多功能笔记本电脑保护壳的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种多功能笔记本电脑保护壳。本发明包括上壳和底壳。上壳由塑料材质制成，包裹笔记本电脑的外表壳，上壳内嵌有平面电感和磁铁，平面电感作为无线供电的原边线圈，磁铁用于吸附待充电的电子设备；上壳边缘设置有供电输入接口。底壳由铝制材料制成，壳体的上下表面均分布有散热孔，壳体呈楔形结构，符合人体工程学原理；底壳内部装有聚合物锂电池和原边高频逆变模块，底壳的边缘设置有笔记本供电输出接口、上壳供电输出接口、内置电池充电接口和功能开关。本发明通过外部聚合物锂电池的充电、供电，有效增加笔记本电脑的续航能力。同时通过电磁谐振式无线电能传输，传输距离远，传输效率高，便捷性强。
【专利说明】多功能笔记本电脑保护壳
【技术领域】
[0001]本发明属于电磁谐振式无线充电领域，涉及一种多功能笔记本电脑保护壳。
【背景技术】
[0002]当前的大多数笔记本电脑的续航能力受两大因素限制:内部电池因体积限制容量较小；在使用一段时间后，自带电池的续航能力会不同程度的呈现下降趋势。而续航能力的大小，又直接关乎用户体验以及办公效率。
[0003]同时，在目前的移动办公系统中，电子产品互相缠绕的充电电源线给用户带来很多不便。目前的无线充电技术大多采用电磁感应式的原理，充电必须配有对应的电能供应的平台，无便携性，而且充电效率受充电距离的影响非常大，一旦脱离充电平台接触，充电效率将变得很低，严重影响到无线充电技术在移动办公系统中的普及。
【发明内容】
[0004]为了解决笔记本电脑续航时间不足以及无线充电技术在移动办公系统中的应用问题，本发明提供了一种外设级解决方案——多功能笔记本电脑保护壳，集移动电源、人体工程学架托及小功率无线供电装置为一体，该保护壳不仅能够为电脑提供外壳保护，同时能有效地延长笔记本电脑的使用时间，更是能够通过电磁谐振式原理在中短距离的范围内为手机等小功率电子产品进行无线充电。
[0005]本发明采用的技术方案是:
多功能笔记本电脑保护壳，包括上壳和底壳。
[0006]上壳由塑料材质制成，包裹笔记本电脑的外表壳，上壳内嵌有平面电感和磁铁，平面电感作为无线供电的原边线圈，磁铁用于吸附待充电的电子设备；上壳边缘设置有供电输入接口。
[0007]底壳由招制材料制成，壳体的上下表面均分布有散热孔，便于笔记本散热，壳体呈楔形结构，符合人体工程学原理；底壳内部装有聚合物锂电池和原边高频逆变模块，底壳的边缘设置有笔记本供电输出接口、上壳供电输出接口、内置电池充电接口和功能开关；笔记本供电输出接口给笔记本供电，上壳供电输出接口通过原边高频逆变模块与聚合物锂电池，内置电池充电接口与聚合物锂电池连接，功能开关用于控制平面电感的工作状态。
[0008]进一步说，无线充电功能的实现基于电磁谐振式无线充电原理。
[0009]进一步说,待充电的电子设备为手机。
[0010]进一步说，充电对象手机有两种放置方式，紧贴上壳或者间隔一定距离。
[0011 ] 进一步说，无线供电的原边线圈采用圆形螺旋线圈。。
[0012]本发明具有的有益效果是:
1、独创了笔记本电脑外壳式移动电源这一全新产品领域。
[0013]2、通过外部聚合物锂电池的充电、供电，有效增加笔记本电脑的续航能力。
[0014]3、通过电磁谐振式无线电能传输，传输距离远，传输效率高，便捷性强。[0015]4、产品质量轻、实用性强、功能强大，能够实现量产和大力推广。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1多功能笔记本电脑保护壳的底壳；
图2多功能笔记本电脑保护壳的上壳；
图3a上壳侧视图；
图3b底壳侧视图；
图4原边高频逆变模块；
图中，1.底壳、2.聚合物锂电池、3.原边高频逆变模块、4.上壳供电输出接口、5.功能开关、6.内置电池充电接口、7.笔记本供电输出接口、8.散热孔、9.上壳、10.上壳供电输入接口、11.平面电感、12.手机、13.强磁磁铁。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明做进一步详述:
如图1、图2和图3所示，多功能笔记本电脑保护壳包括上壳9、底壳I。其中，上壳9由塑料材质制成，使用时包裹笔记本电脑的外表壳(显示屏的背面)，内部包含与底壳高频逆变模块3相连的平面电感(无线供电的原边线圈)11、强磁磁铁13及上壳供电输入接口 10。底壳I由招制材料制成，壳体的上下表面均分布有散热孔8,便于笔记本散热，同时设计成楔形结构，符合人体工程学原理；底壳I内部包括了聚合物锂电池2(质量小，厚度薄)、笔记本供电输出接口 7、上壳供电输出接口 4、由内置聚合物锂电池供电的原边高频逆变模块3、功能开关5、内置电池充电接口 6。将多功能笔记本保护壳安置于笔记本电脑外部，并将上壳供电输入接口 10与上壳供电输出接口 4相连接。保护壳的材料选择以质量轻为原则，同时要起到保护作用，因此底壳采用铝制材料，而上壳考虑到铝材料对产生磁屏蔽，干扰无线供电功能，因此采用塑料材料。整体产品重量能控制在500克以内。
