CN112087021A - 高效方便充电器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高效方便充电器，其特征是：在充电器（1）和手机壳（2）的外表面设置至少一个导电的接线柱（3）或电极板（4）或弧面电极（18）或手机指环（32），接线柱（3）或电极板（4）或弧面电极（18）或手机指环（32）与数据连接线（11）或USB（通用串行总线）接口电连接。本发明的高效方便充电器及手机壳的充电效率与有线充电器的效率相同，成本低，对外无电磁辐射，由于充电放置区域面积更大，使用随意方便。

Description

高效方便充电器

技术领域

本发明涉及通信和电器领域及手机充电领域，具体涉及家电充电器和手机充电器、充电宝及充电转换器。

背景技术

无线充电比有线充电确实方便了不少，但无线充电器比起有线充电器来说充电效率低了不少，手机等家用电器的外壳都有一定的厚度，会增大无线传输距离，这对无线充电器的效率带来影响，壁厚越大充电效率越低，目前无线充电效率在70%-75%左右，无线充电器制作工艺复杂，成本很高。虽然无线充电分成发射器和接收器是两个部分，但是彼此还是不能分开太远，不然充电效率会大幅下降甚至无法充电，因此还是接触充电。由于目前的无线充电效率较低，价格贵，结构复杂易出故障，使得无线充电器难以普及。

发明内容

本发明旨在将现有的有线充电器达到无线充电器的方便使用效果，同时充电效率依旧保留有线充电器的高效率，并消除了无线充电的电磁辐射。

技术方案

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高效方便充电器，其特征是：在方便充电器1的外壳表面设置至少一个导电的接线柱3或电极板4或弧面电极18，接线柱3或电极板4或弧面电极18与数据连接线11或USB（通用串行总线）接口16的电连接。

进一步地，所述导电的接线柱3或电极板4或弧面电极18的总数为至少2个，分别与USB（通用串行总线）接口16的正负电极电连接。

一种高效方便充电宝，其特征是：由蓄电池25、控制电路板29及USB接口16构成，外表面设置至少一个导电的接线柱3或电极板4或弧面电极18，接线柱3或电极板4或弧面电极18与USB（通用串行总线）接口16和/或蓄电池25的正负极和电连接。

一种高效方便充电器，其特征是：在由电源插头27和控制电路板29及USB接口16构成的手机充电器的外表面设置总数量至少两个导电的接线柱3或电极板4或弧面电极18，所述导电的接线柱3或电极板4或弧面电极18与方便充电器1的输出正负极电连接。

进一步地，所述方便充电器1内部设置蓄电池25，蓄电池25的正负极与所述导电的接线柱3或电极板4或弧面电极18和/或USB接口16电连接。

进一步地，所述USB接口16为以下形式之一或其组合：

1) USB接口16为标准USB1.0、2.0、3.0或以上版本的USB接口；

2) USB接口16为mini-USB接口；

3) USB接口16为micro-USB接口；

4) USB接口16为Type接口；

5) USB接口16为Type-C接口；

6) USB接口16为前述接口衍生出的A、B、C、AB型USB接口；

7) USB接口16为前述接口的母座或公头；

8) USB接口16为与手机厂商的手机接口通用的接口；

9) USB接口16为数据连接线11或电源插头27；

10）USB接口16为逐步发展的其他形式的接口。

进一步地，所述接线柱3或电极板4或弧面电极18与柔性体或弹片或弹簧连接。

进一步地，所述高效方便充电器1及手机壳2内部或侧面设置至少一个强磁体或导磁铁板。

进一步地，所述高效方便充电器1设置连接结构，便于与汽车或手机固定连接。

进一步地，所述电极板4或弧面电极18为同心圆结构或分体结构，所述电极板4或弧面电极18的整体形状为圆形、长方形、阴阳鱼、八卦形、日、月、跑道形、多边形或封闭艺术曲线形状或艺术造型。

