CN113270922A - 无线充电设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种无线充电设备，包括壳体、充电线圈、控制模块、风扇、半导体制冷器；所述壳体具有第一侧壁，所述壳体内的邻近所述第一侧壁处设置有风道，所述风道与所述壳体的外部连通；所述充电线圈设置于所述第一侧壁；所述风扇设置于所述壳体内，且所述风扇位于所述风道的一端；所述半导体制冷器具有冷端和热端，所述冷端邻近所述充电线圈，所述热端邻近所述第一侧壁；所述控制模块设置在所述壳体内，所述控制模块分别与所述充电线圈、所述风扇和所述半导体制冷器电连接。

Description

无线充电设备
技术领域
本申请属于充电设备技术领域，具体涉及一种无线充电设备。
背景技术
相关技术中，随着电子产品的高度普及化，其所配备的充电设备的种类也越来越多，随着用电设备对供电质量、安全性、可靠性、方便性、即时性、特殊场合、特殊地理环境等要求的不断提高，使得接触式电能传输方式越来越不能满足实际需要。
无线充电技术是一种特殊的供电方式，它不需要电源线，可以依靠电磁波或无线电波等形式传播，然后将电磁波能量转化为电能，最终实现无线充电。采用无线充电技术设计的无线充电设备，其充电方式和携带都非常方便，因此发展特别迅速，但现有的无线充电设备在对产品充电的过程中，充电效率损失较高，并且散热效果并不理想，有待进一步优化。
发明内容
本申请旨在提供一种无线充电设备，至少解决背景技术的问题之一。
为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
本申请实施例提出了一种无线充电设备，包括：
壳体，所述壳体具有第一侧壁，所述壳体内的邻近所述第一侧壁处设置有风道，所述风道与所述壳体的外部连通；
充电线圈，所述充电线圈设置于所述第一侧壁；
风扇，所述风扇设置于所述壳体内，且所述风扇位于所述风道的一端；半导体制冷器，所述半导体制冷器具有冷端和热端，所述冷端邻近所述充电线圈，所述热端邻近所述第一侧壁；
控制模块，所述控制模块设置在所述壳体内，所述控制模块分别与所述充电线圈、所述风扇和所述半导体制冷器电连接。
在本申请的实施例中，通过将所述充电线圈设置在所述第一侧壁上，使得所述无线充电设备在对电子产品进行充电时，所述充电线圈与电子产品之间的距离大大减小，提高了无线充电设备的充电效率。另外，本申请采用半导体制冷器对充电线圈进行散热，使得散热效率更快。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本申请实施例的无线充电设备的示意图；
图2是根据本申请实施例的无线充电设备对电子产品进行充电时的示意图；
图3是是根据本申请实施例的一种散热器的结构示意图；
图4是是根据本申请实施例的一种散热器的结构示意图。
附图标记：
1-壳体；11-第一侧壁；12-第二侧壁；13-风道；2-控制模块；3-充电线圈；4-风扇；5-半导体制冷器；6-散热器；61-散热壁；62-散热翅片；7-导热软垫；8-防护膜；9-电子产品。
具体实施方式
下面将详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面结合图1至图4描述根据本申请实施例的无线充电设备。
无线充电通常采用电磁感应式，在无线充电器上设置初级线圈作为传输端，在电子设备里设置次级线圈作为接收端，初级线圈一定频率的交流电，通过电磁感应在次级线圈中产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到接收端，实现无线充电功能。
在现有技术中，无线充电器的充电模块一般设置在壳体内部，在使用其对电子产品进行充电时，由于充电模块与电子产品中间还相隔有其它元器件，使得其电子产品的距离较远，因此充电效率会有所损失。另外，传统的无线充电器仅通过风扇进行风冷散热，其散热效果非常有限。
