DE9320893U1 - Netzstecker mit in diesem eingebauten Netzgerät - Google Patents

Netzstecker mit in diesem eingebauten Netzgerät

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Description

Netzstecker mit in diesem eingebauten Netzgerät
BESCHREIBUNG:
Die Erfindung bezieht sich auf einen Netzstecker mit vorzugsweise als Spritzgußteil ausgebildetem Gehäuse, für einen Netzstecker mit in diesem eingebauten Netzgerät für einen elektrischen Kleinverbraucher.
Der hohe Verbreitungsgrad von Kleinverbrauchern, für welche zur Erweiterung ihres Einsatzbereiches die Bereitstellung der Versorgungsspannung auch über Batterie ermöglicht ist, bietet große Absatzchancen für die Erfindung. Es wird dabei an jene Kleinverbraucher gedacht, wie z.B. Kleinrechner, Diktiergeräte und Mobiltelephone, die eine Anschlußleistung kleiner als 5 Watt benötigen und wahlweise mit über ein Netzgerät aufladbare Akku-Zellen oder mit Netzgerät direkt versorgt werden.
Bekannte derartige Netzgeräte weisen meist ein mit einem angeformten Stecker versehenes Gehäuse auf. Dabei ergibt sich jedoch der Nachteil, daß beim Einstecken des Steckers in eine Mehrfach-Steckdose, das Gehäuse eine weitere Steckdose überdeckt, wenn ein Einstecken in eine am Rand der Mehrfach-Steckdose angeordnete Steckdose nicht möglich ist.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Netzgeräte liegt in deren Aufbau, der meist einen 50Hz Transformator umfaßt. Ein solcher kann aber auch bei sehr kleinen Leistungen des Netzgerätes nicht beliebig verkleinert werden. Außerdem ergibt sich aus der Anordnung von Transformatoren auch ein relativ hohes Gewicht der Netzgeräte.
Aus der Publikation "Machine Design" 9, 62 (1990) ist ein Netzgerät bekanntgeworden, welches in einem Netzstecker untergebracht ist. Dieses umfaßt einen in MOSFET-Technologie hergestellten, integrierten Schaltkreis, der über seine Schaltfunktionen einen Hochfrequenz-Transformator betreibt und dabei eine Netzwechselspannung in eine Gleichspannung umwandelt. Alle Teile des Netzgeräts sind auf einer Leiterplatte untergebracht, die im Innenraum eines Netzsteckers oberhalb der in diesen ragenden Teile der Steckkontakte angeordnet ist. Die zum Verbraucher abgehenden Leitungen sind dabei unterhalb der Leiterplatte mit deren Leiterbahnen verbunden.
Ziel der Erfindung ist es, die beschriebenen Nachteile zu vermeiden und ein Netzgerät der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, mit dem ein einfaches Einstecken auch in Mehrfachsteckdosen möglich ist. :**: '*!* ·'*::": *"· :**: **!·
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Die Erfindung ist dabei auf Netzstecker mit vorzugsweise als Spritzgußteil ausgebildetem Gehäuse, für einen Netzstecker mit in diesem eingebauten Netzgerät für einen elektrischen Kleinverbraucher gerichtet, wobei die einzelnen Bauteile des Netzgerätes auf einer Leiterplatte angeordnet sind, deren Form im wesentlichen einer Umfangskontur des Netesteckers angepaßt ist, wobei die von einer senkrecht zur Leiterplatte angeordneten Trägerplatte bzw. Gehäusewand gehaltenen Steckkontakte des Netzsteckers direkt an ein Ende der Leiterplatte und die zum Verbraucher abgehenden Leitungen an das gegenüberliegende andere im Bereich des Netzsteckerendes gelegene Ende der Leiterplatte angeschlossen sind.
Die ein älteres Recht darstellende EP-A2-0 531 687 offenbart ein Netzgerät umfassend einen integrierten Schaltkreis und einen HF-Transformator, welche auf einer rechteckigen Leiterplatte angeordnet sind- Der HF-Transformator ist aus einem U- und I-förmigen Kern zusammengesetzt, der das Gehäuse des integrierten Schaltkreises umschließt. Dadurch kann das Netzgerät so klein ausgeführt werden, daß es im Steckerteil eines Netzkabels Platz findet.