进一步地，所述接线柱3或电极板4或弧面电极18与方便充电器1或手机壳2滑动连接。

进一步地，所述接线柱3或电极板4或弧面电极18与指示灯9和控制电路板29连接。

有益效果

本实用新型的有益效果是：

1、使用方便。本发明与无线充电器的使用方式一样，摆脱了线绳的束缚，充电使用不用插拔，随拿随放，由于充电电极板比目前的附加磁铁的伸缩柱的面积大很多，充电放置区域面积更大，即使放置位置偏斜很多也能正常充电，使用更加随意方便自如。可以对目前的输出电压为5伏和12伏安全电压的手机和车载用电器等进行安全方便充电。

2、高效节能。本发明在电源充电器端与手机USB接口处设置方便充电的有触点接线柱或接线板，本质上仍是有触点充电转换器，因此电源传输效率几乎没有损耗，为有线充电器充电一样的效率，比目前的无线充电器节能省电20-30%，相比无线充电器放置位置越偏充电效率越低，本发明的方便充电器放置位置无论怎样偏斜只要能充上电充电效率都是和有线充电器一样高效的。

3、成本低。本发明省去了无线充电器的复杂的发射线圈、接收线圈、发射电路板、接收电路板等复杂的无线传输元器件，使成本大幅度降低。

4、无电磁辐射。本发明为有触点的接线柱或接线板连接，不会对外产生电磁辐射危害。

5、安全。本发明利用原来的电源插头引出的电源线，输出电压只有5-20伏特左右，低于36伏特安全电压用电要求，不当会造成触电危险，不存在电磁辐射，很安全。

6、可大电流充电。由于电极板的面积大，可设置多个导电弹簧针和弧面电极，可支持5A100W的超高速充电，并且自身即可快速散热。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的同心圆电极板结构的方便充电器的立体结构示意图。

图2是本发明的方便充电器的内部立体结构示意图。

图3是与本发明的方便充电器配合使用的手机壳的背面立体结构示意图。

图4是与本发明的方便充电器配合使用的手机壳的的内部剖视结构示意图。

图5是本发明的方便充电器和手机壳配合使用中为手机充电状态的立体结构示意图。

图6是本发明的高低设置的同心圆电极板的方便充电器的立体结构示意图。

图7是本发明的圆弧形电极板的手机壳的立体结构示意图。

图8是本发明的阴阳鱼形电极板的方便充电器的的立体结构示意图。

图9是本发明的伸缩同心圆电极板的方便充电器的立体结构示意图。

图10是本发明的带有蓄电池的方便充电器；

图11是本发明的一种与手机充电器一体式的方便充电器

图12是本发明的一种与手机充电器一体式三极板的方便充电器。

图中1-充电器，2-手机壳，3-导电柱，4-电极板，5-外壳，6-内极板，7-隔离带，8-外极板， 9-USB接口内的接线插板， 10- USB公头（接口），11-数据连接线，12-接线片，13-导线，14-绝缘膜，15-电极连接片，16-USB母座（接口），17-手机，18-弧面电极，19-外压盖，20-伸缩弹簧，21-充电宝，22- USB插口，23-USB Type-C母座，24-数字显示模块，25-蓄电池，26-开关，27-插头电极，28-控制电路板，29-薄膜。

具体实施方式

本发明结合附图对具体实施例作进一步详细介绍。

实施例一：

如图1和图2所示，为本发明的一种高效方便充电器。手机充电器一般由插头电极、外壳、内部的变压器、电感、电容和PCB电路板及一侧的USB母座构成，可以将110伏或220伏市电通过内部的控制电路板转变成直流电对外提供安全电源，手机充电器输出的正负电极与USB母座16的正负极接线端子相连接，可以通过数据线对手机供电。随着科技发展和技术进步，手机充电器和数据传输的USB通用串行总线的接口形式经历了1.0、2.0、3.0版本的变化，之后发展出了更精巧的mini USB和micro USB接口以及功能更强大的TYPE-C接口，还有A型、B型、AB型及C型的分别，USB接口硬件上分为母座和公头，各类型的USB接口原理相同，为表述的方便，本发明以圆盘形手机充电器和典型的USB2.0、USB Type-C型接口为例进行说明。为区别手机充电器，本发明的新型充电器称为方便充电器。在方便充电器1的外壳5的上面的壳体上设置两个电极板4，对于圆形充电器，两个电极板4其中的一种实施结构为内外电极板4设置成同心圆结构，即一个设置在内部的圆形内极板6，一个设置在外面的环形外环极板8，内极板6和外环极板8之间设置隔离带7。隔离带7为绝缘材料，如塑料。电极板4、内极板6、外环极板8为导电良好的材料，如铜、银、金、不锈钢、铝、铁、锌、锡，或者是表面电镀以上金属的镀层材料。在外壳5的上表面设置圆形凹槽和圆环凹槽，分别镶嵌入内极板6和外环极板8。