如图1至图2所示，根据本申请一些实施例提供了一种无线充电设备，包括壳体1、充电线圈3、控制模块2、风扇4、半导体制冷器5；所述壳体1具有第一侧壁11，所述壳体1内的邻近所述第一侧壁11处设置有风道13，所述风道13与所述壳体1的外部连通；所述充电线圈3设置于所述第一侧壁11；所述风扇4设置于所述壳体1内，且所述风扇4位于所述风道13的一端；所述半导体制冷器5具有冷端和热端，所述冷端邻近所述充电线圈3，所述热端邻近所述第一侧壁11；所述控制模块2设置在所述壳体1内，所述控制模块2分别与所述充电线圈3、所述风扇4和所述半导体制冷器5电连接。
具体地，在本实施例中，将充电线圈3设置在第一侧壁11上，可以将充电线圈3外露于所述壳体1，这种设计结构的无线充电设备在对电子产品9进行充电时，如图2所示，可以直接将电子产品9贴合在充电线圈3上，充电线圈3与所述电子产品9之间的距离相比于现有技术大大减小，使得两者之间的电磁转换效率提高，从而提高了无线充电设备的充电效率。
在充电线圈3进行工作时，会产生热量，如果不能及时降温，也会影响整个无线充电设备的充电效率。在壳体1内贴合于第一侧壁11处设置风道13，风道13的一端设置有风扇4，控制模块2启动充电线圈3后，可以同时启动风扇4，风道13与壳体1的外部连通，风扇4可以对风道13内的空气进行强制对流(空气流向可参考图2中的虚线示意)，将热量散发到外界环境中，实现对第一侧壁11以及充电线圈3的降温效果，进一步提升充电效率。其中，风扇附近可以设置风口，风道13与壳体1外部连通的风口可以设置在壳体顶端处(如图1至图2所示)，也可以设置在其它位置，具体可以根据实际情况来选择，本申请不作限制。
在本实施例中，充电线圈3设置在第一侧壁11上，可以有多种设置方式。例如，可以将充电线圈3嵌设在第一侧壁11上，使得充电线圈3的表面与第一侧壁11的表面处于同一平面上，既达到了减小电子产品9与充电线圈3之间的距离的目的，还能节省整个产品的设计空间。另外，也可以将充电线圈3直接设置在第一侧壁11的外表面上，第一侧壁11在作为散热部件的同时，还能对所述充电线圈3起到支撑作用，防止电子产品9放置在充电线圈3上时，充电线圈3发生变形。
半导体制冷器5(TEC)是利用半导体材料的珀尔帖效应制成的，所谓珀尔帖效应，是指当直流电流通过两种半导体材料组成的电偶时，其一端吸热，一端放热的现象，利用此原理制成的半导体制冷器5即具有冷端和热端，所述冷端可以对邻近的器件进行降温，通过热端将热量传递出去。
在申请中，冷端邻近充电线圈3可以是将充电线圈3直接与冷端接触，也可以是充电线圈3不直接与冷端接触，只要能达到冷却效果即可；同样的，热端邻近第一侧壁11既可以将热端与第一侧壁11直接接触，也可以不直接接触，只要能达到传热效果即可。采用半导体制冷器5的冷端对充电线圈3进行降温，热端的温度直接传递给第一侧壁11，而第一侧壁11的温度会结合风扇4通过风道13散发到外部环境中，实现直接针对充电线圈3实现降温效果。另外，在进行充电时，电子产品9会直接接触充电线圈3，充电线圈3产生的热量也会有部分传导至电子产品9上，在进行无线充电设备的结构设计时，可以在邻近半导体制冷器5的冷端预留出电子产品9的位置，实现同时对电子产品9的降温效果。
采用半导体制冷器5对充电线圈3和电子设备进行降温，整个过程无噪声、无振动、并且不需制冷剂，而且体积小、重量轻，易于通过控制模块2对其进行冷量调节。
可选地，如图1至图2所示，所述充电线圈3设置于所述第一侧壁11的表面上，所述半导体制冷器5夹设于所述充电线圈3与所述第一侧壁11之间。
