CN112383153B - 一种具有冷却装置的无线充电器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有冷却装置的无线充电器，具有壳体；壳体内设有无线充电模组和冷却模组；无线充电模组从上至下依次包括充电线圈和PCBA板，充电线圈固定设置在PCBA板的上表面上；壳体上设有与充电线圈对应的充电位；冷却模组包括与控制器形成电连接的半导体制冷片、散热座和散热风扇；散热风扇与PCBA板的下表面固定连接；所述散热座固定设置在壳体内；半导体制冷片包括冷端和热端；半导体制冷片的热端与用于吸收来自热端热量的散热座装配连接；半导体制冷片的冷端与壳体的充电位接触并形成导热；散热风扇的出风口对着散热座；所述壳体上设有进风口和出风口。本发明散热效果突出，能够很好解决无线充电发热的问题，从而提高充电效率。
Description
技术领域
本发明涉及无线充电设备，特别涉及一种具有冷却装置的无线充电器。
背景技术
市面上的无线充电器在充电过程中由于转换效率的问题，在发射端和接收端都会产生较多的热量，一方面导致充电功率受限，另外一方面直接影响使用体验。市面上带有磁吸功能的无线充电器主要用途一方面提升充电效率，另外一方面满足边充边用的需求，发热量会进一步增加。同时带有冷却功能的无线充电器一般采用导热块进行导热或者通过加装散热风扇进行散热。利用导热块进行导热的方案导热效率低，面对现有无线充电器越来越高的发热量已经捉襟见肘。而通过散热风扇进行散热的方案，其整体体积较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有冷却装置的无线充电器，该无线充电器散热效果突出，能够很好解决无线充电发热的问题，从而提高充电效率；同时该无线充电器在集成冷却模组的情况下，能够做到空间上的最大化利用，有效控制无线充电器的厚度。
实现本发明目的的技术方案是：本发明具有壳体；所述壳体内设有无线充电模组和冷却模组；无线充电模组从上至下依次包括充电线圈和PCBA板，充电线圈固定设置在PCBA板的上表面上，并与PCBA板上的控制器形成电连接；所述壳体上设有与充电线圈对应的充电位；所述冷却模组包括与控制器形成电连接的半导体制冷片、散热座和散热风扇；所述散热风扇与PCBA板的下表面固定连接，并与PCBA板上的控制器形成电连接；所述散热座固定设置在壳体内；半导体制冷片包括冷端和热端；半导体制冷片的热端与用于吸收来自热端热量的散热座装配连接；半导体制冷片的冷端与壳体的充电位接触并形成导热；散热风扇的出风口对着散热座；所述壳体上设有进风口和出风口。其中半导体制冷片为通过在彼此面对的基板之间设置采用半导体材料构成的P-N结，形成热电偶对并通过直流电实现帕尔贴效应以实现冷却效果的制冷模块。
上述半导体制冷片呈中心带有用于容纳放置无线充电模组的第一容纳腔的环状；所述无线充电模组设置在第一容纳腔内。
上述散热座也呈环状；散热座的上表面与半导体制冷片的热端贴合并固定连接；散热座的下表面设有由多个散热翅片形成的散热翅片组；散热风扇的出风口对着散热翅片组。
形成散热翅片组的各散热翅片呈环形分布，且散热翅片组的中心形成第二容纳腔；所述散热风扇位于第二容纳腔内；所述散热风扇为离心散热风扇，其径向出风口正对各散热翅片。
上所述第一容纳腔与第二容纳腔同轴设置。
作为变形设计，散热座的上表面与半导体制冷片的热端贴合并固定连接；散热座和半导体制冷片连接形成的整体件位于无线充电模组的一侧。
散热座的上表面与半导体制冷片的热端通过导热胶固定连接。
上述壳体包括下壳体和上盖；上盖与下壳体固定连接并形成封闭且用于安装无线充电模组和冷却模组的安装腔；所述上盖包括连接形成一个整体且形成导热的第一导热盖体和第二导热盖体；所述第一导热盖体与充电线圈对应；所述第二导热盖体与半导体制冷片的冷端接触并形成导热。
上述第一导热盖体为高导热非金属材料；所述第二导热盖体为高导热金属材质(如铝合金)。
上述无线充电模组还包括用于吸附充电设备的永磁铁。
