CN112186837B - 无线充电装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种无线充电装置及电子设备，属于无线充电技术领域。所公开的无线充电装置包括装置本体、托架和驱动机构，托架用于放置待充电设备，驱动机构与装置本体和托架均相连，且用于控制托架处于第一状态或第二状态；其中，在托架处于第一状态时，托架与装置本体的距离为第一距离，装置本体以第一功率对待充电设备进行充电；在托架处于第二状态时，托架与装置本体的距离为第二距离，装置本体以第二功率对待充电设备进行充电；第一功率大于第二功率，第一距离小于第二距离。上述方案能够解决目前的无线充电装置在进行充电时存在自身和电子设备过热的问题。

Description

无线充电装置及电子设备

技术领域

本申请属于无线充电技术领域，具体涉及一种无线充电装置及电子设备。

背景技术

由于无线充电技术具备安全、便捷等优势，其在电子设备的充电技术领域越来越受到青睐，以智能手机为例，在充电时只需要将手机贴合在无线充电器上即可实现充电，而无需再通过充电线连接电源。

但是，由于无线连接的能量传递效率相较充电线连接更低，部分能量以热量形式耗散掉，因此无线充电线圈会出现发热问题；同时，在无线充电时，手机与无线充电器紧密贴合，散热能力较差，无线充电线圈的发热会使得手机和无线充电器均处于高热状态，进而引起设备损坏或爆炸。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种无线充电装置，能够解决目前的无线充电装置在进行充电时存在自身和电子设备过热的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种无线充电装置，该无线充电装包括：

装置本体；

托架，所述托架用于放置待充电设备；

驱动机构，所述驱动机构与所述装置本体和所述托架均相连，且用于控制所述托架在第一状态和第二状态间切换；

其中，在所述托架处于第一状态时，所述托架与所述装置本体的距离为第一距离，所述装置本体以第一功率对所述待充电设备进行充电；在所述托架处于第二状态时，所述托架与所述装置本体的距离为第二距离，所述装置本体以第二功率对所述待充电设备进行充电；所述第一功率大于所述第二功率，所述第一距离小于所述第二距离。

第二方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括前述的无线充电装置。

在本申请实施例中，驱动机构可控制托架在第一状态和第二状态之间切换，在托架处于第一状态时，托架与装置本体相距第一距离，装置本体以第一功率对托架上的待充电设备进行充电；在托架处于第二状态时，托架与装置本体相距第二状态，装置本体以第二功率对托架上的待充电设备进行充电。第一功率大于第二功率，第一距离小于第二距离。

因此，当待充电设备或装置本体由于无线充电而处于过热状态时，可通过驱动机构驱动托架由第一状态切换至第二状态，此时装置本体对待充电设备进行低功率充电或停止充电，装置本体和待充电设备的温度会随之下降；然后，可通过驱动机构驱动托架由第二状态切换至第一状态，此时装置本体对待充电设备进行较高功率充电。

相较于现有技术，本申请实施例所公开的无线充电设备无疑能够确保装置本体和待充电设备均处于安全温度区间内进行充电，而避免出现过热情况，进而提升了安全性和用户体验感。

附图说明

图1为本申请实施例公开的第一种无线充电装置的结构示意图；

图2为本申请实施例公开的第一种无线充电装置在托架处于第一状态时的结构示意图；

图3为本申请实施例公开的第一种无线充电装置在托架处于第二状态时的结构示意图；

图4本申请实施例公开的第一种无线充电装置包括有散热机构的结构示意图；

图5为本申请实施例公开的第二种无线充电装置的结构示意图；

图6为本申请实施例公开的第二种无线充电装置在托架处于第一状态时的结构示意图；

图7为本申请实施例公开的第二种无线充电装置在托架处于第二状态时的结构示意图；

附图标记说明：

100-装置本体、110-第一充电线圈、

200-托架、300-待充电设备、400-弹性组件、

510-第一电磁元件、520-第二电磁元件、530-直线电机、

600-散热机构。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

以下结合附图，详细说明本申请实施例公开的技术方案。

请参考图1～图7，本申请实施例公开一种无线充电装置，所公开的无线充电装置包括装置本体100、托架200和驱动机构。

其中，装置本体100是该无线充电装置的主要构件，无线充电装置即是通过装置本体100实现对待充电设备300的无线充电。装置本体100具有第一充电线圈110，待充电设备300中具有第二充电线圈，第一充电线圈110可与第二充电线圈进行耦合，进而实现对待充电设备300的无线充电。

