CN115484761A - 一种电子设备背夹及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电子设备背夹及电子设备，以提高电子设备背夹的散热性能。电子设备背夹包括第一壳体、第二壳体以及散热装置，其中：第一壳体设置有用于固定移动终端的夹持装置，第一壳体与第二壳体固定连接并形成容纳腔，容纳腔内设置有隔板，隔板将容纳腔分隔为第一腔体与第二腔体；第一壳体对应第一腔体的部分设置有第一风口，第二壳体对应第一腔体的部分设置有第二风口；散热装置包括风扇和半导体制冷器，风扇设置于第一腔体内，风扇的进风侧与第二风口连通，风扇的出风侧与第一风口连通；半导体制冷器设置于第二腔体内，半导体制冷器包括相对设置的热板和冷板，冷板与第一壳体导热接触。

Description

一种电子设备背夹及电子设备

技术领域

本申请涉及电子设备技术领域，尤其涉及到一种电子设备背夹及电子设备。

背景技术

随着手机、平板电脑等电子设备的配置越来越高，功能越来越强大，电子设备在工作时所产生的热量也越来越多，如若不能将这些热量及时散发，久而久之就会对设备内部各类元器件的性能造成不可逆的损伤，因此针对电子设备的散热就显得尤为重要。电子设备背夹是一种能够对电子设备进行固定的装置，利用背夹，用户在不方便手持等情况下也能够牢靠地将电子设备随身携带。背夹通常配置有散热器件，当电子设备固定在背夹上时，散热器件就可以对电子设备进行散热，以保障电子设备的正常工作。然而，现有的电子设备背夹往往由于内部散热器件的布局不合理而导致散热效果欠佳，影响电子设备的散热效率。

发明内容

本申请提供了一种电子设备背夹及电子设备，以提高电子设备背夹的散热性能。

第一方面，本申请提供了一种电子设备背夹，该电子设备背夹可包括第一壳体、第二壳体以及散热装置。其中，第一壳体的外壁可设置有夹持装置，该夹持装置可用于固定电子设备。第一壳体与第二壳体可固定连接并形成一容纳腔，容纳腔内设置有隔板，隔板可将容纳腔分隔为第一腔体和第二腔体，第一壳体对应第一腔体的部分可设置有第一风口，第二壳体对应第一腔体的部分可设置有第二风口，从而使第一腔体可分别通过第一风口和第二风口与外界环境连通。散热装置可包括风扇和半导体制冷器，风扇可设置于第一腔体内，且风扇的进风侧可与第二风口连通，风扇的出风侧可与第一风口连通，从而可以将第二壳体一侧的空气送至第一壳体一侧，对固定于第一壳体的电子设备进行风冷散热；半导体制冷器可设置于第二腔体内，半导体制冷器可包括相对设置的热板和冷板，冷板与第一壳体导热接触，以将冷量由第一壳体传递给电子设备，实现对电子设备的冷却降温。

上述方案中，风扇与半导体制冷器分别设置于相隔离的两个腔体内，可以减少半导体制冷器的热板所产生的热量向第一腔体内扩散，从而减小对风扇出风侧的送风温度的影响，进而可以提高电子设备背夹的散热性能，加强对电子设备的散热效果。

在一些可能的实施方案中，第二壳体与隔板的材质可以为隔热材料，这样可以提高第一腔体与第二腔体之间的隔热效果。示例性地，第二壳体的材质具体可以为塑料或者硅胶，隔板的材质也可以为塑料或者硅胶。

具体实施时，第二壳体与隔板的材质可以相同，这时第二壳体与隔板可以为一体注塑成型结构，这种设计有利于简化电子设备背夹的制作工艺。

在一些可能的实施方案中，第一风口内可设置有多个叶片，各个叶片之间间隔设置，风扇的出风可通过叶片之间的间隙排至第一壳体的外部。采用这种设计，半导体制冷器的冷板产生的冷量可以由第一壳体传递至叶片上，当风扇的出风在各个叶片之间穿过时，就可以与叶片之间进行换热，从而可以降低风扇的出风温度，提高对电子设备的散热效果。

在一些可能的实施方案中，第二壳体对应第二腔体的部分设置有开口，半导体制冷器的热板产生的热量可以通过开口向外界环境扩散，避免由于热量在第二腔体内持续聚集而影响对电子设备的散热效果。