上述永磁铁呈环形，且与充电线圈同轴设置。所述永磁铁环形布置与充电线圈的外围，其上表面与线圈的顶面平齐。所述永磁铁为包括Magsafe标准在内的磁吸模块。
作为优化变形设计，上述第一导热盖体和第二导热盖体为一体件，均采用高导热陶瓷。
上述半导体制冷包括上基板和下基板，上基板和下基板之间设有P-N结；所述上基板即为壳体的充电位或者就是壳体的一部分。
作为优化设计，上述半导体制冷片的下基板即为散热座。
作为优化设计，散热翅片从上基板一直延伸至散热座的下表面。
本发明具有积极的效果：(1)本发明利用半导体制冷片和散热风扇有效实现了双导热，大大提高主动散热效果，从而能够很好解决无线充电发热的问题，提高充电效率。
(2)本发明将半导体制冷片设置成环形，从而为无线充电模组提供了安装空间，大大减小无线充电器的厚度，从而达到减小无线充电器体积的目的。
(3)本发明在散热座上设置散热翅片，能够进一步提高散热效果；并且通过散热风扇直吹散热翅片，更加能够提高散热效果。
(4)本发明中散热座设计成环形，即能给散热风扇提供放置空间，进一步减小产品体积；而且散热风扇采用离心散热风扇，使得散热方向为向外扩散(即将热量从热源中心向外吹散)，从而进一步提高散热效果。
(5)本发明中无线充电模组和冷却模组采取纵向设置，并且采用环形布局、散热风扇中置与散热翅片中，一方面增加冷端散热面积，另一方面提高热端散热能力。
(6)本发明中散热座与半导体制冷片的热端通过导热胶连接，既能实现很好的连接作用，而且能够进一步增加导热效果。
(7)本发明将散热座和半导体制冷片形成的整体设置在无线充电模组的一侧，能够进一步减小产品厚度；随着大屏手机的普及，在减小无线充电器厚度的同时，增加承载面积，反而使得使用效果会更好。
(8)本发明中上盖能够起到很好的导热效果，从而进一步提高散热效果。
(9)本发明中上盖通过高导热陶瓷做成一体件，替代了常规的金属和非金属组合上盖，满足EMI需求的同时，温度均匀性也得到优化。
(10)本发明对半导体制冷片进行了优化设计，即将壳体和散热座变成半导体制冷片的一部分，不仅进一步提高了集成化程度，而且进一步提升传热性能，提高散热效果。
(11)本发明中将散热翅片从半导体制冷片的上基板延伸至下基板能够进一步提升散热能力，即除了帕尔贴制冷之外，还结合散热翅片的物理散热。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为本发明实施例1的爆炸示意图；
图3为本发明实施例1中上盖的结构示意图；
图4为本发明实施例2的结构示意图；
图5为本发明实施例2的爆炸示意图；
图6为本发明的电气连接示意图。
具体实施方式
(实施例1)
见图1、图2、图3和图6，本发明具有壳体1；所述壳体1包括下壳体11和上盖12；上盖12与下壳体11固定连接并形成封闭且用于安装无线充电模组2和冷却模组3的安装腔；所述上盖12包括连接形成一个整体的第一导热盖体121和第二导热盖体122；无线充电模组2从上至下依次包括充电线圈21和PCBA板22，充电线圈21固定设置在PCBA板22的上表面上，并与PCBA板22上的控制器形成电连接。所述冷却模组3包括与控制器形成电连接的半导体制冷片31、散热座32和散热风扇33。其中半导体制冷片31为通过在彼此面对的基板之间设置采用半导体材料构成的P-N结，形成热电偶对并通过直流电实现帕尔贴效应以实现冷却效果的制冷模块。其中壳体1可以整体采用铝合金材质，增加散热效果。
所述散热风扇33与PCBA板22的下表面固定连接，并与PCBA板22上的控制器形成电连接；所述散热座32固定设置在壳体1内；半导体制冷片31包括冷端311和热端312；半导体制冷片31的热端312与散热座32的上表面直接通过导热胶连接；所述第一导热盖体121与充电线圈21直接贴合接触(也可以通过导热胶形成导热连接)；所述第二导热盖体122与半导体制冷片31的冷端311接触并形成导热(也可以通过导热胶形成导热连接)。即第一导热盖体121吸收热量后将热量传导给第二导热盖体122，然后第二导热盖体122上的热量再通过半导体制冷片传导；所述壳体1上设有进风口和出风口。