如图2所示，在方便充电器外壳5的下壳体上可设置不同类型的USB母座16，为便于看清内部结构图中隐去USB母座16的金属外壳，USB母座16内设置接线插板9，接线插板9根据不同USB的接头标准设置对应的导电丝，在接线插板9上对应充电的两个导电丝分别引出接线片12，接线片12上焊接或插接导线13，导线13与内极板6、外环极板8分别电连接，为实现各个充电器和手机能够通用，应按照统一方向设置与接线插板9上的充电正负极相连的接线片12与内极板6和外环极板8的接线位置，例如，与接线插板9充电正极相连的接线片12与内极板6连接，与接线插板9上充电负极相连的接线片12与外环极板8连接，统一接线方向后，任何两个充电器1和手机壳2搭配使用都能正确充电。手机充电器可以通过数据连接线11的TYPE-C公头10与方便充电器的USB TYPE-C母座16连接起来，让内极板6和外环极板8处于待机状态，随时对手机进行充电。

如图3所示，为本发明的一种方便充电的手机壳，手机壳2内部形状与手机外轮廓吻合，可以套在手机外部，保护手机。以国产华为手机壳为例，手机壳2外部中央位置设置导电柱3，导电柱3为中心设置可以伸缩的中心柱，导电柱3平时由弹簧顶出中心柱。手机壳2的底部的 USB插口22内设置USB TYPE-C母座16，USB TYPE-C母座16内设置接线插板，可与数据连接线11的USB TYPE-C公头10连接。如图4所示，USB TYPE-C母座16的接线插板9在手机壳2的内部通过导线连接设置有内置的USB TYPE-C公头10，在手机壳2套在手机外部时内置的USB TYPE-C公头10可以插入手机尾部的USB TYPE-C母座内，手机壳2底部的USB TYPE-C母座16的接线插板9连接上手机尾部的USB TYPE-C母座。手机充电器或12伏车载电源和数据连接线11的USB TYPE-C公头10插入手机壳2底部的USB TYPE-C母座16内就可以直接充电，使用数据连接线11两端分别插入手机壳2底部的USB TYPE-C母座16和电脑USB2.0母座内就可以传输数据。

手机壳2内部设置两个电极连接片15，两个电极连接片15的一端分别与USB TYPE-C母座16上的充电正负极接线片连接，两个电极连接片15的另一端连接导电柱3。导电柱3为中心设置可以伸缩的中心柱，导电柱3平时由弹簧顶出中心柱。手机壳2内部还贴有绝缘膜14，将电极连接片15和导电柱3与手机分隔开。

如图5所示，充电时，手机17和套在外面的手机壳2一起放在方便充电器1上，两个导电柱3中间的中心柱接触到方便充电器1上的两个电极板4的内极板6和外环极板8，充电电路接通即可对手机17充电。

前述的电极连接片15也可以换成导线。

如图6所示，前述的两个电极板4的内极板6和外环极板8之间高度可以设置在不同平面上，即一个高一个低，如中间的内极板6低于外环极板8的高度，这样可以避免正负电极接反。

如图7所示，前述的导电柱3也可以换成凸起的弧面电极18，或者是电极连接片15的末端为中间突出的圆弧面电极18，手机壳2放在方便充电器1上时，手机壳2的两个凸起的圆弧面电极18接触到到方便充电器1上的两个电极板4的内极板6和外环极板8，充电电路接通即可对手机充电。