在一些可能的实施方案中，电子设备背夹还可以包括第一均热板，第一均热板可设置在冷板与第一壳体之间，且第一均热板与冷板及第一壳体分别导热接触。冷板所产生的冷量可传递给第一均热板，由第一均热板将冷量快速地均匀分布后再传递给第一壳体，从而可以提高半导体制冷器与第一壳体之间的热传导效率。

具体设置时，第一均热板可由第二腔体延伸至第一腔体内，这样可以增大第一均热板与第一壳体的导热接触面积，从而可以进一步提高半导体制冷器与第一壳体之间的热传导效率。第一均热板对应第一风口的位置可设置有通孔，以对风扇的出风侧进行避让，使风扇的出风能够顺利地由第一风口排出。

另外，半导体制冷器的冷板与第一均热板之间可以设置有导热界面材料，利用导热界面材料可以减小冷板与第一均热板之间的传热热阻，进而提高冷板与第一均热板之间的热传导效率。类似地，第一均热板与第一壳体之间也可以设置有导热界面材料，以提高第一均热板与第一壳体之间的热传导效率。

在一些可能的实施方案中，电子设备背夹还可以包括第二均热板，第二均热板设置于第二腔体内，且第二均热板与半导体制冷器的热板导热接触。热板所产生的热量可传递给第二均热板，由第二均热板将热量快速均匀分布后通过热辐射向外散发，从而可以提高散热效率。

可以理解的，半导体制冷器的热板与第二均热板之间也可以设置有导热界面材料，以提高半导体制冷器的热板与第二均热板之间的热传导效率。

需要说明的是，当第二壳体对应第二腔体的部分设置有开口时，上述第二均热板可暴露于该开口，这样第二均热板就可以通过开口进行自然对流散热，将热量快速散发至外界环境中。

在一些可能的实施方案中，电子设备背夹还可以包括电池以及连接导线，电池与风扇以及半导体制冷器之间可分别通过连接导线连接，从而满足风扇与半导体制冷器的用电需求。

第二方面，本申请还提供了一种电子设备组件，该电子设备组件包括电子设备以及前述任一可能的实施方案中的电子设备背夹，电子设备可固定在电子设备背夹的夹持装置上，电子设备背夹可对电子设备进行散热。由于电子设备背夹的散热性能较好，因此可以保障电子设备可靠工作。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种电子设备背夹的局部分解示意图；

图2为图1中所示的电子设备背夹的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的半导体制冷器的结构示意图。

附图标记：

100-电子设备背夹；10-第一壳体；20-第二壳体；30-散热装置；40-容纳腔；21-背板；

22-侧板；23-隔板；41-第一腔体；42-第二腔体；11-第一风口；24-第二风口；31-风扇；

32-半导体制冷器；321-热板；322-冷板；323-P型半导体；324-N型半导体；

3211-第一金属片；3221-第二金属片；111-叶片；211-开口；50-第一均热板；51-通孔；

60-第二均热板。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。

目前，随着手机、平板电脑等电子设备的配置越来越高，功能越来越强大，其在工作时所产生的热量也越来越多，如若不能将这些热量及时散发，久而久之就会对设备内部各类元器件的性能造成不可逆的损伤，因此针对电子设备的散热就显得尤为重要。特别是随着5G时代的来临，移动终端等电子设备存在的高热流密度散热已经成为行业内急需解决的痛点问题。

背夹是一种可利用夹持或卡持作用对电子设备进行固定的装置，在一些场景下，背夹还可以佩戴于用户身体上，例如可通过绑带固定于用户的手腕、手臂或者腰部等部位，以使用户在不方便手持等情况下也能够牢靠地将电子设备随身携带。背夹通常配置有散热功能，当电子设备固定在背夹上时就可以对电子设备进行散热，从而保障电子设备的正常工作。现有的一些背夹的散热方案主要可分为两类，其中一类是被动散热类型，该类散热方案主要通过两相散热器，例如液冷散热器等来实现散热，另外一类是主动散热类型，包括强迫风冷、半导体制冷等散热方案。在实际应用中，这些散热方案往往由于背夹内散热器件的布局不合理而导致散热效果欠佳，影响电子设备的散热效率。

