CN109617152B - 无线充电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线充电装置，其包括：上壳与下壳，上壳与下壳共同形成用于安装元件的腔体，在下壳的边缘位置设置有若干开孔；导风支架，其设置在腔体内，导风支架隔离所述若干开孔，从而将腔体划分为进风区和出风区，所述导风支架与所述下壳共同形成导风通道；发射组件，其设置在所述导风支架上，用于通过电磁耦合为接收设备充电；风扇，其设置在所述导风支架上，用于将外界冷空气从所述进风区的所述开孔抽入所述导风通道，流经所述发射组件后经由所述出风区的所述开孔排出，从而带走所述发射组件产生的热量。根据本发明的无线充电装置采用抽离式散热结构，将风扇设置于发射线圈下方，不仅可以减小无线充电装置的体积，还可以提高其充电效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线充电装置，尤其涉及一种具有抽离式散热结构的无线充电装置。
背景技术
随着技术的不断发展，各种类型的电子设备得到了广泛使用，与此同时，为了便利对各种电子设备进行充电，无线充电器也得到快速发展。无线充电器是利用变压器磁场原理实现电能转换给接收设备(如手机)充电的装置，其因无线使用充电线而具有很高的便利性。图1A和图1B示出了无线充电器1给诸如手机的接收设备2充电示意图，无线充电器1通过接口3与电源连接，内部的发射线圈与接收设备2的接收线圈通过电磁耦合实现无线充电。然而，在无线充电器充电过程中磁场耦合会产生热量(即充电器发射端线圈及设备接收端线圈会产生热量)，而且充电过程中如图1A和图1B所示接收设备2需要直接贴合在无线充电器1上，与传统有线的充电器相比发热源与接收设备结合在一起，无法分离，所以积累的热量对接收设备的影响更直接，当该部位热量过大时会导致对接收设备的充电效率过低，产生不好的用户体验，严重的话有可能引发安全事故(如装置出现异常或者无过温保护功能的情况下)，因此需要对此处的热量进行分散以降低无线充电器和接收设备的温度。
目前市面上无线充电器的形态较多，有部分无线充电器充电功率较低因而不需要散热器，有部分无线充电器加风扇进行主动散热的，如图2所示，这种无线充电器风扇与热源处于同一平面(仅示出风扇)，虽然可以取得不错的散热效果，但是由于无线充电器属于消费电子品类别，产品需要小巧才方便使用，如采用上述图2所示方案，产品会做得较大，影响使用的便利性。
因此，需要提供一种无线充电装置，以至少部分地解决上面提到的问题。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为了至少部分地解决上述问题，本发明公开了一种无线充电装置，其包括：
上壳与下壳，所述上壳与所述下壳共同形成用于安装元件的腔体，在所述下壳的边缘位置设置有若干开孔；
导风支架，其设置在所述腔体内，所述导风支架隔离所述若干开孔，从而将所述腔体划分为进风区和出风区，所述导风支架与所述下壳共同形成导风通道；
发射组件，其设置在所述导风支架上，用于通过电磁耦合为接收设备充电；
风扇，其设置在所述导风支架上，用于将外界冷空气从所述进风区的所述开孔抽入所述导风通道，流经所述发射组件后经由所述出风区的所述开孔排出，从而带走所述发射组件产生的热量。
在本发明一个实施例中，所述下壳包括底部和位于边缘位置并与所述底部连接的弯曲部，所述弯曲部相对所述底部所在平面向上弯曲，所述开孔设置在所述弯曲部上。
在本发明一个实施例中，围绕所述下壳边缘一周均设置有所述开孔。
在本发明一个实施例中，在所述下壳边缘的相对两端上设置有所述开孔。
在本发明一个实施例中，所述风扇设置在所述导风支架上靠近所述下壳的一侧，所述发射线圈设置在所述导风支架上靠近所述上壳的一侧。
在本发明一个实施例中，所述发射组件包括依次设置在所述导风支架上的隔磁片和发射线圈；在所述风扇下方还设置有电路板，所述发射线圈与所述电路板电连接。
在本发明一个实施例中，所述导风支架包括：
安装部，其包括环绕设置形成边框的框架部和设置在所述框架部上的支撑部；
出风部，其与所述安装部连接，用于与所述下壳共同围成所述出风区。
在本发明一个实施例中，在所述安装部朝向所述下壳的一侧还设置有插合部，用于供所述风扇插合。
在本发明一个实施例中，所述出风部包括覆盖部和设置在所述覆盖部两侧的肋部，所述覆盖部和所述肋部与所述下壳共同围成所述出风区。