Auf diese Weise ergibt sich der Vorteil, daß der Kleinverbraucher ebenso einfach an eine beliebige Steckdose angeschlossen werden kann, wie ein Verbraucher ohne Netzgerät.
Es wurde zwar schon vorgeschlagen in einem Netzstecker verschiedene Einbauten, wie Drosselspulen zur Dämpfung von Oberwellen oder LC-Filter zur Beseitigung von hochfrequenten Störungen, anzuordnen.
Bei diesen bekannten Lösungen, ist jedoch nur eine sehr geringe Anzahl von Bauteilen im Netzstecker untergebracht, die über Drahtleitungen miteinander, sowie mit Steckkontakten und abgehenden Leitungen verbunden ist.
Ein solcher Aufbau ist jedoch für aufwendigere, in einem Netzstecker unterzubringende. Schaltungen nicht geeignet.
Durch den Aufbau in der vorgeschlagenen Weise, kann ein komplettes Netzgerät in einem Netzstecker untergebracht werden.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Trägerplatte mit der Leiterplatte einstückig ausgebildet sein.
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das Gehäuse an seinem leitungsseitigen Ende mit Dichtlippen versehen ist, die einen mit der Leitungsummantelung einstückig ausgebildeten Kopf hintergreifen. Der Kopf kann beispielsweise an die Leitungsummantelung angespritzt oder'arigfcgG
Auf diese Weise wird gleichzeitig eine sichere Zugentlastung für die Anschlüsse der Leitungen erreicht, wobei mit einem Minimum an Montageaufwand das Auslangen gefunden wird.
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß mit Leiterbahnen der Leiterplatte verbundene Kontaktfedem im Gehäuse angeordnet sind und daß Steckkontakte, welche an ihrem ersten Ende Normkontakte und an ihrem zweiten Ende in die Kontaktfedem passende Stiftkontakte aufweisen, in die Kontaktfedem steckbar und welche Steckkontakte in diesen unter Federdruck haltbar sind. Eine derartige steckbare Kontaktierung zwischen Steckkontakt und Leiterbahnen ist besonders bei Massenfertigung von Netzsteckern von Vorteil, da diese einen schnellen Zusammenbau von vorgefertigten Teilen ermöglicht.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung kann darin bestehen, daß im Mittelteil der Steckkontakte Widerhakenelemente, z.B. in Form einer Rohrolive, angeordnet sind, sodaß die Steckkontakte in am Gehäuse angeformten, isolierenden Führungshülsen ausschließlich in Richtung zu den Kontaktfedem bewegbar sind. Durch diese Maßnahme wird ein unbeabsichtigtes Herausziehen des Steckkontaktes aus der Führungshülse unterbunden.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß eine isolierende Führungshülse und ein isolierender Federkontakthaltebügel am Unterteil des Gehäuses angeordnet sind. Dadurch ist eine vorteilhafte Montage von Federkontakten und Steckkontakten gewährleistet.
Nach einer weiteren Variante kann vorgesehen sein, daß Stege zur Stützung der Stiftkontakte am Gehäuse-Unterteil angeordnet sind.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Dabei zeigen Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Netzgerätes; Fig. 2 den konstruktiven Aufbau eines erfindungsgemäßen Netzsteckers; Fig. 3 in schematischer Darstellung eine Variante mit Leiterplatte und Trägerplatte; Fig.4 einen Schnitt durch eine Ausführungsform eines Steckkontaktes und eines Federkontaktes im nicht eingesteckten und im eingesteckten Zustand; Fig.5 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Steckkontaktes in eingestecktem Zustand; Fig.6 eine Variante des erfindungsgemäßen Netzsteckers bestehend aus Ober- und Unterteil; Fig.7 einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Netzsteckers; Fig. 8 und 9 Schnitte durch eine weitere Ausführungsform eines Steckkontaktes und Fig. 10 eine mögliche Schaltungsvariante eines Netzteils.
Die Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Netzgerätes. Dabei ist den Steckkontakten 1 ein Filter 20 nachgeschaltet, das mit einem Netzgleichrichter 30 verbunden ist. An diesen schließt sich ein spannungsgeregelter JiVan*dier4tt §n^ der &sfgr;&iacgr;&eeacgr;&rgr;*hochfrequente Spannung liefert. Bei
diesem Wandler kann es sich um einen Sperr- oder Durchflußwandler handeln; bevorzugt wird ein Sperrwandler verwendet. Diesem Wandler 40 ist ein verbraueherseitiger Gleichrichter 50 nachgeschaltet.