基于此，本申请实施例提供了一种电子设备背夹，该电子设备背夹通过对散热装置进行合理布局，充分发挥散热装置的制冷效果，从而达到提高电子设备背夹的散热性能的目的。

首先参考图1和图2所示，图1为本申请实施例提供的一种电子设备背夹的局部分解示意图，图2为图1中所示的电子设备背夹的结构示意图。本申请实施例中，电子设备背夹100可包括第一壳体10、第二壳体20以及散热装置30。其中，第一壳体10与第二壳体20可固定连接并形成一容纳腔40，散热装置30可设置在容纳腔40内。具体设置时，第一壳体10可用于固定电子设备，散热装置30的制冷作用可通过第一壳体10传递给电子设备，从而为电子设备降温。示例性地，电子设备可以为手机、平板电脑等设备。

在一些实施例中，第一壳体10的外壁可设置有夹持装置(图中未示出)，该夹持装置具有相对设置的第一夹持部和第二夹持部，电子设备具体可固定于第一夹持部与第二夹持部之间。示例性地，第一夹持部与第二夹持部之间的距离可调节，从而使该电子设备背夹能够适用于不同型号尺寸的电子设备，拓宽其应用场景。第二壳体20的外壁可设置有卡接装置，例如卡扣，以使该电子设备背夹可以固定在用户的衣服上。或者，第二壳体20的外壁还可以设置有绑带或者手环类的固定装置，以方便用户将电子设备背夹固定于手腕、手臂等部位。由于夹持装置以及卡接装置等为本领域公知且常用的固定装置，故对其具体结构设置形式不再进行赘述。

需要说明的是，在本申请实施例中，第一壳体的内壁可以理解为第一壳体朝向容纳腔的一侧侧壁，第一壳体的外壁则可以理解为第一壳体背向容纳腔的一侧侧壁。类似地，第二壳体的内壁可以理解为第二壳体朝向容纳腔的一侧侧壁，第二壳体的外壁则可以理解为第一壳体背向容纳腔的一侧侧壁。

继续参考图1和图2，在本申请实施例中，第一壳体10可以为盖板结构，第二壳体20可包括背板21以及围设在背板的周侧的侧板22，其中，背板21与第一壳体10可相对设置，侧板22则连接在第一壳体10与背板21之间，从而在第一壳体10与第二壳体20之间形成容纳腔40。背板21的内壁设置有隔板23，隔板23的两端可分别与第二壳体20上位置相对的两个侧板22连接，从而将容纳腔40分隔为两个独立的腔体，分别为第一腔体41和第二腔体42。第一壳体10上对应第一腔体41的位置设置有第一风口11，第二壳体20上对应第一腔体41的位置则设置有第二风口24，从而使得第一腔体41既可通过第一风口11与外界连通，又可通过第二风口24与外界连通。

在一些实施例中，第二风口24可设置于第二壳体20的背板21上，此时第二风口24与第一风口11的位置可相对设置。或者，第二风口24也可以设置于第二壳体20的侧板22上。当然，在其它一些实施例中，背板21与侧板22上也可分别设置第二风口24，从而可增大第一腔体41与外界的空气流动面积，提高空气流动效率。

散热装置30可包括风扇31以及半导体制冷器32(thermo electric cooler，TEC)，其中，风扇31可设置于第一腔体41内。风扇31的进风侧与第二风口24连通，风扇31的出风侧与第一风口11连通，从而可以将第二壳体20一侧的空气送至第一壳体10一侧，对固定于第一壳体10的电子设备实现强迫风冷散热。示例性地，风扇31具体可以采用轴流风扇，在将风扇31固定于第一腔体41内时，风扇31的转轴与第一壳体10可近似垂直，这样，风扇31的叶片就可推动空气朝向第一壳体10的方向流动，使空气由第一风口11排出。

