CN107204649A - 一种无线充电器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种无线充电器，包括：充电模块和控制模块，所述无线充电器还包括：散热模块，所述散热模块包括：风扇和与所述风扇连接的电机，所述控制模块与所述电机连接，用于控制所述电机的通断及转速；所述充电模块包括：发射线圈和磁体，所述发射线圈的中轴线与所述风扇的中轴线重合，所述磁体设置在所述发射线圈内，所述发射线圈的两端分别与所述控制模块连接；所述控制模块用于控制所述充电模块的通断。通过设置散热模块，可在终端设备通过该无线充电器充电时，对终端设备进行散热；通过设置发射线圈的中轴线与风扇的中轴线重合，使风扇对终端设备的散热效果较好；同时，便于风扇对发射线圈进行散热。

Description

一种无线充电器

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，尤其涉及一种无线充电器。

背景技术

随着无线充电技术的发展，无线充电功能在终端设备中的应用越来越普及。由于使用无线充电技术的终端设备，不再依赖于物理的充电线进行充电，使得用户的使用环境变得整洁，不再有杂乱无序的电线占用使用空间，也使用户的使用更加便利。因此，具有无线充电功能的终端设备受到用户的青睐。

终端设备受限于工业设计的要求，传统的叠层堆叠设计很难达到工业设计的要求，随着终端设备发的功能越来越强大，电池容量要求也随之越来越大，为了达到工业设计的标准，终端设备的布局空间受限，不易在终端设备中设置散热结构。同时，对于无线充电技术，充电时，越大的充电功率，终端设备和无线发射设备产生的热量越大。现有的无线充电设备自身衫的散热不好，也无法在充电时，对终端设备进行有效的散热，在较大的充电功率下存在安全隐患。

发明内容

本发明实施例提供一种无线充电器，以解决现有技术的无线充电器对终端设备的散热较差的问题。

本发明实施例提供一种无线充电器，包括：充电模块和控制模块，所述无线充电器还包括：散热模块，所述散热模块包括：风扇和与风扇连接的电机，所述控制模块与所述电机连接，用于控制所述电机的通断及转速；所述充电模块包括：发射线圈和磁体，所述发射线圈的中轴线与所述风扇的中轴线重合，所述磁体设置在所述发射线圈内，所述发射线圈的两端分别与所述控制模块连接；所述控制模块用于控制所述充电模块的通断。

这样，本发明实施例中，通过设置散热模块，可在终端设备通过该无线充电器充电时，对终端设备进行散热。由于终端设备在置于无线充电器上进行充电时，终端设备的对着发射线圈的位置的发热量最大，因此，通过设置发射线圈的中轴线与风扇的中轴线重合，使风扇对终端设备的散热效果较好；同时，便于风扇对发射线圈进行散热。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的无线充电器的一种结构框图；

图2是本发明实施例的无线充电器的另一种结构框图；

图3是本发明实施例的无线充电器的风扇和充电模块装配后的结构的俯视图；

图4是本发明实施例的无线充电器的一种风扇的结构的俯视图；

图5是本发明实施例的无线充电器的另一种风扇的结构的俯视图；

图6是本发明实施例的无线充电器的另一种风扇的齿轮传动的示意图；

图7是本发明实施例的无线充电器对终端设备进行散热的示意图一；

图8是本发明实施例的无线充电器对终端设备进行散热的示意图二；

图9是本发明实施例的无线充电器对终端设备进行散热的示意图三。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种无线充电器。如图1所示，该无线充电器包括：充电模块101、控制模块102和散热模块103。充电模块101和控制模块102可设置在无线充电器的壳体内。

其中，散热模块103具体包括：风扇和与风扇连接的电机。控制模块102与电机连接，用于控制电机的通断及转速。无线充电器的外壳可设置开口，使风扇露出，以便对终端设备进行散热。

