采用其他形式的电路实现电压转换的功能。例如，半桥LLC谐振电路。参见图17所示，半桥LLC谐振电路73a用于接入第一直流电U_p,并将第一直流电U_p转换成第二直流电U_out输出，以供电动工具进行充电。与上述的图15所示的全桥LLC谐振电路的不同之处在于，半桥LLC谐振电路73a使得电路结构更加简单，进而降低电路***的复杂度，同时还能减小充电***的体积。图17只是示例性地介绍了另一种LLC谐振电路，事实上，本领域的即使人员也可以采用其他形式的LLC谐振电路实现电压转换的功能。

以上显示和描述了本申请的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本申请，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本申请的保护范围内。

Claims (11)

1.一种充电装置，其特征在于，包括：

壳体，形成有容纳空间；

电路板组件，设置在所述容纳空间内，所述电路板组件至少包括设置有多个电子元件的印刷电路板；

输出电源线，至少部分位于所述容纳空间内；所述输出电源线的第一端连接所述电路板组件，所述输出电源线的第二端至少用于连接电动工具，以为所述电动工具充电；

其中，

所述第一端可拆卸地连接至所述印刷电路板；

所述充电装置的最大输出功率大于等于1200W且小于等于2000W。

2.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述充电装置连接至所述电动工具以为所述电动工具充电时，流经所述输出电源线的充电电流大于等于15A且小于等于30A。

3.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述壳体上形成有第一通孔，所述输出电源线至少部分设置在所述第一通孔内。

4.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述充电装置还包括磁环，所述磁环套设在所述输出电源线上；在所述输出电源线的延伸方向上，所述第一端至所述磁环的距离小于等于1m。

5.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述输出电源线的所述第一端通过可拆卸的第一紧固件连接至所述印刷电路板。

6.根据权利要求5所述的充电装置，其特征在于，所述第一紧固件设置为螺钉，所述螺钉将所述输出电源线固定至所述印刷电路板。

7.根据权利要求5所述的充电装置，其特征在于，所述第一紧固件为接插件，所述接插件的第一部分与所述输出电源线的所述第一端连接，所述接插件的第二部分与所述印刷电路板连接；所述第一部分和所述第二部分通过接插的方式进行连接。

8.根据权利要求7所述的充电装置，其特征在于，所述接插件具有防水功能。

9.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述充电装置还包括第二紧固件，所述第二紧固件用于将所述输出电源线固定至所述壳体。

10.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述输出电源线的线径大于等于20AWG且小于等于10AWG。

11.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述输出电源线的设置在所述壳体外的部分的长度大于等于1m且小于等于5m。

Images