需要说明的是，电子设备的无线充电技术主要采用电磁感应模式，具体地，即在发射端线圈输入一定频率的交流电，通过电磁感应在接收端线圈形成一定的电流，从而将电能从发射端转移到接收端。在前述的实施方式中，第一充电线圈110即可为发射端线圈，而第二充电线圈相应为接收端线圈。

托架200用于放置待充电设备300，也即是说，托架200可作为待充电设备300的支撑基础。

驱动机构是该无线充电装置的动力构件，驱动机构与装置本体100和托架200均相连，驱动机构可驱使托架200相对于装置本体100产生相对运动。同时，驱动机构用于控制托架200处于第一状态，或处于第二状态，如此设置下，托架200就可在第一状态和第二状态之间进行切换。

其中，在托架200处于第一状态时，托架200与装置本体100的距离为第一距离，装置本体100以第一功率对待充电设备300进行充电；在托架200处于第二状态时，托架200与装置本体100的距离为第二距离，装置本体100以第二功率对待充电设备300进行充电；第一功率大于第二功率，第一距离小于第二距离。

应理解的是，在托架200处于第一状态时，装置本体100以较高功率对待充电设备300进行充电；此时托架200与装置本体100距离较近，以确保能够达到第一功率而进行快速充电。

当然，在第一状态时，由于充电线圈会发热，在待充电设备300和装置本体100积蓄到一定热量后就会处于过热状态，而存在安全隐患，同时用户在拿取待充电设备300时会有烫手的触感而影响到体验感。

在托架200处于第二状态时，装置本体100以较低功率对待充电设备300进行充电；此时托架200与装置本体100距离较远，因此第一充电线圈110与第二充电线圈之间的感应效率会降低，并直接体现在待充电设备300的充电效率下降。在第二功率较小时，充电线圈发出的热量增长速度小于热量耗散的速度，则可以对装置本体100和待充电设备300进行降温，已使得它们脱离过热状态。

需要说明的是，第二距离与第二功率成反比，当第二距离增大到一定程度时，第二功率可为0，此时装置本体100对待充电设备300停止充电。当然，本申请实施例未对第二功率做出限制，可根据实际应用情况而实时调节。

由上述说明可知，在本申请实施例中，驱动机构可控制托架200在第一状态和第二状态之间切换，在托架200处于第一状态时，托架200与装置本体100相距第一距离，装置本体100以第一功率对托架200上的待充电设备300进行充电；在托架200处于第二状态时，托架200与装置本体100相距第二状态，装置本体100以第二功率对托架200上的待充电设备300进行充电。第一功率大于第二功率，第一距离小于第二距离。

因此，当待充电设备300或装置本体100由于无线充电而处于过热状态时，可通过驱动机构驱动托架200由第一状态切换至第二状态，此时装置本体100对待充电设备300进行低功率充电或停止充电，装置本体100和待充电设备300的温度会随之下降；然后，可通过驱动机构驱动托架200由第二状态切换至第一状态，此时装置本体100对待充电设备300进行较高功率充电。

相较于现有技术，本申请实施例所公开的无线充电设备无疑能够确保装置本体100和待充电设备300均处于安全温度区间内进行充电，而避免出现过热情况，进而提升了安全性和用户体验感。

