电气供电设备及包括其的壁式插头制造技术

一种用于壁式插头的电气供电设备(10)包括：‑第一DC‑DC功率转换器(24)，包括第一输出端(28)和第二输出端(30)；‑第二DC‑DC功率转换器(50)，其输入端连接到所述第二输出端；以及‑连接到第一转换器的输入端的第一电容器(Cin)、连接到第一输出端的第二电容器(Cmain)和连接到第二输出端的第三电容器(Cfilter)，第一转换器的第一输出端和第二转换器的输出端(58)串联连接，以形成能够输送DC电压的电气供电设备的输出端(60)，该电气供电设备包括连接到第二转换器的输出端或电气供电设备的输出端的至少一个第四电容器(Csmall，Cout)。

【技术实现步骤摘要】
电气供电设备及包括其的壁式插头
本专利技术涉及用于设有连接器的壁式插头(wallplug)的电气供电设备。本专利技术还涉及设有连接器并包括这种电气供电设备的壁式插头。
技术介绍
存在包括USB类型的连接器的电气壁式插头，以便允许利用DC电流对移动通信设备(诸如配备有连接器的电子电话和/或平板电脑)的再充电。这种壁式插头被设计为安装于建筑物(例如家用建筑)中或公共场所(诸如机场候机室、餐馆、酒店以及许多其它示例)中。这些连接器一般是与“USB电力输送”标准兼容的USB连接器。因此，它们能够根据电压和/或电流的多个电平(level)向设备供电。为此目的，这些壁式插头连接到向它们供应AC电压(一般是单相)的电气供电系统(例如家用电气供电系统)。插头包括电气供电设备，该电气供电设备被设计为从接收到的并且目的地是USB连接器供电电压开始，在输出端供应经调节的DC供电电压。但是，由于其供电设备的某些限制，已知的壁式插头不是完全令人满意的。通常，现有的低功率供电器包括与无源部件(诸如电容器)相关联的功率转换器。例如，借助于一个或多个高电容(一般高于几十微法拉)的电容器对转换器的输入进行滤波。这些电容器一般使用含铝的电解技术，这是出于成本的原因，但是也考虑到所需的高电容值。借助于测量转换器的输出端处的电压的反馈回路提供转换器的调节。该回路可以包括参与转换器的电气隔离的光耦合器。不过，这些已知的供电器在当前情况下具有一定数量的缺点。一方面，这些供电器是庞大的(特别是由于电解电容器)，这与插头的尺寸被限制(特别是被设计为容纳它们的墙壁腔体的大小所限制)的事实不兼容。实际上，出于与现有建筑物兼容的原因，期望这种壁式插头具有与现有电气壁式插头的尺寸相当的尺寸。实际上，它们的尺寸常常是由难以减损(derogate)的标准定义的。另一方面，这些供电器不是非常有效，使得由系统接收的供电的显著部分以热的形式被耗散。但是，由于插头至少部分地凹入墙壁中，因此它位于受限的空间内，这使所耗散的热的排出复杂化，尤其是建筑物的墙壁通常包括隔热设备，这进一步使热的排出复杂化。而且，这些供电器的某些部件(诸如电解电容器或光耦合器)具有有限的寿命，例如在一些情况下，少于三年，这缩短了插头的寿命。由于插头被设计为永久地固定到墙壁中并且不旨在定期更换，所以这是不可接受的。当这些部件不得不在高温下操作时，它们的寿命甚至更加缩短，由于出于上述原因难以排出耗散的热，所以当插头固定到墙壁上时常常就是这种情况。本专利技术更具体地旨在通过提供一种用于USB壁式插头的改进的供电器来克服这些缺点，该供电器具有紧凑的形状、有限的热耗散和增加的寿命。
技术实现思路