具体地，在本实施例中，充电线圈3设置在第一侧壁11的外表面上，将半导体制冷器5夹设于所述充电线圈3与所述第一侧壁11之间，半导体制冷器5的冷端便可以直接贴合在充电线圈3的表面，热端直接贴合在第一侧壁11的外表面，通过这种结构设计可以直接增大半导体制冷器5和充电线圈3以及第一侧壁11之间的接触面积，提高了导热热效率，对电子产品9进行大功率充电时，使得半导体制冷器5的冷端能够更加快速地对充电线圈3进行降温，热端能够更加快速地将热量传递给第一侧壁11，散热效果更加显著。
可选地，所述充电线圈3通过所述半导体制冷器5的电路与所述控制模块2电连接。
具体地，充电线圈3设置在第一侧壁11上时，为了防止充电线圈3产生的热量传递给控制模块2，影响控制模块2的功能，或者因为无线充电设备的结构特征，需要将控制模块2设置在远离充电线圈3的位置，为了使得无线充电设备内部的电路更加简单，可将直接将充电线圈3通过触点或其它方式与半导体制冷器5的电路接通，再将半导体制冷器5的电路接通控制模块2，充电线圈3与半导体制冷器5本身距离较近，便省去了直接将充电线圈3接通到控制模块2的连接电路，简化了产品内部的设计结构，同时又不会影响产品的功能。
可选地，如图1至图3所示，所述无线充电设备还包括散热器6，所述散热器6具有散热壁61和均匀排布在所述散热壁61上的散热翅片62，所述散热壁61与所述第一侧壁11接触，所述散热壁61与所述壳体1的第二侧壁12形成所述风道13，所述散热翅片62位于所述风道13内。
具体地，本实施例中的散热器6具有与第一侧壁11直接接触的散热壁61，散热壁61上均布有散热翅片62，整个结构可以增大第一侧壁11的散热面积。另外，第一侧壁11上设置有充电线圈3处的温度较高，没有设置充电线圈3的温度较低，散热翅片62还能够起到均热作用，实现快速与风道13内的空气进行热量交换，加快散热速度。如图3所示，散热壁61可以设置为三面封闭的形状，与壳体1的第二侧壁12相接形成风道13，散热器6的两端开口，一端的开口用于实现与所述壳体1的外部连通，另一端用于设置风扇4，这种散热器6结构在实现快速散热效果的同时，也简化了壳体1结构。
可选地，如图1至图2以及图4所示，所述无线充电设备还包括散热器6，所述散热器6具有散热壁61和散热翅片62，所述散热壁61与所述第一侧壁11接触，所述散热壁61围合形成所述风道13，所述散热翅片62沿所述散热壁61均匀排布在所述风道13内。
具体地，在本实施例中，如图4所示，所述散热器6通过散热壁61自身围合形成了风道13结构，散热翅片62设置在风道13内，不会影响壳体1内的其它器件，另外散热器6的设置也不会受壳体1结构的影响，布置方式自由，其大小也可以根据整个无线充电设备的充电功率来进行匹配设计。
可选地，所述第一侧壁11采用导热材料制成。
具体地，导热材料是一种新型工业材料，是近年来针对设备的热传导要求而设计的，性能优异、可靠，它们适合各种环境和要求。采用导热材料制成的第一侧壁11可以快速将充电线圈3产生的热量传递出去，提高了产品散热的可靠性。其中，所述导热材料可以采用导热硅胶、石墨烯或金、银、铜、铁、铝等，本申请对此不作限制。
可选地，如图1至图2所示，所述充电线圈3周围设置有导热软垫7。
具体地，在第一侧壁11表面进行充电线圈3的布置时，并不一定会铺满第一侧壁11，在没有铺设充电线圈3的位置填充导热软垫7，一方面对充电线圈3可以起到保护和固定的作用，防止充电线圈3遭到破坏，提高了无线充电装置的可靠性。另一方面导热软垫7铺设在充电线圈3周围，在对电子产品9进行充电时，可以直接接触到电子产品9，同时能快速将电子产品9上的热量传递到第一侧壁11上，实现对电子产品9的快速降温。另外，在设置有半导体制冷器5的实施例中，导热软垫7也能与半导体制冷器5的冷端直接接触，通过冷端的低温对电子产品9实现更好地降温效果。其中，导热软垫7可以采用具有弹性性能的导热材料制成，例如弹性橡胶、弹性灌封胶等，本申请对此不作限制。