如图3所示，充电模块101包括：发射线圈1011和磁体1012。发射线圈1011的中轴线与风扇的中轴线重合。磁体1012设置在发射线圈1011内。具体的，该磁体1012为软磁片，用于导磁、挡磁和导热。发射线圈1011的两端分别与控制模块1012连接。具体的，该充电模块101还包括第一导线和第二导线。第一导线的两端分别连接发射线圈1011的一端和控制模块102，第二导线的两端分别连接发射线圈1011的另一端和控制模块102。控制模块102用于控制充电模块101的通断。

通过设置散热模块103，可在终端设备通过该无线充电器充电时，对终端设备进行散热。由于终端设备在置于无线充电器上进行充电时，终端设备的对应发射线圈1011的位置的发热量最大，因此，通过设置发射线圈1011的中轴线与风扇的中轴线重合，使风扇对终端设备的散热效果较好；同时，便于风扇对发射线圈1011进行散热。

散热模块103的风扇可以有多种形式。例如，如图3所示，风扇包括如下的结构：外环框架1031、转盘1032和多片扇叶1033。其中，转盘1032位于外环框架1031内，并且转盘1032的中心与外环框架1031的中心重合。由于，发射线圈1011的中轴线与风扇的中轴线重合，因此，发射线圈1011的中轴线与转盘1032的中轴线重合。扇叶103固定设置在外环框架1031和转盘1032之间。发射线圈1011的外环直径小于转盘1032的直径。当风扇运转时，在电机的作用下，外环框架1031、转盘1032和多片扇叶1033均转动。该结构的风扇，厚度较小，适于应用在无线充电器中，不会显著增加无线充电器的厚度。

具体的，风扇的转动可以通过多种方式实现。例如，在一优选的实施例中，风扇通过转轴传动，则如图4所示，风扇还包括：风扇转轴和装配框架1034。为了配合风扇转轴，转盘1032为实心转盘，具有相对设置的第一表面和第二表面；则风扇转轴的一端与电机连接，风扇转轴的另一端与转盘1032的第一表面的中心连接。该实心转盘的形状可以是平面状，也可以是托盘状。装配框架1034与无线充电器的壳体固定连接，外环框架1031装配在装配框架1034内。由于转盘1032为实心转盘，而发射线圈1011的中轴线与风扇的中轴线重合，则为了不影响风扇转轴的转动，发射线圈1011设置在转盘1032的第二表面，并与转盘1032的第二表面隔有间距。第一导线和第二导线从装配框架1034走线，与控制模块102连接，避免影响风扇的旋转。具体的，可以通过在装配框架1034上设置支架1035。第一导线和第二导线可沿着支架1035走线，连接到控制模块102。发射线圈1011也可以固定设置在支架1035上。该支架1035的数量不限，可根据具体需求设置。

在另一优选的实施例中，风扇通过齿轮传动，则如图5和6所示，风扇还包括：第一齿轮1036和第二齿轮1037。其中，第一齿轮1036围绕在外环框架1031的外表面。第二齿轮1037的轴向与第一齿轮1036的轴向垂直，第二齿轮1037的锯齿与第一齿轮1036的锯齿啮合，第二齿轮1037的齿轮转轴与电机连接。例如，第一齿轮1036和第二齿轮1037可以是伞形齿轮，也可以是普通齿轮。第二齿轮1037用于驱动第一齿轮1036转动。具体的，电机传动带动第二齿轮1037转动，第二齿轮1037带动第一齿轮1036转动。由于风扇是依靠外环框架1031外围的齿轮传动，则风扇的转盘1032无需连接任何转轴，转盘1032可以为空心转盘，则发射线圈1011可以穿设在转盘1032的内环中，并与转盘1032的内环壁隔有间隔，从而可以进一步减小无线充电器的厚度。第一导线和第二导线可以从转盘1032走线，与控制模块102连接，避免影响风扇的旋转。应当理解的是，在无线充电器内部空间允许的情况下，可以根据结构布局，设置更多的齿轮相互配合进行传动，并不局限于上述优选实施例的两个齿轮传动，也不局限于上述位置关系的齿轮传动。