为此目的，本专利技术涉及一种用于设有电连接器的壁式插头的电气供电设备，该电气供电设备包括：-整流器，被设计为由AC电压源供电；-第一DC-DC功率转换器，包括：·输入端，连接到整流器的输出端；·第一输出端和第二输出端，在第二输出端上输送的平均电功率小于在第一输出端上输送的平均电功率；-第二DC-DC功率转换器，第二功率转换器的输入端连接到第一功率转换器的第二输出端；-连接到第一功率转换器的输入端的第一滤波电容器、连接到第一输出端的第二滤波电容器、连接到第二输出端的第三滤波电容器；并且其特征在于，第一功率转换器的第一输出端和第二功率转换器的输出端串联连接，以形成能够输送DC供电电压的电气供电设备的输出端，电气供电设备包括连接到第二转换器的输出端或者电气供电设备的输出端的至少第四滤波电容器。凭借本专利技术，两个功率转换器的关联允许供电连接器以可靠的方式被供电并克服上面提到的缺点。由于第二转换器连接到第二输出端，通过该第二输出端仅流过第一转换器的输出功率的一小部分的平均功率，于是可以减小第二转换器的尺寸。因此它所占用的空间减少。关于由于两个转换器串联连接引起的损耗，这些也减少了。不过，该第二转换器允许实现对输出电压的足够精确的调节，这允许消除通常使用的反馈回路的全部或部分。凭借部署两个转换器的和第一转换器的两个输出端，即使当AC供电电压通过零值时，电气供电设备也能够在输出端处供应稳定的电压。相反，已知的供电设备通过将能量存储在位于第一转换器的输入端处的电容器中来实现这一点，这需要这个电容器具有高电容。凭借本专利技术，由于这种存储不是必需的，因此可以使用具有低得多的电容值的电容器，这使得可以使用比典型使用的电解电容器更可靠和体积更小的电容器技术。根据本专利技术的有利但非强制性的方面，这种设备可以单独地或根据任何技术上可接受的组合结合以下特征中的一个或多个：-第四滤波电容器连接到第二功率转换器的输出端，并且其特征在于，电气供电设备包括连接到其输出端的第五滤波电容器。-第一功率转换器是“反激”类型的转换器。-第二功率转换器是“降压”或“降压-升压”类型的转换器。-第二功率转换器以这样一种方式配置，使得在该第二功率转换器的输出端处输送的电压与它在其输入端上接收的电压互补。-电容器是使用陶瓷技术或钽技术或聚合物技术的电容器。-第一电容器的电容小于1毫法拉。-在第二输出端上输送的平均电功率比在第一输出端上输送的平均电功率低至少两倍，优选地，比在第一输出端上输送的平均电功率低十倍。-第一功率转换器是电流隔离的。-第二功率转换器具有小于第一功率转换器的标称功率的标称功率。根据另一方面，本专利技术涉及一种壁式插头，其包括被设计为固定到墙壁的壳体、供电连接器以及被设计为从由供电系统供应的AC电压开始向连接器供电的电气供电设备，电气供电设备如前所述。根据本专利技术的有利但非强制性的方面，这种插头可以结合USB类型的供电连接器。附图说明根据以下仅通过示例并参考附图给出的电气供电设备的一个实施例的描述，将更好地理解本专利技术并且本专利技术的其它优点将变得更加明显，其中：-图1是根据本专利技术的壁式插头USB的示意图；-图2是图1中的壁式插头的电气供电设备的示意图；-图3是图2中的电气供电设备在其操作期间电压值随时间的变化的示意图。具体实施方式图1示出了壁式插头2，其包括壳体4和用于电气供电的连接器6。插头2被设计为固定到墙壁8(诸如建筑物的墙壁)上。例如，壳体4被设计为至少部分地容纳在墙壁8中形成的腔体内。作为变体，壳体4可以被从墙壁8突出地安装。壳体4有利地包括固定装置(诸如螺钉)，以便使其能够固定到墙壁8上。在这里，“固定到墙壁8上”应当理解为指插头2被设计为以耐用且永久的方式刚性地附连到墙壁8上。换句话说，除了可能在维护操作期间之外，其不旨在被用户移除。因此，插头2不等同于插入建筑物的干线(mains)插座中的可移除适配器。这里，壳体4由塑料材料制成。它有利地通过组装一个或多个可分离的外壳而形成。连接器6被设计为允许电气设备的电气连接以便为该设备供电，例如用于其操作或用于为配备该设备的电池再充电。