在本发明一个实施例中，在靠近所述出风部的一侧，在所述电路板与所述风扇之间空隙处，以及所述导风支架与所述风扇之间的空隙处设置有挡风泡棉。
根据本发明的无线充电装置，在下壳边缘设置开孔，并在腔体内设置导风支架，通过导风支架隔离所述开孔而将腔体分为进风区和出风区，并与下壳形成导风通道，使得外部的冷空气可以经由风扇抽吸后，通过进风区的开孔进入导风通道，流经发射组件后，经由出风区的开孔排出，从而将导风支架上的发射组件产生的热量带走，实现对发射组件的冷却。根据本发明的无线充电装置由于风扇和发射组件分别安装在导风支架的上下两侧，因此与风扇与发射组件安装在同一平面的无线充电器相比，可以大大缩小充电装置的体积，并且可以获得良好的散热效果从而提高了无线充电装置的充电效率。此外，根据本发明的无线充电装置采用的均是常规物料，因而降低了生产周期和成本。
附图说明
本发明实施方式的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，
图1A示出无线充电器为设备充电的示意图；
图1B示出无线充电器为设备充电的示意图；
图2为目前采用风扇主动散热的无线充电器的散热原理示意图；
图3示出根据本发明实施例的无线充电装置的示意性轴侧图；
图4示出根据本发明实施例的无线充电装置去除上壳后的示意性轴测图；
图5示出根据本发明实施例的无线充电装置的示意性轴侧剖面图；
图6示出根据本发明实施例的无线充电装置去除上壳后的的示意性轴侧剖面图；
图7示出根据本发明实施例的无线充电装置的下壳和导风支架组装在一起后的示意性俯视图；
图8示出根据本发明实施例的无线充电装置的导风支架的示意性俯视图；
图9示出根据本发明实施例的无线充电装置的导风支架的示意性轴测图；
图10示出根据本发明实施例的无线充电装置的导风支架的另一示意性轴测图；
图11示出根据本发明实施例的无线充电装置的风扇的示意性轴测图；
图12示出根据本发明实施例的无线充电装置的导风支架和风室组装在一起后的示意性俯视图；
图13示出根据本发明实施例的无线充电装置的导风支架、隔磁片、发射线圈和电路板组装在一起后的示意性俯视图。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的本发明实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。
在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
下面结合图3至图13对根据本发明实施例的无线充电装置进行详细说明。
首先，如图3所示，根据本发明实施例的无线充电装置100包括下壳10和上壳11，下壳10与上壳11共同形成用于安装元件的腔体。在上壳11上设置有指示灯12，用于指示充电状态。下壳10可以采用金属材料制作，例如不锈钢、铝合金等，上壳11可以采用非金属材料制作，例如塑料等。同时，在此限定，在本说明书中以图3所示的上壳11在上，下壳10在下的状态对无线充电装置100进行描述，在本文中提到的上下关系均以此状态为准。
如图4至图6所示，在本实施例中，在下壳10内设置有导风支架13、隔磁片14、发射线圈15、风扇16和电路板17。示例性地，电路板17，例如为PCB板，其安装在下壳10上，用于提供无线充电装置100所需要的各种电路元件。导风支架13安装在下壳10上，并且位于电路板17之上，风扇16安装在导风支架13上，并且位于电路板17和导风支架13之间，即风扇16位于导风支架13上靠近下壳10的一侧。隔磁片14安装在导风支架13上，并且位于靠近上壳11的一侧，隔磁片14可以采用铁氧体等材料制作，用于屏蔽发射线圈15向下的磁场，使发射线圈15产生的磁场均向上发射，以提高无线充电效率。示例性地，隔磁片14呈圆形状。发射线圈15设置在导风支架13上，并且位于隔磁片14之上，用于通过电磁耦合对放置于无线充电装置100上的接收设备进行无线充电。发射线圈15可以采用铜或铝等等导电性能好的材料制作。示例性地，在本实施例中，发射线圈15呈环状结构。在本实施例中，由于风扇16和发射线圈15分别设置在导风支架13的两侧，即在同一方向上层叠设置，而不是位于同一个平面内，因此与风扇和发射线圈设置在同一平面内的情况相比，可以使得无线充电装置100的体积大大缩小。