通过上述的两种结构，分别实现风扇的转动，并且发射线圈1011的走线不会影响风扇的转动。

在一优选的实施例中，如图2所示，该充电模块还包括：电流转换子模块1013。电流转换子模块1013分别与控制模块102和发射线圈1011连接，用于将输入的直流电转换为交流电。

通过设置电流转换子模块1013，在向无线充电器输入直流电的情况下，可以将直流电转换为交流电，从而可通过变化的电场产生变化的磁场，变化的磁场使发射线圈1011产生电流，对终端设备充电。

在一优选的实施例中，如图2所示，该无线充电器还包括：运动传感器模块104。运动传感器模块104设置在风扇上，并与控制模块102连接，用于检测风扇的运行参数。控制模块102用于根据运动传感器模块104检测的风扇的运行参数，获得风扇的转速，并根据风扇的转速控制电机的转速，和/或，控制充电模块101的通断。

通过设置运动传感器模块104可确定在充电的过程中，该风扇是否转动，若风扇未转动，则表明散热模块103出现了故障，无法正常散热。为避免安全隐患，控制模块102可控制断开充电模块101，停止充电。此外，在需要增大或者减小散热能力的情况下，控制模块102还可以根据风扇的转速，增大或者减小电机的转速，从而增大或者减小风扇的转速。

运动传感器模块104可以采用不同种类的运动传感器。具体的，在一优选的实施例中，运动传感器模块104包括：陀螺仪传感器。更优选的，该陀螺仪传感器为三轴陀螺仪传感器，因此，无论无线充电器位于任何位置，只要风扇转动，该三轴陀螺仪传感器都可以获得风扇转动时的角速度。陀螺仪传感器设置在风扇上。具体的，陀螺仪传感器可以设置在外环框架1031、转盘1032和/或扇叶1033上，只要是设置在风扇的可转动的区域即可。陀螺仪传感器用于根据风扇的转动，获取风扇转动时的角速度，并将角速度发送到控制模块102。控制模块102根据角速度，获得风扇的转速。该风扇的转速的计算公式为n＝ω/2π。其中，n为转速，ω为角速度。

以三轴陀螺仪传感器为例，工作原理如下：三轴陀螺仪传感器可以获得每个轴向上的角速度，记为(x，y，z)。一般的，x(pitch)表示俯仰角，y(yaw)表示偏航角，z(roll)表示翻滚角。例如，当无线充电器放置在水平面上时，风扇与水平面平行，则当风扇转动后，三轴陀螺仪传感器输出的角速度为(0，y，0)，即三轴陀螺仪传感器在x，z轴向的角速度变化为0，y轴向的角速度越大，风扇的转动速度越大。当然，无线充电器放置的位置的倾斜角度不同，该陀螺仪传感器可以根据不同的位置，获得x、y和/或z轴向上的角速度。根据该陀螺仪传感器获得的角速度，控制模块102可确定风扇是否转动以及可以进一步确定风扇的转速。

陀螺仪传感器在短时间内的测量结果较准确，因此，通过设置陀螺仪传感器，在风扇转动的时间相对较短的情况下，可以获得较为准确的风扇的实时的角速度，从而使控制模块102得到准确的风扇的转速。

当风扇转动时间相对较长，陀螺仪传感器会产生传感器漂移问题，造成测量的不准确，从而存在安全隐患。因此，优选的，除了陀螺仪传感器外，运动传感器模块104还包括：加速度传感器。加速度传感器设置在风扇上，用于获取风扇转动时的向心加速度，并将向心加速度发送到控制模块102。具体的，加速度传感器可以设置在外环框架1031、转盘1032和/或扇叶1033上，只要是设置在风扇的可转动的区域即可。控制模块102根据向心加速度和风扇的转动半径，获得风扇的转速。该风扇的转动半径可预先标定并存储在控制模块102中。一般情况下，由于风扇整体绕风扇的中轴线转动，因此，该风扇的转动半径为风扇的外环框架1031的半径。该风扇的转速的计算公式为n＝(a/r)^1/2/2π。其中，n为转速，a为向心加速度，r为转动半径。