可选地，所述充电线圈3上设置有NTC热敏电阻，所述NTC热敏电阻与所述控制模块2电连接。
具体地，充电线圈3上加设的负温度系数(NTC)热敏电阻可以实时监控充电线圈3的温度，控制模块2通过NTC热敏电阻反馈的温度，及时调整风扇转速，如果风扇转速达到最高时，充电线圈3的温度还是不能降到工作范围，也可以通过控制模块2及时调整充电线圈3的充电功率，方式无线充电装置被烧坏。
可选地，如图1至图2所示，所述充电线圈3的外表面设置有防护膜8。
具体地，所述防护膜8设置在充电线圈3的表面，一方面可以起到防水、防尘的作用，另一方面也可以对充电线圈3起到保护作用。所述保护膜可以设置为透明膜，增加无线充电设备的外观独特性，也可以设置为不透明膜，起到隐蔽无线充电设备内部结构的作用，具体可根据产品的受众群体进行设计。
上述各个实施例中的电子产品9可以是手机、平板等能对其进行无线充电的设备，本申请对此不作具体限制。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种无线充电设备，其特征在于，包括：
壳体(1)，所述壳体(1)具有第一侧壁(11)，所述壳体(1)内的邻近所述第一侧壁(11)处设置有风道(13)，所述风道(13)与所述壳体(1)的外部连通；
充电线圈(3)，所述充电线圈(3)设置于所述第一侧壁(11)；
风扇(4)，所述风扇(4)设置于所述壳体(1)内，且所述风扇位于所述风道(13)的一端；
半导体制冷器(5)，所述半导体制冷器(5)具有冷端和热端，所述冷端邻近所述充电线圈(3)，所述热端邻近所述第一侧壁(11)；
控制模块(2)，所述控制模块(2)设置在所述壳体(1)内，所述控制模块(2)分别与所述充电线圈、所述风扇和所述半导体制冷器电连接。
2.根据权利要求1所述的无线充电设备，其特征在于，所述充电线圈(3)设置于所述第一侧壁(11)的外表面上，所述半导体制冷器(5)夹设于所述充电线圈(3)与所述第一侧壁(11)之间。
3.根据权利要求1所述的无线充电设备，其特征在于，所述充电线圈(3)通过所述半导体制冷器(5)的电路与所述控制模块(2)电连接。
4.根据权利要求1所述的无线充电设备，其特征在于，还包括散热器(6)，所述散热器(6)具有散热壁(61)和均匀排布在所述散热壁(61)上的散热翅片(62)，所述散热壁(61)与所述第一侧壁(11)接触，所述散热壁(61)与所述壳体(1)的第二侧壁(12)形成所述风道(13)，所述散热翅片(62)位于所述风道(13)内。
5.根据权利要求1所述的无线充电设备，其特征在于，还包括散热器(6)，所述散热器(6)具有散热壁(61)和散热翅片(62)，所述散热壁(61)与所述第一侧壁(11)接触，所述散热壁(61)围合形成所述风道(13)，所述散热翅片(62)沿所述散热壁(61)均匀排布在所述风道(13)内。
6.根据权利要求1所述的无线充电设备，其特征在于，所述第一侧壁(11)采用导热材料制成。
7.根据权利要求1所述的无线充电设备，其特征在于，所述充电线圈(3)周围设置有导热软垫(7)。
8.根据权利要求1所述的无线充电设备，其特征在于，所述充电线圈(3)上设置有NTC热敏电阻，所述NTC热敏电阻与所述控制模块(2)电连接。
9.根据权利要求1所述的无线充电设备，其特征在于，所述充电线圈(3)的外表面设置有防护膜(8)。
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WO2023109176A1 (zh) * 2021-12-14 2023-06-22 荣耀终端有限公司 无线充电设备

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