在本申请实施例中，托架200与装置本体100的活动连接关系可以有多种，例如装置本体100上设置有导轨，托架200可移动地设置于该导轨上。在另一种具体的实施方式中，无线充电装置还可以包括弹性组件400，托架200通过弹性组件400与装置本体100相连。

应理解的是，当托架200和待充电设备300与弹性组件400的回弹特性平衡时，托架200处于第一状态，此时装置本体100对待充电设备300进行充电，装置本体100和待充电设备300不断升温；当装置本体100或待充电设备300处于过热状态时，可通过驱动机构对托架200施加作用力，使得托架200远离装置本体100运动，而让托架200切换至第二状态，此时装置本体100以第二功率对待充电设备300进行充电，装置本体100和待充电设备300温度不断降低；在装置本体100或待充电设备300温度下降到一定程度之后，可关闭驱动机构，托架200在自身重力作用下回缩，以使托架200切换至第一状态；除此之外，也可通过驱动机构对托架200施加另一作用力，使得托架200朝向装置本体100运动，而让托架200切换至第一状态。

需要说明的是，由第二状态切换至第一状态时，托架200靠近装置本体100运动，弹性组件400处于二者之间，可以起到缓冲作用，避免托架200与装置本体100产生撞击而造成损坏。

为了避免托架200在弹性作用下产生歪斜，在可选的方案中，弹性组件400可以包括多个弹性元件，多个弹性元件围绕托架200和装置本体100的中心线均匀布设。如此情况下，多个弹性元件可分别对托架200和装置本体100产生较为均匀的作用力，进而避免托架200产生歪斜，而使得待充电设备300在托架200上的稳定性更佳；即使托架200存在较小的歪斜情况，与歪斜侧相对的弹性元件基于恢复形变的特性，也可对托架200起到矫正作用。当然，弹性元件通常可选为伸缩弹簧，也可以选为泡棉、橡胶结构件等。

在本申请实施例中，驱动机构的具体类型有多种，举例来说，驱动机构可以为丝杠机构、曲柄连杆机构、液压伸缩组件、气压伸缩组件等结构，并通过上述结构来驱使托架200在第一状态和第二状态之间切换。

在一种具体的实施方式中，驱动机构可以包括第一电磁元件510和第二电磁元件520，第一电磁元件510设置于装置本体100上，第二电磁元件520设置于托架200上，且第一电磁元件510与第二电磁元件520相对设置。应理解的是，在第一电磁元件510和第二电磁元件520不通电的情况下，二者之间不产生相互作用，托架200可在自身重力作用下保持第一状态；当装置本体100或待充电设备300过热时，则可控制驱动机构启动，也即向第一电磁元件510和第二电磁元件520通电，二者之间可产生相斥作用，进而可推动托架200背离装置本体100运动直至达到第二距离，此时，托架200即切换至第二状态。

通常情况下，第一电磁元件510和第二电磁元件520均可选为电磁铁，当然它们还可以其他的电磁结构，例如电磁吸盘等。

进一步地，第一电磁元件510可以为多个，且多个第一电磁元件510均匀布设于装置本体100的边缘；第二电磁元件520可以为多个，且多个第二电磁元件520均匀分布于托架200的边缘。应理解的是，如此设置下，第一电磁元件510与第二电磁元件520之间产生的相互作用力，即对托架200产生的驱动作用力相距托架200的中心更远，因此托架200在相同大小的驱动作用下受到的力矩更大，进而提升了驱动机构的驱动效率和响应速度。

在另一种具体的实施方案中，驱动机构可以包括直线电机530，直线电机530设置于装置本体100和托架200的其中一者上，且直线电机530的输出端与装置本体100和托架200的另一者驱动相连。如图5所示，直线电机530设置于装置本体100上，直线电机530的输出端与托架200驱动相连；当然，直线电机530也可以设置于托架200上，而直线电机530的输出端与装置本体100驱动相连。在具体的工作过程中，通过控制直线电机530做直线伸缩运动，从而带动托架200远离或靠近装置本体100，而使得托架200在第一状态和第二状态之间切换。