加速度传感器在长时间转动情况下的测量结果较准确，因此，当转动时间相对较长时，可采用加速度传感器测量，从而使控制模块102获得更加准确的风扇的转速。例如，当转动时间超过阈值时间时，控制模块102可控制从陀螺仪传感器切换到加速度传感器进行测量。

因此，该实施例中，通过陀螺仪传感器和加速度传感器配合使用，可获得较为准确的风扇的转速。

在另一优选的实施例中，运动传感器模块104包括：至少一个磁铁片和霍尔传感器。磁铁片设置在扇叶1033上，霍尔传感器与控制模块102电连接，用于在磁铁片经过霍尔传感器时产生脉冲信号，并将脉冲信号发送到控制模块102。具体的，该霍尔传感器的位置对着磁铁片的运动轨迹，从而霍尔传感器可在磁铁片的作用下输出脉冲信号。控制模块102用于根据相邻两个脉冲信号之间的时间间隔，获得风扇的转速。

因此，通过设置霍尔传感器，也可获得较为准确的风扇的转速。

在一优选的实施例中，该无线充电器还包括：温度检测模块105。具体的，该温度检测模块105可以采用NTC(Negative Temperature Coefficient)电阻。温度检测模块105与控制模块102连接，用于检测无线充电器的温度。该温度检测模块105可以设置在任意位置。由于充电模块101的发热量较大，因此，该温度检测模块105优选设置在靠近充电模块101的位置，以便及时、准确地检测无线充电器的温度。控制模块102用于根据温度检测模块105检测的无线充电器的温度，控制充电模块101的通断，或者，控制电机的转速。

例如，当温度检测模块105检测到无线充电器的温度高于温度阈值时，控制模块102可控制充电模块101关闭；或者，可控制电机增大转速，从而使得风扇的转速变大，提高散热效果，以便降低无线充电器的温度。在充电模块101关断后，当温度检测模块105检测到无线充电器的温度不高于温度阈值时，控制模块102可控制充电模块101再次打开；或者，可控制电机减小转速，从而使得风扇的转速变小，避免风扇损耗较大，延长使用寿命。

通过设置温度检测模块105，可实时检测无线充电器的温度，并可根据温度，对充电模块101和/或电机的转速进行控制，以避免完全隐患。

具体的，如图7～9所示，该无线充电器在使用时，将终端设备106置于无线充电器上。该无线充电器的尺寸可能大于、等于或者小于终端设备106的尺寸。控制模块102开启充电模块101，对终端设备106进行充电；并且控制模块102控制散热模块103开启，对终端设备106进行散热。在无线充电器使用的过程中，运动传感器模块104可实时检测风扇的运行参数，以便判断该风扇是否正常工作；同时，温度检测模块105可实时检测无线充电器的温度，以便判断无线充电器是否严重发热；无论出现何种异常，控制模块102都可根据具体情况进行风扇转速的控制、充电模块101通断的控制，避免安全隐患。

综上，本发明实施例的无线充电器，通过设置散热模块103，可在终端设备106通过该无线充电器充电时，对终端设备106进行散热；并且，发射线圈1011的中轴线与风扇的中轴线重合，使风扇对终端设备106的散热效果较好；同时，便于风扇对发射线圈1011进行散热；通过设置运动传感器模块104，可获得风扇的运行参数，从而使得控制模块102可获得风扇的转速；通过设置温度检测模块105，可以获得无线充电器的温度，从而使得控制模块102可根据温度对充电模块101和电机的转速进行控制，避免安全隐患。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者移动终端不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者移动终端所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种无线充电器，包括：充电模块和控制模块，其特征在于，所述无线充电器还包括：散热模块，所述散热模块包括：风扇和与所述风扇连接的电机，所述控制模块与所述电机连接，用于控制所述电机的通断及转速；