前述的弧面电极18可以连接柔性薄膜和/或弹片连接，以增强弧面电极18的弹性。前述的电极板4除同心圆结构外，也可以是分开的结构。

如图8所示，圆形充电器的上表面设置两个分开的阴阳鱼形的电极板4，之间由隔离带7分隔开。此时隔离带7与外壳表面连为一体，可以看做是两个电极板4彼此分开一段距离，设置在外壳5的上表面。

前述的电极板4与方便充电器1或手机壳2可以滑动连接，电极板4背部与弹簧连接，可以上下伸缩浮动。

如图9所示，为本发明的一种内置伸缩电极板的方便充电器。以圆盘形方便充电器1和USB Type-C型接口为例，本发明在方便充电器1外壳5的上表面设置圆形凹槽和圆环凹槽，分别镶嵌入内极板6和外环极板8，内极板6和外环极板8为同心圆结构，内极板6、外环极板8为导电良好的材料。内极板6和外环极板8的高度不同，内极板6低于外环极板8，外环极板8的上面设置外压盖19，将外环极板8固定在外壳5上，在内极板6和外环极板8之间设置隔离带7，隔离带7为绝缘材料，如塑料。隔离带7的外缘压盖压在外环极板8上，装入外壳5的内孔，将外环极板8固定住的同时隔离带7的内缘压盖把内极板6限定在低于外环极板8的位置。内极板6可以在隔离带7的内孔滑动伸缩，内极板6底部设置弹簧20， 以便保持内极板6与手机壳2上的导电柱3或弧面电极18或其他形状的电极形成良好的电接触。

在方便充电器1外壳5的下壳体上可设置不同类型的USB母座16，图中USB母座16形式为TYPE-C型。USB TYPE-C型母座的正负极接线片12由导线13分别与内极板6和外环极板8相连接。

充电时，把手机充电器用数据连接线11的USB TYPE-C型公头与方便充电器1内的USB TYPE-C型母座相插接，对方便充电器1的外壳5上的内极板6和外环极板8供电。当底部带有两个导电柱3或弧面电极18的手机壳2及内部的手机放到方便充电器1上面，就会接通电源对手机充电。前述的方便充电器的两个电极板4的形状除了圆形和圆环形外还可以是两个或多个长方形，方便充电器的外形可以为正方形或长条形或其他艺术造型。

实施例二：

如图10所示，为本发明的一种带有蓄电池的方便充电器，能靠内部的蓄电池对手机充电，方便外出旅行充电，也可以通俗地称为方便充电宝。以方形充电宝为例，本发明在方便充电器外壳5的壳体上表面设置方形凹槽和方环形凹槽，分别镶嵌入方形内极板6和方环形的外环极板8。电极板设置成图示的回字形结构，即一个设置在内部的方形内极板6，一个设置在外面的方环形外环极板8，内极板6和外环极板8之间设置隔离带7。内极板6与外环极板8之间的高度可以相同也可不同，优选内极板6的高度低于外环极板8的高度，设置得当可避免电源正负极方向接反。外壳5及隔离带7为绝缘材料，如塑料。电极板4、内极板6、外环极板8为导电良好的材料。

在充电器外壳5的下壳体内部设置蓄电池25，蓄电池25的正负极通过导线13与内极板6和外环极板8分别电连接，为实现各个充电器和手机能够通用，应按照统一方向设置蓄电池25正负极与内极板6和外环极板8的接线位置，例如，蓄电池25正极与内极板6相连接，蓄电池25负极与外环极板8相连接，统一正负极接线方向后，任何两个方便充电器1和手机壳2搭配使用都能正确充电。

下壳的 USB插口22内设置不同类型的USB母座16，如USB2.0母座16和USB TYPE-C母座23或micro-USB母座，与蓄电池25的正负极分别电连接。可以通过TYPE-C母座23用数据线将手机充电器与蓄电池25正负极连接起来对蓄电池25充电。在下壳侧面设置的开关26，可控制数字显示模块24显示蓄电池的电量。充电后的蓄电池25可通过USB2.0母座16对外充电，可用数据线对一个或多个手机同时充电。在蓄电池25没有电的情况下，可以将数据线与手机充电器与TYPE-C母座23连接起来，TYPE-C母座23对方便充电器1的外壳5上的内极板6和外环极板8供电，当手机底部带有两个导电柱3或弧面电极18的手机壳2放到方便充电器1上面，就会接通手机充电器对手机充电。