为了提升该无线充电装置的充电效率，在可选的方案中，无线充电装置还可以包括散热机构600，散热机构600用于对装置本体100、托架200和待充电设备300中的至少一者进行散热。也即是说，散热机构600可对装置本体100、托架200和待充电设备300中的一者或多者进行散热处理。应理解的是，基于热交换原理，装置本体100、托架200和待充电设备300之间的热量均会进行相互交换，因此它们其中一者的温度信息亦可以反应它们整体的温度变化趋势。

在本申请实施例中，散热机构600的具体类型和安装方式有多种，如图4所示，散热机构600可以包括散热风扇，散热风扇设置于装置本体100的第一端面，第一端面为装置本体100朝向托架200的端面。如此设置下，散热风扇可直接对托架200进行散热降温，具体而言，散热风扇可加速托架200与装置本体100之间的空气流动，进而实现降温，散热介质为空气；散热风扇也可以设置于托架200上，且不限制其具体设置在待充电设备300一侧的端面还是背离待充电设备300一侧的端面。

散热风扇属于主动散热机构，在具体的工作过程中，散热风扇可以一直处于开启状态，当然，也可以仅在托架200处于第二状态时开启。

在其他一些实施方式中，散热机构600可以包括散热流道，散热流道设置在装置本体100或托架200的表面，散热流道中流动有冷却水等液体散热介质；散热机构还可以包括散热金属片、散热涂层等，它们的热交换效率较高，也可达到快速散热降温效果。

为了提升该无线充电装置的体验感以及控制便捷性，在可选的方案中，无线充电装置还可以包括感温模组和控制模组。

在本申请实施例中，感温模组用于检测装置本体100、托架200和待充电设备300中至少一者的温度信息，也即是说，感温模组可检测装置本体100、托架200和待充电设备300中的一者或多者的温度信息。应理解的是，装置本体100、托架200和待充电设备300的热量会向外部辐射，因此它们其中一者的温度信息亦可以反应它们整体的发热状况。

控制模组与感温模组电连接，感温模组获取的温度信息可转化为电信号并传输给控制模组，基于该电信号控制模组可下达对应的操作指令。同时，控制模组还与驱动机构电连接，控制模组可控制驱动机构的开启和关闭，以实现驱动机构驱使托架200在第一状态和第二状态之间切换。

结合前述，在托架200处于第一状态时，装置本体100和待充电设备300处于不断升温的过程中。当感温模组检测到的温度信息大于或等于第一预设阈值时，则表明待充电设备300和装置本体100处于过热状态，控制模组控制驱动机构启动，驱动机构驱使托架200由第一状态切换至第二状态，此时装置本体100对待充电设备300进行低功率充电或停止充电；在托架200处于第二状态时，装置本体100和待充电设备300处于不断降温的过程中。

当感温模组检测到的温度信息小于第二预设阈值时，托架200切换至第一状态，装置本体100继续对待充电设备300以第一功率正常充电。由此可知，该无线充电装置即是在托架200不断在第一状态和第二状态之间循环切换，来确保安全温度区间范围内的无线充电。

需要说明的是，通常情况下，第二预设阈值小于第一预设阈值，而第一预设阈值和第二预设阈值之间的差值范围即是安全充电的温度区间范围；当然，在极限状态下，第二预设阈值可等于第一预设阈值，在此种情况下，托架200在第一状态和第二状态之间切换过快，会使得充电效率较低。当然，第一预设阈值和第二预设阈值的具体数值可根据实际应用情况而调整。