如前所述，由于发射线圈15在无线充电时会产生热量，因此需要对其进行良好的散热处理，以避免热量积累，影响用户体验甚至导致安全事故。在本实施例中，通过设置导风支架13和风扇16来实现对发射线圈15的散热，下面对此进行详细描述。
在本实施例中，为了对发射线圈15进行散热，首先，如图4至图7所示，在下壳10的边缘位置设置有开孔18，开孔18可以用作进风口或出风口。并且优选地，围绕下壳10边缘一周均设置有开孔18，以增大进风量和/或出风量。示例性地，开孔18呈长条状结构。当然，在其它实施例中，开孔18也可以采用其他形状。并且，为了便于进风和出风，如图4至图6所示，下壳10包括底部和位于边缘位置并与所述底部连接的弯曲部，所述弯曲部相对所述底部所在平面向上弯曲，所述开孔18设置在所述弯曲部上。由于下壳10的边缘呈弯曲向上的形状，因此当无线充电装置100放置在平面上时，下壳10的边缘与该平面存在空隙，因此有利于开孔18的进风和/或出风，也即有利于提高无线充电装置100的散热效果。
其次，如图4、图6和图7所示，导风支架13与下壳10共同形成导风通道(参见图6，图中箭头所在区域为导风通道)，并且导风支架13隔离多个所述开孔18，从而将所述腔体划分为进风区和出风区，其中，所述位于所述进风区的开孔18用作进风口，位于所述出风区的开孔18用作出风口，即通过导风支架13完全隔开进风口和出风口，从而可以形成完整的散热通道。当风扇16将外界的冷空气从所述进风区的开孔18(即进风口)抽入腔体后，空气先进入所述导风通道，然后经由所述出风区的开孔18(即出风口)排出。与此同时，当空气流过导风通道时会经过发射线圈15，可以与发射线圈15进行热交换，从而降低发射线圈15的温度，避免热量积累。空气在所述下壳10内的流动方向如图8所示，即从下壳10的三个方向进风，然后从一个方向出风。
进一步地，如图6所示，在靠近出风区域的一侧，在电路板17和风扇16之间的空隙处，以及导风支架13和风扇16的空隙处设置有挡风泡棉19，使进风区和出风区更好地形成封闭的对流空间，防止热风回流，使风扇16的运转效率达到散热预期，提升整个装置的性能以获得更好的充电体验。
应当理解，虽然在本实施例中，围绕所述下壳10边缘一周均设置有所述开孔18，但是在其它实施例中，也可以在所述下壳10边缘的相对两端上设置有所述开孔，例如仅在图4至图8所示的出风侧及该出风侧的相对侧设置所述开孔，而在其它两侧不设置所述开孔，此时，仅从下壳10的一个方向进风，并从一个方向出风。
下面结合图8至图13对导风支架13以及风扇16的结构进行说明。
如图8至图10所示，导风支架13包括安装部130和出风部131，安装部130用于安装隔磁片14、发射线圈15和风扇16，出风部131用于与所述下壳10共同围成所述出风区。
安装部130包括环绕设置形成边框的框架部132和设置在所述框架部132上的支撑部133。框架部132在其中一侧中形成开口134，用于引出发射线圈15的连线150(参见图13)。支撑部133设置在框架部132的下端侧(即靠近下壳10的一侧)，从而使得安装部130靠近上壳11的一侧形成隔磁片14和发射线圈15的卡合空间(参见图10)，从而便于隔磁片14和发射线圈15安装在导风支架13上(参见图4和图13)。在安装部130靠近下壳10的一侧还设置有插合部135，用于供所述风扇16插合。进一步地，安装部130的中部区域形成开口136，从而便于发射线圈16与风扇16吸入的空气进行热交换。
出风部131与所述安装部130连接，所述下壳10上的被所述出风部131罩住的所述开孔18用作出风口(参见图7)。出风部131包括覆盖部137和设置在所述覆盖部137两侧的肋部138，当导风支架13安装在所述下壳10上时，所述覆盖部137和所述肋部138与所述下壳10共同围成所述出风区域。示例性性，所述覆盖部137呈扇形状。示例性地，在所述覆盖部137的中部也还设置有肋部138，从而将所述出风区域分隔为两个区域。此外，如前所述，参见图6，在靠近所述出风部131的一侧，在所述电路板17与所述风扇16之间空隙处，以及所述导风支架13与所述风扇16之间的空隙处设置有挡风泡棉19，使进风区域和出风区域更好地形成封闭的对流空间，防止热风回流。
如图11所示，风扇16包括主体部160、安装部161和插接部162，主体部160用于安装固定叶片，安装部161上设置有安装孔，如图12所示，通过插接部162插合至导风支架13的插合部135而将风扇16安装在导风支架13上，并通过在安装孔中设置紧固件来进一步固定风扇16。
根据本发明的无线充电装置，在下壳边缘设置开孔，并在腔体内设置导风支架，通过导风支架隔离所述开孔而将腔体分为进风区和出风区，并与下壳形成导风通道，使得外部的冷空气可以经由风扇抽吸后，通过进风区的开孔进入导风通道，流经发射组件后，经由出风区的开孔排出，从而将导风支架上的发射组件产生的热量带走，实现对发射组件的冷却。根据本发明的无线充电装置由于风扇和发射组件分别安装在导风支架的上下两侧，因此与风扇与发射组件安装在同一平面的无线充电器相比，可以大大缩小充电装置的体积，并且可以获得良好的散热效果从而提高了无线充电装置的充电效率。此外，根据本发明的无线充电装置采用的均是常规物料，因而降低了生产周期和成本。
尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本发明的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本发明的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本发明的范围之内。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本发明的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的替代特征来代替。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式或对具体实施方式的说明，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。本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种具有抽离式散热结构的无线充电装置，其特征在于，所述无线充电装置包括：
上壳与下壳，所述上壳与所述下壳共同形成用于安装元件的腔体，在所述下壳的边缘位置设置有若干开孔；
导风支架，其设置在所述腔体内，所述导风支架完全隔离所述若干开孔，从而将所述腔体划分为进风区和出风区，所述导风支架与所述下壳共同形成导风通道，所述导风支架包括：安装部，其包括环绕设置形成边框的框架部和设置在所述框架部上的支撑部；出风部，其与所述安装部连接，所述出风部包括覆盖部和设置在所述覆盖部两侧的肋部，所述覆盖部和所述肋部与所述下壳共同围成所述出风区；
发射组件，其设置在所述导风支架上靠近所述上壳的一侧，用于通过电磁耦合为接收设备充电；
风扇，其设置在所述导风支架上靠近所述下壳的一侧，用于将外界冷空气从所述进风区的所述开孔抽入所述导风通道，流经所述发射组件后经由所述出风区的所述开孔排出，从而带走所述发射组件产生的热量。
2.根据权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述下壳包括底部和位于边缘位置并与所述底部连接的弯曲部，所述弯曲部相对所述底部所在平面向上弯曲，所述开孔设置在所述弯曲部上。
3.根据权利要求2所述的无线充电装置，其特征在于，围绕所述下壳边缘一周均设置有所述开孔。
4.根据权利要求2所述的无线充电装置，其特征在于，在所述下壳边缘的相对两端上设置有所述开孔。
5.根据权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，
所述发射组件包括依次设置在所述导风支架上的隔磁片和发射线圈；
在所述风扇下方还设置有电路板，所述发射线圈与所述电路板电连接。
6.根据权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，在所述安装部朝向所述下壳的一侧还设置有插合部，用于供所述风扇插合。
7.根据权利要求5所述的无线充电装置，其特征在于，在靠近所述出风部的一侧，在所述电路板与所述风扇之间空隙处，以及所述导风支架与所述风扇之间的空隙处设置有挡风泡棉。
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