实施例三：

如图11所示，为本发明的一种与手机充电器一体式的方便充电器。手机充电器一般由插头电极27、外壳5、由内部的变压器、电感、电容和PCB电路板等元器件组成的控制电路板28及一侧的USB母座16构成，可以将110伏或220伏市电或12伏车载电源通过内部的控制电路转变成5伏或9伏直流电对外提供安全电源，手机充电器输出的正负极还与USB母座16的正负极接线端子相连接。可以插入数据连接线11对外供电。在手机充电器的外壳5的上表面设置两个导电的电极板4，一个电极板4位于手机充电器的中间位置，另一个电极板4位于手机充电器的靠近插头电极27一端。两个电极板4与手机充电器的输出正负极电连接，成为方便充电器1。为方便手机充电，位于中间的电极板4与手机充电器的正极相连，靠近插头电极27一端的电极板4与手机充电器的负极相连，相应地，配套的手机壳2的底部设置三个导电柱3，导电柱3优选为带有弹簧的伸缩导电柱，中间的导电柱3位置与前述的中间电极板4的位置相对应，两侧的两个导电柱3与靠近插头电极27一端的电极板4对应，中间的导电柱3与手机电池的正极相连，两侧的导电柱3与手机电池的负极相连。

带有手机壳2的手机放在方便充电器1上面充电时，从左右两个方向放置手机都可以保证手机壳2中间的正极导电柱3与方便充电器1的中间的正极电极板4相连接，同时保证手机壳2两侧的负极导电柱3之一与方便充电器1靠近插头电极27一端的的负极电极板4相连接，对手机进行正确充电。

如图12所示，为本发明的一种与手机充电器一体式三极板的方便充电器。在手机充电器的外壳5的上表面设置三个导电的电极板4，一个电极板4位于手机充电器的中间位置，另两个电极板4位于手机充电器的两端，电极板4与手机充电器的输出正负极电连接，成为方便充电器1。为方便手机充电，位于中间的电极板4与手机充电器的正极相连，中间高度低于两侧电极板4的高度，两端的电极板4与手机充电器的负极相连，相应地，配套的手机壳2的底部对应位置设置两个弧面电极8，弧面电极8的形状是带有艺术造型的导电金属电极，例如中间弧面电极8为太阳的圆形，侧面的弧面电极8的形状为月牙形，以增强美感。中间的圆形弧面电极8的位置与前述的中间电极板4的位置相对应接触，侧面的月牙形弧面电极8的位置与两端的电极板4对应接触，中间的圆形弧面电极8与手机电池的正极相连，侧面的月牙形弧面电极8与手机电池的负极相连。

带有手机壳2的手机放在方便充电器1上面充电时，从左右两个方向放置手机都可以保证手机壳2中间的正极圆形弧面电极8与方便充电器1的中间的正极电极板4相连接，同时保证手机壳2侧面的负极月牙形弧面电极8与方便充电器1侧面的一个负极电极板4相连接，对手机进行正确充电。

方便充电器1的侧面的USB插口22内设置USB2.0母座，可以用数据连接线11对手机充电。

在没有市电插座的情况下，而只有电脑时，可以将数据连接线11与电脑等的USB接口与USB TYPE-C母座23连接起来，USB TYPE-C母座23对方便充电器1上的电极板4供电，当手机底部带有弧面电极8的手机壳2放到方便充电器1上面，方便充电器1就会接通对手机充电。

前述的电极板4还可以是分体的多块结构，如电极板4的整体形状为八卦形、跑道形、多边形，或者是其他由艺术美感的封闭曲线形状。电极板4的总数量也可以是2个以上。

前述的方便充电器的导电柱3或两个圆弧面电极与USB母座16之间可以设置电池正负极自动识别电路，电池正负极自动识别电路可以使手机壳上的两个导电柱3或圆弧面电极18与充电器上的两个电极板4不用分极性，随便连接，即使电池极性接反了也可以正常充电而不会损伤电池，让手机随手取放充电更方便。