更确切地说，插头2被设计为借助于连接器6向外部设备供应DC电气供电电压。在这个示例中，连接器6是USB(通用串行总线)类型的连接器。作为说明性示例，连接器6在这里是C型USB连接器，从而允许供应更高的电功率。C型连接器还提供具有可逆连接朝向的优点。但是，作为变体，可以使用其它类型的USB连接器，具体地是更常规的A型USB连接器。插头2包括电气供电设备10，其一个示例在图2中更详细地示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于设有电连接器的壁式插头的电气供电设备(10)，其特征在于所述电气供电设备包括：‑整流器(22)，被设计为由AC电压源(12)供电；‑第一DC‑DC功率转换器(24)，包括：·输入端(26)，连接到所述整流器的输出端；·第一输出端(28)和第二输出端(30)，在所述第二输出端(30)上输送的平均电功率小于在所述第一输出端(28)上输送的平均电功率；‑第二DC‑DC功率转换器(50)，所述第二功率转换器的输入端连接到所述第一功率转换器的第二输出端(30)；‑连接到所述第一功率转换器的输入端的第一滤波电容器(Cin)、连接到所述第一输出端(28)的第二滤波电容器(Cmain)、连接到所述第二输出端(30)的第三滤波电容器(Cfilter)；并且其特征在于，所述第一功率转换器的第一输出端(28)和所述第二功率转换器的输出端(58)串联连接，以形成能够输送DC供电电压的电气供电设备(10)的输出端(60)，电气供电设备(10)包括连接到所述第二转换器的输出端(58)或者电气供电设备(10)的输出端(60)的至少第四滤波电容器(Csmall，Cout)。

【技术特征摘要】
2017.10.02 FR 17591901.用于设有电连接器的壁式插头的电气供电设备(10)，其特征在于所述电气供电设备包括：-整流器(22)，被设计为由AC电压源(12)供电；-第一DC-DC功率转换器(24)，包括：·输入端(26)，连接到所述整流器的输出端；·第一输出端(28)和第二输出端(30)，在所述第二输出端(30)上输送的平均电功率小于在所述第一输出端(28)上输送的平均电功率；-第二DC-DC功率转换器(50)，所述第二功率转换器的输入端连接到所述第一功率转换器的第二输出端(30)；-连接到所述第一功率转换器的输入端的第一滤波电容器(Cin)、连接到所述第一输出端(28)的第二滤波电容器(Cmain)、连接到所述第二输出端(30)的第三滤波电容器(Cfilter)；并且其特征在于，所述第一功率转换器的第一输出端(28)和所述第二功率转换器的输出端(58)串联连接，以形成能够输送DC供电电压的电气供电设备(10)的输出端(60)，电气供电设备(10)包括连接到所述第二转换器的输出端(58)或者电气供电设备(10)的输出端(60)的至少第四滤波电容器(Csmall，Cout)。2.根据权利要求1所述的电气供电设备(10)，其特征在于，所述第四滤波电容器(Csmall)连接到所述第二功率转换器(50)的输出端(58)，并且其特征在于，电气供电设备(10)包括连接到其输出端(60)的第五滤波电容器(Cout)。3.根据前述权利要求中任一项所述的电气供电设备(10)，其特征在于，所述第一功率转换器(24)是“反激”类型的转换器。4.根据前述权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：J布伦吉尔，
申请(专利权)人：施耐德电器工业公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR