无线充电装置的制作方法

1.本公开涉及充电技术领域，尤其涉及无线充电装置。


背景技术：

2.随着智能设备的发展，智能设备的无线充电功能大规模普及，例如，手机、平板、蓝牙无线耳机等均已涵盖无线充电功能。
3.为提升智能设备的充电速率，相关技术中的无线充电装置的充电功率越来越大，导致的结果是在无线充电装置的充电过程中，工作温度也越来越高。
4.然而，无线充电装置的充电速率与工作温度息息相关，当无线充电装置的工作温度过高时，会影响充电性能，使得充电时间增加，导致充电速率差。


技术实现要素：

5.为克服相关技术中存在的无线充电装置因工作温度过高，而导致的充电速率差的问题，本公开提供一种无线充电装置，包括：无线充电线圈；热电制冷器，包括制冷面；以及导热部件，与所述无线充电线圈和所述热电制冷器的所述制冷面连接；其中，所述热电制冷器和所述导热部件在所述无线充电线圈和所述导热部件的层叠方向上不重叠。
6.在一实施例中，所述导热部件的第一面抵接于所述无线充电线圈，所述导热部件的与所述第一面相对的第二面抵接于所述热电制冷器的所述制冷面。
7.在一实施例中，所述导热部件的所述第一面覆盖所述无线充电线圈，所述导热部件的所述第二面覆盖所述热电制冷器的所述制冷面。
8.在一实施例中，所述无线充电装置还包括：具有通风口的壳体，所述壳体容纳所述无线充电线圈、所述热电制冷器及所述导热部件；风扇，所述风扇设置于所述壳体的所述通风口。
9.在一实施例中，所述无线充电装置还包括：散热部件，所述散热部件抵接于所述热电制冷器的制热面，所述制热面与所述制冷面相对。
10.在一实施例中，所述风扇的导风口朝向所述散热部件。
11.在一实施例中，所述风扇的导风口朝向所述散热部件的侧边。
12.在一实施例中，所述导热部件为石墨片、陶瓷材料制成的导热片、铜片中的任意一种。
13.在一实施例中，所述风扇为轴流风扇。
14.在一实施例中，所述风扇为离心风扇。
15.在一实施例中，所述无线充电装置还包括：座体，所述座体支撑所述壳体，所述壳体相对于所述座体倾斜设置。
16.在一实施例中，所述无线充电装置还包括：温度感测器，用于感测所述无线充电线圈的温度，生成温度信号；控制电路板，与所述温度感测器和所述热电制冷器电连接，用于基于所述温度感测器生成的所述温度信号控制所述热电制冷器的电流
17.本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
18.本公开能够大幅提升无线充电线圈的散热效率，提升充电速率；避免热电制冷器与无线充电线圈叠置造成的电磁感应干扰，以及避免热电制冷器的制热面产生的热直接传导至无线充电线圈，而影响充电性能，使得无线充电装置的持续性充电速率也大幅提升。
19.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
20.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
21.图1是根据本公开一示例性实施例示出的无线充电装置与电子设备组合结构立体图。
22.图2是根据本公开一示例性实施例示出的无线充电装置的结构立体图。
23.图3是根据本公开一示例性实施例示出的图1中无线充电装置的a-a方向剖视图。
24.图4是根据本公开一示例性实施例示出的图3中b-b方向的结构示意图。
25.图5a至5e是根据本公开示例性实施例示出的无线充电装置中部分结构的配置方式示意图。
26.图6是根据本公开另一示例性实施例示出的无线充电装置的结构示意图。
27.图7是根据本公开另一示例性实施例示出的图6中b-b方向的结构示意图。
28.图8是根据本公开又一示例性实施例示出的无线充电装置的结构示意图。
29.图9是根据本公开又一示例性实施例示出的图8中b-b方向的结构示意图。
具体实施方式
30.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
31.相关技术中的电子设备，例如手机、平板电脑、智能手表等通常配置有一块充电电池，当电子设备内的充电电池的电量不足时，人们通过充电器进行充电。然而，通常的充电器均需配备一根数据传输线，使用时，首先将充电器的插头插入交流电源插座内，然后将数据传输线的接头插入电子设备的充电接口，以使电子设备通过数据传输线的方式对内部电池进行充电。
32.然而，有线的充电方式，数据传输线的接头频繁插拔于充电接口，易使充电接口磨损，或者充电接口进入异物，导致数据传输线的接头与充电接口的触点接触不良或者损坏的可能，无法正常充电。
33.由此，人们研制出通过无线充电的方式为电子设备充电，以避免有线充电方式导致的数据传输线的接头与电子设备的充电接口损坏无法正常连接充电的问题。
34.相关技术中的无线充电装置通常包括壳体、电源线及无线充电线圈。电源线接通外部电源，为无线充电线圈提供电力，外部电源的电流经由电源线流入无线充电线圈，以使
无线充电线圈产生电磁感应。
35.至于通过无线方式获取电能的电子设备，通常包括壳体、位于壳体内部的无线接收线圈及与无线接收线圈电连接的可充电电池。当电子设备内的电池电量不足时，将电子设备接近无线充电装置的无线充电线圈。由于无线充电线圈产生电磁感应，从而电子设备内的无线接收线圈因接近无线充电线圈而产生电磁感应电流，通过无线接收线圈产生的电磁感应电流对电池进行充电。
36.后来，随着电池容量的不断增大，以及电池快充技术的发展，人们更希望赋予无线充电装置高效率的充电效果。通常采用增大无线接收线圈的充电功率来提高无线充电的充电速率，然而，电磁感应输出线圈的功率越大，发热越严重，导致无线充电装置的充电速率反而降低或者不能持续稳定充电。
37.再有，随着半导体技术的发展，人们设想利用热电制冷器(tec)来持续为无线充电装置内的电磁感应输出线圈进行散热，通过热传递的方式为电磁感应输出线圈降温。在通过热传导方式为无线充电线圈降温过程中，热电制冷器的制冷面越靠近发热源(即无线充电线圈)，越能够获得较佳的热传导效果。其中，将热电制冷器的制冷面直接抵于无线充电线圈的下方，即热电制冷器与无线充电线圈叠置放置以使制冷面直接接触的方式，理论上能获得较佳的传导效果，但是，叠置配置的方式存在以下问题：
38.一方面，热电制冷器的制热面自身产生的热能因叠置配置而直接传导至无线充电线圈，当温度过高时，与无线充电线圈电连接的保护电路采取降低无线充电线圈的充电功率(电流)的方式或断开供电，来降低无线充电线圈的温度以避免温度过高烧毁器件，导致充电时间延长，无线充电速率降低或者不能持续充电，反而不利于充电速率的提升。
39.另一方面，热电制冷器工作时的电流以及半导体材料本身的属性对无线充电线圈的磁场会造成干扰，导致充电性能降低，持续性充电速率变差。
40.鉴于此，本公开提供一种无线充电装置，能够避免无线充电线圈与热电制冷器相互重叠，而导致的充电速率差的问题，并且本公开的无线充电装置能够对无线充电线圈进行高效散热，进而能够提高充电速率。
41.图1是根据本公开一示例性实施例示出的无线充电装置与电子设备组合结构立体图。图2是根据本公开一示例性实施例示出的一种无线充电装置的立体图。
42.参照图1和图2，本公开实施例的无线充电装置100用于与其接近或接触的电子设备200进行无线充电。该电子设备200包括无线接收线圈210和与无线接收线圈210电连接的可充电电池220。
43.无线充电装置100内的无线充电线圈110通过电源连接线180获得外部电源的电力。外部电源的电流经由电源连接线180流入无线充电线圈110，以使无线充电线圈110产生电磁感应。
44.当电子设备200内的电池220电量不足时，使电子设备200接近或接触无线充电装置100的无线充电线圈110，由于无线充电线圈110产生电磁感应，故，电子设备200内的无线接收线圈210因接近无线充电线圈110而产生电磁感应电流，从而能够对电池220进行充电。
45.其中，电子设备200可以是智能手机、平板电脑、智能穿戴设备、或者相机等具有无线接收线圈210的智能设备。无线充电装置100可以是立式或者卧式，例如l型立座式或者平躺式。形状可以是圆形、正方形、长方形或其他形状，本公开对无线充电装置100的外形不做
限定。
46.本公开实施例以立座式无线充电装置100，以手机作为待充电的电子设备200为例进行说明，但本公开并不限于此。
47.图3是根据本公开一示例性实施例示出的图1中无线充电装置的a-a方向剖视图。
48.参照图1至图3，本公开实施例提供的无线充电装置100包括无线充电线圈110、热电制冷器120及导热部件130。无线充电装置100进一步可包括壳体140及支撑壳体140的座体150。
49.壳体140用于为无线充电线圈110、热电制冷器120及导热部件130提供安装配置所需的空间，并起到保护的作用。壳体140的上表面用于支撑待充电的电子设备200。当电子设备200内的电池220的电量不足时，将电子设备200放置于壳体140的上表面，以使电子设备200内的无线接收线圈210与壳体140内的无线充电线圈110相接近，通过电磁感应实现对电子设备200的无线充电。
50.底座150水平设置，壳体140相对于底座150倾斜设置，以便于电子设备200的取放。倾斜角度可以是60度，但本公开并不限于此。底座150与壳体140可以一体成型或者通过枢轴连接，枢轴连接方便调整壳体140的充电角度，能够提高电子设备200充电时的可操作性。底座150和壳体140的材质可以是塑料材质或者玻璃材质等，例如高密度塑胶或者钢化玻璃。
51.充电时，为了使电子设备200保持稳固，以使无线接收线圈210与壳体140内的无线充电线圈13获得更稳定的感应范围，保持无线充电的稳定性。在底座150上还设置了凸出设置的抵挡部170，以防止放置在壳体140上表面的电子设备200，由于壳体140倾斜设置而导致的滑落。但本公开并不限于此，在底座150靠近壳体140连接处可以设置凹陷部，以使电子设备200，例如手机可嵌入凹陷部，以保持充电时的稳固。此外，底座150上还设有用于显示工作状态的指示灯160以及用于连接外部电源的电源连接线180，通过电源连接线180接通电源为壳体140内部的器件进行供电。
52.参照图1至图3，无线充电线圈110用于与外部电源电连接，以获得电力而产生电磁感应。例如无线充电线圈110通过电源连接线180获得外部电源的电力，外部电源的电流经由电源连接线流入无线充电线圈110，以产生电磁感应。当电子设备200内的无线接收线圈210接近或接触无线充电装置100的无线充电线圈110时，无线充电线圈110产生电磁感应，使感应接收线圈210产生感应电流，通过感应电流对电子装置200内的电池220进行充电。
53.在一例中，无线充电线圈110可以由一个电磁感应发射线圈形成，也可以由多个排列的电磁感应发射线圈行成，以扩展无线充电线圈110的电磁感应范围，提高对不同规格尺寸的电子设备200的适应能力。例如，无线充电线圈110可以包括并排放置的第一电磁感应发射线圈(图未示)和第二电磁感应发射线圈(图未示)、以及叠置于第一电磁感应发射线圈和第二电磁感应发射线圈之间的第三感应线圈(图未示)，但本公开的无线充电线圈110的配置方式并不限于此。
54.热电制冷器120即半导体制冷片(tec)，包括制冷面和制热面，制热面与制冷面相对。热电制冷器120用于与电源电连接，以获取电流，电流产生的热从制冷面流向制热面，以使tec的制冷面处于持续低温状态。
55.导热部件130的第一面抵接于无线充电线圈110，导热部件130的与第一面相对的
第二面抵接于热电制冷器120的制冷面。即，导热部件130与无线充电线圈110和热电制冷器120的制冷面连接。导热部件130用于将无线充电线圈110产生的热传递至热电制冷器120的制冷面。其中，无线充电线圈110和热电制冷器120在无线充电线圈110和导热部件130的层叠方向上不重叠。
56.本公开实施例的无线充电装置100工作时，外部电源的电流经过无线充电线圈110，无线充电线圈110产生热能，热能经由导热部件130热传递至热电制冷器120的制冷面，从而能够为无线充电线圈110持续降温，散热效率大幅提升。另外，无线充电线圈110与热电制冷器120非重叠设置，避免热电制冷器120的电流以及半导体材料本身的属性对无线充电线圈110的电磁感应造成干扰。同时，也避免了热电制冷器20的制热面自身产生的热直接热传递至无线充电线圈110。因此，使得无线充电装置100能够保持稳定的充电性能，以及高效的充电速率。
57.在一实施例中，导热部件130的第一面抵接于无线充电线圈110，导热部件130的与第一面相对的第二面抵接于热电制冷器120的制冷面。其中，第一面面对无线充电线圈110远离电子装置200的一面，即第一面为靠近电子设备200的一面。
58.导热部件130与无线充电线圈110和热电制冷器120的制冷面通过面接触，能够增大热传递面积，从而能够加快无线充电线圈的散热速度，提高充电速率。导热部件30可以是石墨片、石墨烯、陶瓷材料制成的导热片、铜片等，其中，陶瓷材料制成的导热片可以是氧化铝陶瓷导热片、氮化铝陶瓷导热片。但本公开并不限于此。
59.在一例中，无线充电线圈110与热电制冷器120的制冷面也可以同时抵接于导热部件30的第一面。
60.在另一例中，导热部件130的第一面覆盖无线充电线圈110，导热部件130的第二面覆盖热电制冷器120的制冷面。进一步增大导热部件130与无线充电线圈110与制冷面的接触面积，使得无线充电线圈110的散热速度更快，充电速率进一步提升。
61.以下对无线充电线圈110与热电制冷器120在导热部件130上的相对位置关系进行说明，而并非穷举。图5a至5e是根据本公开示例性实施例示出的无线充电装置中部分结构不同配置方式示意图。
62.在一实施例中，参照图5a，无线充电线圈110抵接于导热部件130的第一面的上部，热电制冷器120的制冷面抵接于导热部件130的第二面的下部，即热电制冷器120的制冷面位于无线充电线圈110的下方。
63.在另一实施例中，参照图5b，无线充电线圈110抵接于导热部件130的第一面的下部，热电制冷器120抵接于导热部件130的第二面的上部，即热电制冷器120的制冷面位于无线充电线圈110的上方。
64.在又一实施例中，参照图5c和图5d，无线充电线圈110抵接于导热部件130的第一面的左侧，热电制冷器120抵接于导热部件130的第二面的右侧，或者无线充电线圈110抵接于导热部件130的第一面的右侧，热电制冷器120抵接于导热部件130的第二面的左侧。
65.再一实施例中，参照图5e，无线充电线圈110抵接于导热部件130的第一面的中部，多个热电制冷器120的制冷面沿无线充电线圈110的周向均均抵接于导热部件130的第二面。无线充电线圈110产生的热经由导热部件130热传导至多个热电制冷器120的多个制冷面进行散热，能够提高对无线充电线圈110的散热效率，使得充电速率大幅提升。图7中虽然
示出四个热电制冷器120，但本公开并不限于此。
66.在一些实施例中，参照图3，本公开实施例的无线充电装置100还包括具有通风口141的壳体140以及设置于壳体140通风口141处的风扇180。通过风扇180将壳体140内部的热排放至壳体140的外部或者将壳体140外部的冷空气输送至壳体140的内部，借助外界冷空气以对壳体140内部产生热进行主动强制散热，使得无线充电装置100能够实现高效散热。
67.在一例中，在壳体110上可以设置多个通风口141，多个通风口141之间形成对流，有利于壳体140内部热量的快速散发至壳体140的外部，从而能够保持无线充电装置100的正常工作温度，保持稳定的充电性能。
68.在另一例中，风扇180可以设置多个，分别位于壳体140的多个通风口141处，以增大对壳体140内部的排风或送风面积，并且使得壳体内部的空气对流速度加快，对壳体140内部的无线充电线圈110及热电制冷器120进行快速降温。
69.在一实施例中，无线充电装置100还包括散热部件190，散热部件190抵接于热电制冷器120的制热面。无线充电线圈110产生的热通过导热部件120热传递至热电制冷器120的制冷面，热电制冷器120的制冷面持续为无线充电线圈110进行降温，而热电制冷器120的制热面产生的热传导至散热部件190，传导至散热部件190的热被散热部件充分吸收。
70.通过散热部件190的设置，使得热电制冷器120的制热面自身产生的热被散热部件190充分吸收，降低热电制冷器120自身热量对无线充电线圈的影响，进一步提升散热效率，从而提升充电性能。散热部件190可以是铜散热翅片、铜铝结合散热翅片、热管散热翅片、石墨散热翅片中的任意一种。