在本申请实施例中，感温模组的具体类型有多种，例如温度计、辐射测温仪、红外测温仪等。

进一步地，散热机构600可以与控制模组电连接，也即是说，控制模组可以控制散热机构600的开启和关闭，应理解的是，在该实施方式中，散热机构600应为主动散热机构。

在具体的工作过程中，当感温模组检测到的温度信息大于或等于第一预设阈值时，托架200由第一状态切换至第二状态，控制模组控制散热机构600启动，散热机构600可优化装置本体100、托架200和待充电设备300的散热效果，加速它们的降温效率；当感温模组检测到的温度信息小于第二预设阈值时，托架200由第二状态切换为第一状态，控制模组控制散热机构600关闭。由上可知，散热机构600的存在无疑能够减少托架200处于第二状态的时间，也即是增加了托架200处于第一状态的时间，因此在相同时间的前提下，装置本体100有更大占比的时间对待充电设备300进行充电，从而提升了该无线充电设备的充电效率。

需要说明的是，本申请实施例未限制弹性元件、第一电磁元件510、第二电磁元件520、直线电机和散热机构的具体数量，如图1～图7所示，弹性元件、第一电磁元件510、第二电磁元件520和直线电机均可以为四个，散热机构可以为两个。

基于本申请实施例公开的无线充电装置，本申请实施例还公开一种电子设备，所公开的电子设备包括上文所述的无线充电装置。本申请实施例所指的电子设备可以是智能手机、平板电脑、电子书阅读器、可穿戴装置等设备，本申请实施例不限制电子设备的具体种类。需要说明的是，该电子设备基于无线充电装置，即可以实现电子设备的无线反向充电功能，而能够对其他的电子设备进行充电。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (7)

1.一种无线充电装置，其特征在于，包括：

装置本体（100）；

托架（200），所述托架（200）用于放置待充电设备（300）；

驱动机构，所述驱动机构与所述装置本体（100）和所述托架（200）均相连，所述驱动机构包括第一电磁元件（510）和第二电磁元件（520），所述第一电磁元件（510）设置于所述装置本体（100）上，所述第二电磁元件（520）设置于所述托架（200）上，且所述第一电磁元件（510）与所述第二电磁元件（520）相对设置，所述驱动机构用于控制所述托架（200）在第一状态和第二状态间切换；

其中，在所述托架（200）处于第一状态时，所述托架（200）与所述装置本体（100）的距离为第一距离，所述装置本体（100）以第一功率对所述待充电设备（300）进行充电；在所述托架（200）处于第二状态时，所述托架（200）与所述装置本体（100）的距离为第二距离，所述装置本体（100）以第二功率对所述待充电设备（300）进行充电；所述第一功率大于所述第二功率，所述第一距离小于所述第二距离；

弹性组件（400），所述托架（200）通过所述弹性组件（400）与所述装置本体（100）相连。

2.根据权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述弹性组件（400）包括多个弹性元件，所述多个弹性元件围绕所述托架（200）和所述装置本体（100）的中心线均匀布设。

3.根据权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述第一电磁元件（510）为多个，且多个所述第一电磁元件（510）均匀布设于所述装置本体（100）的边缘；所述第二电磁元件（520）为多个，且多个所述第二电磁元件（520）均匀分布于所述托架（200）的边缘。

4.根据权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述无线充电装置还包括散热机构（600），所述散热机构（600）用于对所述装置本体（100）、所述托架（200）和所述待充电设备（300）中的至少一者进行散热。

5.根据权利要求4所述的无线充电装置，其特征在于，所述散热机构（600）包括散热风扇，所述散热风扇设置于所述装置本体（100）的第一端面，所述第一端面为所述装置本体（100）朝向所述托架（200）的端面。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的无线充电装置，其特征在于，所述无线充电装置还包括：

感温模组，所述感温模组用于检测所述装置本体（100）、所述托架（200）和所述待充电设备（300）中至少一者的温度信息；

控制模组，所述控制模组与所述感温模组和所述驱动机构均电连接；

其中，当所述感温模组检测到的温度信息大于或等于第一预设阈值时，所述控制模组控制所述驱动机构启动，所述驱动机构驱使所述托架（200）切换至第二状态；当所述感温模组检测到的温度信息小于第二预设阈值时，所述托架（200）切换至第一状态。

7.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至6中任一项所述的无线充电装置。

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