前述的电池正负极自动识别电路还可以是带有其他功能控制电路，例如充满电时自动湍流充电，以免过冲。

前述的控制电路中还可以设置状态指示灯，通过指示灯的颜色变化提示充电过程的不同状态。控制电路可以控制指示灯亮灭或闪烁。

前述的方便充电器1及手机壳2内部或侧面设置至少一个强磁体或导磁良好的铁板，方便自动对正位置和吸附固定。

前述的方便充电器1可以设置不同的连接结构，例如万向球头连接结构或抱爪结构，以便与汽车或手机及家用电器固定连接。

前述的方便充电器1和手机壳2的导电柱3或弧面电极18和电极板4的位置可以互换，即方便充电器1上设置导电柱3或弧面电极18，手机壳2背面上设置电极板4，工作原理相同。

因手机外形和品牌众多，USB接口如前所述形式多样，不便一一附图列举，其他形状的手机和配套的手机壳及充电器原理相同，不再赘述。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高效方便充电器，其特征是：在方便充电器（1）的外壳表面设置至少一个导电的接线柱（3）或电极板（4）或弧面电极（18），接线柱（3）或电极板（4）或弧面电极（18）与数据连接线（11）或USB（通用串行总线）接口（16）的电连接。

2.根据权利要求1所述的高效方便充电器，其特征是：所述导电的接线柱（3）或电极板（4）或弧面电极（18）的总数为至少2个，分别与USB（通用串行总线）接口（16）的正负电极电连接。

3.一种高效方便充电宝，其特征是：由蓄电池（25）、控制电路板（29）及USB接口（16）构成，外表面设置至少一个导电的接线柱（3）或电极板（4）或弧面电极（18），接线柱（3）或电极板（4）或弧面电极（18）与USB（通用串行总线）接口（16）和/或蓄电池（25）的正负极和电连接。

4.一种高效方便充电器，其特征是：在由电源插头（27）和控制电路板（29）及USB接口（16）构成的手机充电器的外表面设置总数量至少两个导电的接线柱（3）或电极板（4）或弧面电极（18），所述导电的接线柱（3）或电极板（4）或弧面电极（18）与方便充电器（1）的输出正负极电连接。

5.根据权利要求1或4所述的高效方便充电器，其特征是：所述方便充电器（1）内部设置蓄电池（25），蓄电池（25）的正负极与所述导电的接线柱（3）或电极板（4）或弧面电极（18）和/或USB接口（16）电连接。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的高效方便充电器，其特征是：所述USB接口（16）为以下形式之一或其组合：

1) USB接口（16）为标准USB1.0、2.0、3.0或以上版本的USB接口；

2) USB接口（16）为mini-USB接口；

3) USB接口（16）为micro-USB接口；

4) USB接口（16）为Type接口；

5) USB接口（16）为Type-C接口；

6) USB接口（16）为前述接口衍生出的A、B、C、AB型USB接口；

7) USB接口（16）为前述接口的母座或公头；

8) USB接口（16）为与手机厂商的手机接口通用的接口；

9) USB接口（16）为数据连接线（11）或电源插头（27）；

10）USB接口（16）为逐步发展的其他形式的接口。

7.根据根据权利要求1或2或3或4所述的高效方便充电器，其特征是：所述接线柱（3）或电极板（4）或弧面电极（18）与柔性体或弹片或弹簧连接。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的高效方便充电器，其特征是：所述方便充电器（1）及手机壳（2）内部或侧面设置至少一个强磁体或导磁铁板。

9.根据权利要求1或2或3或4所述的高效方便充电器，其特征是：所述方便充电器（1）设置连接结构，便于与汽车或手机固定连接。

10.根据权利要求1或2或3或4所述的高效方便充电器，其特征是：所述电极板（4）或弧面电极（18）为同心圆结构或分体结构，所述电极板（4）或弧面电极（18）的整体形状为圆形、长方形、阴阳鱼、八卦形、日、月、跑道形、多边形或封闭艺术曲线形状或艺术造型。

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