71.图4是根据本公开一示例性实施例示出的图3中b-b方向的结构示意图。在一实施例中，参照图3和图4，风扇180的导风口朝向散热部件190，即面对散热部件190的远离热电制冷器120的制热面的表面。使得风扇180直接面对散热部件190送风或者排风，将散热部件190吸收的热量排放于壳体140的外部，或者将外界的冷空气直接吹向散热部件190，对散热部件190进行降温。通过风扇180对散热部件120直接进行散热，使得热电制冷器120的制热面的能够迅速散热，从而使得无线充电线圈110的热传导速率进一步提升，进一步提高了充电速率。风扇可以是轴流风扇，利用轴流风扇的垂直气流直接对散热翅片进行送风或者排风。
72.图8是根据本公开又一示例性实施例示出的无线充电装置的结构示意图。图9是根据本公开又一示例性实施例示出的图8中b-b方向的结构示意图。参照图8和图9，在另一实施例中，风扇180的导风口也可以直接面对热电制冷器120的制热面。通过风扇180直接对热电制冷器120的制热面进行吹风或导风，以对热电制冷器120进行降温。
73.在另一例中，散热部件190还可以抵接于导热部件130的第二面，且位于热电制冷器120的侧方。也就是说，散热部件190面向无线充电线圈110设置，使得散热部件10可同时吸收无线充电线圈110产生的热和热电制冷器120的制热面产生的热。另外，这样的设置方式有利于壳体140的薄型化。在该实施方式中，还可以增加风扇180以使风扇180的导风口面对散热部件190，散热部件进行降温。
74.图6是根据本公开另一示例性实施例示出的无线充电装置的结构示意图。图7是根据本公开另一示例性实施例示出的图6中b-b方向的结构示意图。参照图6和图7，在一实施
例中，风扇180的导风口朝向散热部件190的侧边，通过侧排风或者侧送风的方式为热电制冷器120的制热面进行散热。风扇50可以是离心风扇，并且，与上述实施例中，风扇180的导风口面对散热部件190的设置方式相比(图3所示)，在保证有效降低无线充电装置100温度的同时，还能够降低壳体10的厚度。
75.在一实施例中，无线充电装置100还包括温度感测器(图未示)和控制电路板(图未示)。温度感测器设置于壳体140内，用于感测无线充电线圈110的温度，生成温度信号。控制电路板可以设置于座体150内，与温度感测器和热电制冷器120电连接，用于基于温度感测器生成的温度信号控制热电制冷器120的电流，以调节热电制冷器120的制冷面的致冷效率，使得无线充电装置100能够保持稳定的工作温度。
76.可以理解的是，本公开中“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
77.进一步可以理解的是，术语“第一”、“第二”等用于描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开，并不表示特定的顺序或者重要程度。实际上，“第一”、“第二”等表述完全可以互换使用。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。
78.进一步可以理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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实施例和简化描述，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。
79.进一步可以理解的是，除非有特殊说明，“连接”包括两者之间不存在其他构件的直接连接，也包括两者之间存在其他元件的间接连接。
80.进一步可以理解的是，本公开实施例中尽管在附图中以特定的顺序描述操作，但是不应将其理解为要求按照所示的特定顺序或是串行顺序来执行这些操作，或是要求执行全部所示的操作以得到期望的结果。在特定环境中，多任务和并行处理可能是有利的。
81.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本技术旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
82.应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。