所述充电模块包括：发射线圈和磁体，所述发射线圈的中轴线与所述风扇的中轴线重合，所述磁体设置在所述发射线圈内，所述发射线圈的两端分别与所述控制模块连接；所述控制模块用于控制所述充电模块的通断。

2.根据权利要求1所述的无线充电器，其特征在于，所述风扇包括：外环框架、转盘和多片扇叶，所述转盘位于所述外环框架内，并且所述转盘的中心与所述外环框架的中心重合，所述扇叶固定设置在所述外环框架和所述转盘之间；所述发射线圈的外环直径小于所述转盘的直径。

3.根据权利要求2所述的无线充电器，其特征在于，所述风扇还包括：风扇转轴和装配框架，所述转盘为实心转盘，具有相对设置的第一表面和第二表面，所述风扇转轴的一端与所述电机连接，所述风扇转轴的另一端与所述转盘的第一表面的中心连接；所述装配框架与所述无线充电器的壳体固定连接，所述外环框架装配在所述装配框架内；所述发射线圈设置在所述转盘的第二表面，并与所述转盘的第二表面隔有间距。

4.根据权利要求2所述的无线充电器，其特征在于，所述风扇还包括：第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮围绕在所述外环框架的外表面，所述第二齿轮的轴向与所述第一齿轮的轴向垂直，所述第二齿轮的锯齿与所述第一齿轮的锯齿啮合，所述第二齿轮的齿轮转轴与所述电机连接，用于驱动所述第一齿轮转动；所述转盘为空心转盘；所述发射线圈穿设在所述转盘的内环中，并与所述转盘的内环壁隔有间隔。

5.根据权利要求1所述的无线充电器，其特征在于，还包括：运动传感器模块，所述运动传感器模块设置在所述风扇上，并与所述控制模块连接，用于检测所述风扇的运行参数；所述控制模块用于根据所述运动传感器模块检测的所述风扇的运行参数，获得所述风扇的转速，并根据所述风扇的转速控制所述电机的转速，和/或，控制所述充电模块的通断。

6.根据权利要求5所述的无线充电器，其特征在于，所述运动传感器模块包括：陀螺仪传感器，所述陀螺仪传感器设置在所述风扇上，用于根据所述风扇的转动，获取所述风扇转动时的角速度，并将所述角速度发送到所述控制模块；所述控制模块根据所述角速度，获得所述风扇的转速。

7.根据权利要求6所述的无线充电器，其特征在于，所述运动传感器模块还包括：加速度传感器，所述加速度传感器设置在所述风扇上，用于获取所述风扇转动时的向心加速度，并将所述向心加速度发送到所述控制模块；所述控制模块用于根据所述向心加速度和所述风扇的转动半径，获得所述风扇的转速。

8.根据权利要求5所述的无线充电器，其特征在于，所述运动传感器模块包括：至少一个磁铁片和霍尔传感器，所述磁铁片设置在所述扇叶上，所述霍尔传感器与所述控制模块电连接，用于在所述磁铁片经过所述霍尔传感器时产生脉冲信号，并将所述脉冲信号发送到所述控制模块；所述控制模块用于根据相邻两个脉冲信号之间的时间间隔，获得所述风扇的转速。

9.根据权利要求1所述的无线充电器，其特征在于，还包括：温度检测模块，所述温度检测模块与所述控制模块连接，用于检测所述无线充电器的温度；所述控制模块根据所述温度检测模块检测的所述无线充电器的温度，控制所述充电模块的通断，和/或，控制所述电机的转速。

10.根据权利要求1所述的无线充电器，其特征在于，所述充电模块还包括：电流转换子模块，所述电流转换子模块分别与所述控制模块和所述发射线圈连接，用于将输入的直流电转换为交流电。