所述半导体制冷片31呈中心带有用于容纳放置无线充电模组2的第一容纳腔的环状即半导体制冷片31包括环形的上基板和下基板，上基板和下基板之间设有P-N结；所述无线充电模组2设置在第一容纳腔内。
所述散热座32也呈环状；散热座32的下表面设有由多个散热翅片形成的散热翅片组321；散热风扇33的出风口对着散热翅片组321。
形成散热翅片组321的各散热翅片呈环形分布，且散热翅片组321的中心形成第二容纳腔；所述散热风扇33位于第二容纳腔内；所述散热风扇33为离心散热风扇，其径向出风口正对各散热翅片。所述第一容纳腔与第二容纳腔同轴设置。
所述第一导热盖体121为高导热非金属材料；所述第二导热盖体122为高导热金属材质，如铝合金。
所述无线充电模组2还包括用于吸附充电设备的永磁铁4；所述永磁铁4呈环形，且与充电线圈同轴设置；所述永磁铁4环形布置与充电线圈21的外围，其上表面与线圈的顶面平齐。当无线充电设备的接收端配设有可与永磁铁4磁吸吸附的配件时，无线充电设备的接收端能够通过吸附能够进行位置调整和锁定，同时接收端能够进行更好的充电和冷却。
本发明的工作原理如下：
无线充电时，上盖12的第一导热盖体121吸收由无线充电产生的热量，第二导热盖体122吸收第一导热盖体121上的热量，半导体制冷片31的冷端311吸收第二导热盖体122上的热量，并在通电状态下传递给热端312，散热座32吸收热端312的热量。散热风扇33径向出风将散热翅片组321上的热量从壳体吹出。
(实施例2)
见图4至图6，本发明中散热座32的上表面与半导体制冷片31的热端312通过导热胶连接；散热座32和半导体制冷片31连接形成的整体件位于无线充电模组2的一侧。
其他技术特征与实施例1相同。
(实施例3)
本发明中上盖12可为一个整体件，采用氮化铝陶瓷材料。氮化铝陶瓷材料具有高导热的效果。在发热源不固定的充电设备上使用时，利用热量传导原理，能够快速的将热量带走。
其他技术特征与实施例1相同。
(实施例4)
本发明中上盖12可为一个整体件，采用氮化铝陶瓷材料。氮化铝陶瓷材料具有高导热的效果。在发热源不固定的充电设备上使用时，利用热量传导原理，能够快速的将热量带走。
其他技术特征与实施例2相同。
(实施例5)
本发明中半导体制冷片31包括上基板和下基板，上基板和下基板之间设有P-N结；所述上基板即为上盖12；所述下基板即为散热座32。所述散热翅片从上基板一直延伸至散热座32的下表面。
其他技术特征与实施例3相同。
(实施例6)
本发明中所述半导体制冷片31包括上基板和下基板，上基板和下基板之间设有P-N结；所述上基板即为上盖12；所述半导体制冷片31的下基板即为散热座32。
所述散热翅片从上基板一直延伸至散热座32的下表面。
其他技术特征与实施例4相同。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (15)
1.一种具有冷却装置的无线充电器，具有壳体（1）；所述壳体（1）内设有无线充电模组（2）和冷却模组（3）；其特征在于：无线充电模组（2）从上至下依次包括充电线圈（21）和PCBA板（22），充电线圈（21）固定设置在PCBA板（22）的上表面上，并与PCBA板（22）上的控制器形成电连接；所述壳体（1）上设有与充电线圈（21）对应的充电位；所述冷却模组（3）包括与控制器形成电连接的半导体制冷片（31）、散热座（32）和散热风扇（33）；所述散热风扇（33）与PCBA板（22）的下表面固定连接，并与PCBA板（22）上的控制器形成电连接；所述散热座（32）固定设置在壳体（1）内；半导体制冷片（31）包括冷端（311）和热端（312）；半导体制冷片（31）的热端（312）与用于吸收来自热端（312）热量的散热座（32）装配连接；半导体制冷片（31）的冷端（311）与壳体（1）的充电位接触并形成导热；散热风扇（33）的出风口对着散热座（32）；所述壳体（1）上设有进风口和出风口；
所述半导体制冷片（31）呈中心带有用于容纳放置无线充电模组（2）的第一容纳腔的环状；所述无线充电模组（2）设置在第一容纳腔内；