Der Regler 60 ist am Ausgang des verbraucherseitigen Gleichrichters 50 angeschlossen und regelt die Ausgangsspannung des Wandlers 40.
Fig. 2 zeigt den Aufbau eines erfindungsgemäßen Netzsteckers. Die Steckkontakte 1 sind, wie auch aus der Fig. 3 zu ersehen ist, in einer Trägerplatte 70 gehalten, die mit einer Leiterplatte 71 verbunden ist. Trägerplatte 70 und Leiterplatte 71 können auch einstückig ausgebildet sein.
Auf dieser Leiterplatte 71 ist ein Filter 20 und ein diesem nachgeschalteter Netzgleichrichter 30 angeordnet, dem ein Speicherkondensator 5 zugeordnet ist. Weiters ist ein dem geregelten Wandler 40 zugeordneter HF-Wechselrichter (Leistungstransistor 14, HF-Transformator 6, RF-Filter 8) auf der Leiterplatte 71 angeordnet.
Außerdem sind auf der Leiterplatte 71 der verbraucherseitige Gleichrichter 50 und ein diesem zugeordneter Siebkondensator 11, sowie der Regler 60 angeordnet.
Die Stegleitung 15, die zum Verbraucher führt, weist einen angespritzten Kopf 12 auf. Dieser ist von an das Gehäuse 4 angeformten Dichtlippen 13 umgriffen, wodurch sich eine Zugentlastung ergibt. Die Drähte der Stegleitung 15 sind in die Leiterbahnen der Leiterplatte 71 eingelötet.
Wie aus den Fig. 2 und 3 zu ersehen ist, weist die Leiterplatte 71 eine im wesentlichen sechseckige Form auf, die sich den Innenabmessungen des Netzsteckers anpaßt.
In Fig. 4 ist ein Detail einer weiteren möglichen Ausfuhrungsform gezeigt, in welcher Kontaktfedern 83 an einem Ende mit den Leiterbahnen 82 einer Leiterplatte 800 verlötet sind. Wie aus dem Schnitt B-B zu ersehen ist, weist die Kontaktfeder 83 an ihrem anderen Ende eine Öffnung mit zwei federnden Schenkeln 89 zur Aufnahme eines Stiftkontaktes 85 auf, sodaß dieser in eingestecktem Zustand in elektrischer Verbindung mit den Leiterbahnen der Leiterplatte steht. Der kegelförmige Stiftkontakt 85 ist an einem Ende eines Steckkontaktes
80 ausgebildet, welcher an seinem anderen Ende einen Kontakt 87 mit in Steckdosen passende Abmessungen aufweist. Der Schnitt A-A zeigt den Steckkontakt 80 in bereits in die Kontaktfeder 83 eingestecktem Zustand, wobei in diesem Beispiel eine isolierende Führungshülse 81 und ein isolierender Federkontaktbügel 84 einstückig an einem Unterteil 86 eines Steckergehäuses angeformt sind. Der Steckkontakt 80 ist dadurch in der Führungshülse
81 so geführt, daß er bei Einfiifirferi'ui tfiefeft'alifidtd}* FeÜerkontaktbügel 84 gehaltene Kon-
taktfeder 83 trifft und in diese unter der federnden Wirkung der Schenkel 89 gedrückt werden kann und dort durch die Federkraft gehalten wird. Zusätzlich sind im Mittelteil des Steckkontaktes 80 noch Umfangskerbungen 88 in Form einer Rohrolive angebracht, die in der Führungshülse 81 eine Bewegung des Steckkontaktes 80 ausschließlich in die Richtung auf die Kontaktfeder 83 zulassen, sodaß dieser gegen Herausziehen gesichert ist.
Die Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckergehäuses, wobei die Steckkontakte 104 jeweils an einem Ende mit einem Kontakt 100 und am anderen Ende mit einem zylindrischen Stiftkontakt 102 versehen sind und die Steckkontakte 104 einstückig mit einem Unterteil 105 eines Steckergehäuses verbunden sind, indem diese in in die Kontaktfedern 106 eingestecktem Zustand mit isolierendem Kunststoff umspritzt sind. Dabei werden die Stiftkontakte 102 von einem an den Gehäuseunterteil 105 angeformten Steg 101 in ihrer Lage unterstützt. Die Federkontakte 106 sind ihrerseits mit jeweils einem Ende mit Leiterbahnen 108 der Leiterplatte 107 verlötet und nehmen mit ihren federnden Schenkeln 109 die Stiftkontakte 102 auf.