[0018]笔记本电脑的供电功能实现:为了增加设备使用的广泛性和简易性，无需对原有笔记本产品进行改装。当电脑自带的电池供电不足时，可启动保护壳的供电功能，将保护壳的笔记本供电输出接口 7插入电脑的电源孔即可实现此功能，此设计基于不改变原有电脑结构的前提，因此保护壳需带有供电接口，当产品拥有一定的市场后，将可能改变电脑的外壳制造规则，在电脑底座设计电脑的电源正负极，供保护壳内置电池直接通过接触供电，此时可去除保护壳的笔记本供电输出接口 7。
[0019]无线充电功能实现:需要对手机进行充电时，只需开启功能开关，然后将手机置于笔记本电脑保护壳的上壳对应的感应区即可。手机无线充电功能与为笔记本电脑供电功能无冲突，内置电池壳同时供给电脑电源和无线充电所需的电能。
[0020]对于手机无线充电，根据笔记本的状态对应有两种放置状态:
(I)在笔记本电脑使用过程中，直接将手机附于保护壳上壳(见附图2)，两者通过强磁磁铁13进行吸合固定位置，可用小型磁铁(钕铁硼磁铁)实现:只需在笔记本保护壳内固定若干磁铁，手机壳内固定相应极性的磁铁，即可实现两者吸合。
[0021](2)在电脑关闭状态，此时需要充电的手机只需平放置于上壳即可实现充电功能；同时由于本技术采用电磁谐振式无线充电原理，传输距离远远高于市面上的基于电磁感应式的无线充电平台，所以手机不需要必须紧贴着保护壳，允许人拿起手机进行操作，活动区域不离开上壳无线充电感应区即可，因此大大增强了使用的实用性和灵活性。
[0022]保护壳内的高频逆变模块电路结构如图4所示，开启无线充电开关后，笔记本多功能保护壳中的聚合物锂电池2输出12V直流电，供给高频逆变芯片MC3306，电路能够输出两路互补对称的频率从数百KHZ至数兆HZ频率的方波，再经过L5101驱动两只MOS管IPD160N04L进行推挽输出，经过匹配的电容和线圈电感形成谐振电路,谐振频率和输出方波频率相同，实现电能的发射。
[0023]无线能量接收电路位于手机12内，副边线圈的谐振频率与保护壳内的原边线圈谐振频率一致，通过谐振将电能传输到副边，再经过整流、滤波、稳压后为手机电池充电，从而实现了电脑保护壳的无线充电功能。所述的无线电能接收模块属于较易实现部分，在本发明中不做深入探讨，稳压芯片可采用LM2596，整流二极管可采用高频二极管IN41418、或者 IN5819。
[0024]当笔记本电脑保护壳内置的电池容量低时需对保护壳内置聚合物锂电池2充电，此时使用配套的电源适配器，通过内置电池充电接口 6，接入工频市电即可对电池充电。
[0025]通过功能开关5可以根据需要开启或者关闭无线充电功能，关闭该功能后无线充电原边将停止消耗电能，达到按需使用、绿色节能的目的。
[0026]上述实施例不以任何方式限制本发明，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.多功能笔记本电脑保护壳，包括上壳和底壳，其特征在于: 上壳由塑料材质制成，包裹笔记本电脑的外表壳，上壳内嵌有平面电感和磁铁，平面电感作为无线供电的原边线圈，磁铁用于吸附待充电的电子设备；上壳边缘设置有供电输入接口 ； 底壳由招制材料制成，壳体的上下表面均分布有散热孔，便于笔记本散热，壳体呈楔形结构，符合人体工程学原理；底壳内部装有聚合物锂电池和原边高频逆变模块，底壳的边缘设置有笔记本供电输出接口、上壳供电输出接口、内置电池充电接口和功能开关；笔记本供电输出接口给笔记本供电，上壳供电输出接口通过原边高频逆变模块与聚合物锂电池，内置电池充电接口与聚合物锂电池连接，功能开关用于控制平面电感的工作状态。
2.根据权利要求1所述的多功能笔记本电脑保护壳，其特征在于:无线充电功能的实现基于电磁谐振式无线充电原理。
3.根据权利要求1所述的多功能笔记本电脑保护壳，其特征在于:待充电的电子设备为手机。
4.根据权利要求3所述的多功能笔记本电脑保护壳，其特征在于:充电对象手机有两种放置方式，紧贴上壳或者间隔一定距离。
5.根据权利要求1所述的多功能笔记本电脑保护壳，其特征在于:无线供电的原边线圈采用圆形螺旋线圈。
【文档编号】H02J7/00GK103941814SQ201410100515
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年3月18日 优先权日:2014年3月18日
【发明者】李龙奇, 池吉, 曹仲南, 周浩 申请人:浙江大学