所述散热座（32）也呈环状；散热座（32）的上表面与半导体制冷片（31）的热端（312）贴合并固定连接；散热座（32）的下表面设有由多个散热翅片形成的散热翅片组（321）；散热风扇（33）的出风口对着散热翅片组（321）；
形成散热翅片组（321）的各散热翅片呈环形分布，且散热翅片组（321）的中心形成第二容纳腔；所述散热风扇（33）位于第二容纳腔内；所述散热风扇（33）为离心散热风扇，其径向出风口正对各散热翅片；
散热座（32）的上表面与半导体制冷片（31）的热端（312）贴合并固定连接；散热座（32）和半导体制冷片（31）连接形成的整体件位于无线充电模组（2）的一侧。
2.根据权利要求1所述的一种具有冷却装置的无线充电器，其特征在于：所述第一容纳腔与第二容纳腔同轴设置。
3.根据权利要求1所述的一种具有冷却装置的无线充电器，其特征在于：散热座（32）的上表面与半导体制冷片（31）的热端（312）通过导热胶固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种具有冷却装置的无线充电器，其特征在于：所述壳体（1）包括下壳体（11）和上盖（12）；上盖（12）与下壳体（11）固定连接并形成封闭且用于安装无线充电模组（2）和冷却模组（3）的安装腔；所述上盖（12）包括连接形成一个整体且形成导热的第一导热盖体（121）和第二导热盖体（122）；所述第一导热盖体（121）与充电线圈（21）对应；所述第二导热盖体（122）与半导体制冷片（31）的冷端（311）接触并形成导热。
5.根据权利要求4所述的一种具有冷却装置的无线充电器，其特征在于：所述第一导热盖体（121）为高导热非金属材料；所述第二导热盖体（122）为高导热金属材质。
6.根据权利要求1所述的一种具有冷却装置的无线充电器，其特征在于：所述无线充电模组（2）还包括用于吸附充电设备的永磁铁（4）。
7.根据权利要求6所述的一种具有冷却装置的无线充电器，其特征在于：所述永磁铁（4）呈环形，且与充电线圈（21）同轴设置；所述永磁铁（4）环形布置与充电线圈（21）的外围，其上表面与线圈的顶面平齐。
8.根据权利要求4所述的一种具有冷却装置的无线充电器，其特征在于：所述第一导热盖体（121）和第二导热盖体（122）为一体件，均采用高导热陶瓷。
9.根据权利要求1或5所述的一种具有冷却装置的无线充电器，其特征在于：所述半导体制冷片（31）包括上基板和下基板，上基板和下基板之间设有P-N结；所述上基板即为壳体（1）的充电位。
10.根据权利要求9所述的一种具有冷却装置的无线充电器，其特征在于：所述半导体制冷片（31）的下基板即为散热座（32）。
11.根据权利要求1所述的一种具有冷却装置的无线充电器，其特征在于：所述半导体制冷片（31）包括上基板和下基板，上基板和下基板之间设有P-N结；所述上基板即为壳体（1）的充电位；所述半导体制冷片（31）的下基板即为散热座（32）；所述散热翅片从上基板一直延伸至散热座（32）的下表面。
12.根据权利要求1所述的一种具有冷却装置的无线充电器，其特征在于：所述散热座（32）的下表面设有由多个散热翅片形成的散热翅片组（321）。
13.根据权利要求1或12所述的一种具有冷却装置的无线充电器，其特征在于：所述半导体制冷片（31）包括上基板和下基板，上基板和下基板之间设有P-N结；所述上基板即为壳体（1）的一部分。
14.根据权利要求13所述的一种具有冷却装置的无线充电器，其特征在于：所述半导体制冷片（31）的下基板即为散热座（32）。
15.根据权利要求12所述的一种具有冷却装置的无线充电器，其特征在于：所述半导体制冷片（31）包括上基板和下基板，上基板和下基板之间设有P-N结；所述上基板即为壳体（1）的一部分；所述半导体制冷片（31）的下基板即为散热座（32）；所述散热翅片从上基板一直延伸至散热座（32）的下表面。
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