Fig. 6 zeigt eine Variante der Erfindung in der ein Gehäuse 90 aus einem die Leiterplatte tragenden Unterteil 91 und einem Oberteil 97 zusammengesetzt ist. An den Unterteil 91 sind Führungshülsen 99 und ein Federkontaktbügel 95 einstückig angeformt. Desweiteren sind Steckkontakte 96 in eingestecktem Zustand zu erkennen, in dem sie in in dieser Abbildung nicht zu erkennenden Federkontakten ruhen und solcherart die Kontaktierung mit Leiterbahnen einer Leiterplatte 98 herstellen, welche Leiterplatte 98 ihrerseits auch im Unterteil 91 angeordnet ist. Im Schnitt AA sind zwei mögliche Verschlußarten, einmal im Bereich der zum Verbraucher abgehenden Leitungen als überlappende, gegenseitig einrastbare Wandräder 93 der beiden Gehäuseteile und das andere Mal im Bereich der Steckkontakte 96 als Nut und Federn aufweisende Wandränder 94. Die solcherart miteinander verbundenen Gehäuseteile können an ihren Nahtstellen noch zusätzlich mit einem Vergußmittel dicht abgeschlossen werden.
In Fig. 7 ist eine Ausführungsform eines Steckergehäuses 114 dargestellt, indem alle nötigen Teile wie bestückte Leiterplatte 117, zum Verbraucher abgehende Leitungen 112 unter Ausbildung einer Biegeschutztülle 119 und Steckkontakte 111 in thermoplastischem Kunststoff eingebettet sind.
Die Fig. 8 und 9 zeigen eine weitere Ausführungsform der Kontaktierung der Steckkontakte 110, die mit einem kegeligen Gewinde 112 versehen sind, mit dem sie in Kontaktlaschen 113 eingeschraubt sind, die ihrerseits mit Leiterbahnen der Leiterplatte elektrisch verbunden sind.
In Fig. 10 ist eine mögliche Schaltungsvariante für ein Netzgerät dargestellt. Ein Störungen filternder Netzfilter ist aus Kondensatoren 270 und Induktivitäten 271 und 272 unmittelbar nach eine Netzspannung U^ iuäircndeji'Netzäls^iitßklenifnen, z.B. Steckkontakten, gebildet.
Diesem nachgeschaltet ist ein Netz-Gleichrichter 280, der zusammen mit einem Glättkondensator 281 eine geglättete Eingangs-Gleichspannung U2 erzeugt. Die geglättete Eingangs-Gleichspannung U2 wird in einem aus HF-Transformatorwicklungen 241, 231, 232, einem Schwinger-Transistor 205, einem Sperrwandler-Transistor 201, einer Sperrwandler-Diode 215, einem Glätt-Kondensator 216 und weiteren Schaltungselementen gebildeten Sperrwandler zerhackt und im gewünschten Übertragungsverhältnis transformiert sowie durch eine Gleichrichterdiode 220 zu einer Ausgangsspannung U3 gleichgerichtet. Der Spannungsregler 217 bildet aus der an ihm anliegenden Ausgangsspannung U3 durch einen Sollwertvergleich eine Stellgröße, die als Eingangsgröße den Optokoppler 206 steuert. Der Optokoppler 206 sorgt nun primärseitig des HF-Transformators 202 für eine Regelung der Ausgangsspannung U3. In der Schaltung gemäß Fig. 10 ist das Strombegrenzer-Netzwerk aus einer ersten Diode 212, einer zweiten Diode 208 , einer dritten Diode 214, einem ersten Kondensator 209, einem zweiten Kondensator 211, sowie einem ersten Widerstand 210, einem zweiten Widerstand 213 und einem dritten Widerstand 207 gebildet und bewirkt über die Basis des Schwinger-Transistors 205 eine Unterbrechung der Sperrschwingung. Bisher bekannte Maßnahmen dieser Art wurden bei Sperrwandlern durch sekundärseitige Maßnahmen realisiert. Diese Lösungen benötigten zur einwandfreien Funktion eine unabhängige Versorgungsspannung mit entsprechendem Aufwand. Die Funktion des Netzwerkes wird im folgenden beschrieben. Bei maximaler an den Verbraucher abgegebenen Leistung am Ausgang, wird Stellgröße Null vom Regler 217 abgegeben, sodaß die Leuchtdiode des Optokopplers 206 stromlos wird und dessen Photo-Transistor sperrt, sodaß dieser in diesem Fall keinen Einfluß auf die Basis des Schwinger-Transistor 205 ausübt. Der zweite Kondensator 211 führt über die Diode 214 immer eine gegenüber dem Potential 219 positive Gleichspannung, die nur zur Netzspannung Uj proportional ist. Weiters ist bei einer unter der maximalen Leistung liegenden Verbraucherleistung der erste Kondensator 209 über den zweiten Widerstand 213 und die erste Diode 212 auf eine der Ausgangsspannung proportionale, negative Spannung gegenüber Potential 219 aufgeladen. Bei Leistungsmaximum am Ausgang geht das Potential 218 auf ungefähr Null gegenüber Punkt 219. Im Falle eines Kurzschlusses wird damit der Kondensator 209 nicht mehr über Widerstand 213 und Diode 212 negativ geladen, wodurch der Transistor 205 über seine Basis, den ersten Widerstand 210, den dritten Widerstand 207 und die zweite Diode 208 in durchgeschaltetem Zustand gehalten wird, sodaß der Transistor 201 gesperrt bleibt. Dies dauert solange bis die Spannung am Kondensator 211 durch Entladen über die im Kreis liegenden Widerstände so weit abfallt, daß die Basis des Schwinger-Transistors 205 wieder abgesenkt und ein neuerliches Anschwingen des Sperrwandlers ermöglicht wird.

Claims (7)

A N S P R Ü C H E :
1. Netzstecker mit vorzugsweise als Spritzgußteil ausgebildetem Gehäuse, für einen Netzstecker mit in diesem eingebauten Netzgerät für einen elektrischen Kleinverbraucher, wobei die einzelnen Bauteile des Netzgerätes auf einer Leiterplatte (71) angeordnet sind, deren Form im wesentlichen einer Umfangskontur des Netzsteckers angepaßt ist, wobei die von einer senkrecht zur Leiterplatte (71;800) angeordneten Trägerplatte (70) bzw. Gehäusewand gehaltenen Steckkontakte (1) des Netzsteckers direkt an ein Ende der Leiterplatte (71) und die zum Verbraucher abgehenden Leitungen an das gegenüberliegende andere im Bereich des Netzsteckerendes gelegene Ende der Leiterplatte (71) angeschlossen sind.
2. Netzstecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Trägerplatte (70) und Leiterplatte (71) einstückig ausgebildet sind.
3. Netzstecker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) an seinem leitungsseitigen Ende mit Dichtlippen (13) versehen ist, die einen mit der Leitungsummantelung einstückig ausgebildeten Kopf (12) hintergreifen.
4. Netzstecker nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit Leiterbahnen (82; 108) der Leiterplatte (800; 107) verbundene Kontaktfedern (83; 106; 113) im Gehäuse (86) angeordnet sind und daß Steckkontakte (80; 104; 110), welche an ihrem ersten Ende Normkontakte (87; 100) und an ihrem zweiten Ende in die Kontaktfedern (83; 106; 113) passende Stiftkontakte (85; 102; 117) aufweisen, in
- die Kontaktfedern (83; 106; 113) steckbar und welche Steckkontakte (80; 104) in diesen unter Federdruck haltbar sind.
5. Netzstecker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Mittelteil der Steckkontakte (80) Widerhakenelemente (88), z.B. in Form einer Rohrolive, angeordnet sind, sodaß die Steckkontakte (80) in am Gehäuse (86) angeformten, isolierenden Führungshülsen (81) ausschließlich in Richtung zu den Kontaktfedern bewegbar sind.
6. Netzstecker nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine isolierende Führungshülse (81) und ein isolierender Federkontakthaltebügel (84) am Unterteil (91) des Gehäuses (90) angeordnet sind.
7. Netzstecker nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß Stege (101) zur Stützung der Stiftkontakte (102) im Gehäuse (K) 5)# angeordnet sind.
DE9320893U 1992-09-04 1993-09-03 Netzstecker mit in diesem eingebauten Netzgerät Expired - Lifetime DE9320893U1 (de)

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