图3为本申请实施例提供的半导体制冷器的结构示意图。一并参考图1和图3所示，半导体制冷器32可设置于第二腔体42内，其结构可包括相对设置的热板321、冷板322以及多个P型半导体323和多个N型半导体324。其中，热板321可包括第一绝缘层(图中未示出)以及多个第一金属片3211，多个第一金属片3211在第一绝缘层朝向冷板322的一侧阵列排布，类似地，冷板322可包括第二绝缘层(图中未示出)以及多个第二金属片3221，多个第二金属片3221在第二绝缘层朝向热板321的一侧阵列排布。P型半导体323和N型半导体324交错设置于第一绝缘层与第二绝缘层之间，对于其中任一个N型半导体324，该N型半导体324的一端与其一侧的P型半导体323的同一端共同连接一个第一金属片3211，该N型半导体323的另一端与其另一侧的P型半导体324的同一端共同连接一个第二金属片3221。本实施例中，第一绝缘层和第二绝缘层可采用热传导性能良好的陶瓷材质，第一金属片3211和第二金属片3221可采用铜、铝或其它金属导体材质。

半导体制冷器32可理解为由P型半导体323和N型半导体324形成的多个半导体热电偶组成，由于N型半导体324有多余的电子，有负温差电势，P型半导体323电子不足，有正温差电势，当电子从P型半导体323穿过结点至N型半导体324时，结点的温度降低，其能量必然增加，而且增加的能量相当于结点所消耗的能量，相反，当电子从N型半导体324流至P型半导体323时，结点的温度就会升高。那么，在外加电场的作用下，通过使电流由N型半导体324流向其一侧的P型半导体323，就可使该N型半导体324与该P型半导体323共同连接的第二金属片3221产生吸热现象，使冷板322温度降低，以及，使该N型半导体324与其另一侧的P型半导体323共同连接的第一金属片3211产生放热现象，使热板321温度升高。

在本申请实施例中，半导体制冷器32的冷板322可朝向第一壳体10设置，并与第一壳体10导热接触，导热接触可以理解为半导体制冷器32的冷板322与第一壳体10可通过直接接触或者间接接触而进行热交换，这样，半导体制冷器32的冷板322的冷量就通过第一壳体10传递给电子设备，实现对电子设备的散热；半导体制冷片32的热板321可朝向背板21设置，从背板21侧向外散热。

需要说明的是，为了使第一壳体10能够高效地将冷量传递给电子设备，在本申请实施例中，第一壳体10可选用导热性能优良的金属材质制作而成，示例性地，第一壳体10的材质可以为铜、铝或者不锈钢等金属材质。另外，第一风口11处还可以设置多个叶片111，多个叶片111可以间隔设置在第一风口11内，相邻的叶片111的间隙可形成为风扇31的出风通道。例如，在一个具体的实施例中，第一风口11的截面形状可以近似为矩形，各个叶片111可阵列分布于第一风口11内，且叶片111的两端分别与第一风口11的内壁连接。

通过在第一风口11内设置叶片111，半导体制冷器32的冷板322产生的冷量可以由第一壳体10传递至叶片111上，因此叶片111的温度也相对较低。风扇31工作时，由其出风侧吹出的风可在各个叶片111之间穿过，在此过程中叶片111与风扇31的出风可以进行热交换，使风扇31的出风温度进一步降低后再排出至第一壳体10的外侧，从而可以提高对固定于第一壳体10上的电子设备的散热效果。

此外，为了减少半导体制冷器32的热板321产生的热量向第一腔体41内扩散，影响第一腔体41内风扇31的制冷效果，在本实施例中，第二壳体20可选用隔热性能较好的材料制作而成，示例性地，第二壳体20的材质可以为塑料或者硅胶等。类似地，隔板23也可选用隔热性能较好的塑料或者硅胶进行制作。这种设计可以将第一腔体41与第二腔体42隔热设置，从而使半导体制冷器32的热板321所产生的热量限制在第二腔体42内，并通过第二腔体42向外散发，避免由于热传导导致第一腔体41内的温度升高而影响风扇31的制冷效果。具体实施时，背板21上对应半导体制冷器32的热板321的位置可设置有开口211，热板321所产生的热量可通过开口211向外界环境扩散，从而有助于提高半导体制冷器32的散热效率，避免由于热量在第二腔体42内持续聚集而影响电子设备背夹100整体的散热性能。

在一个具体的实施例中，第二壳体20与隔板23的材质可以相同，例如两者均可以为塑料材质，或者均可以为硅胶材质。这时，第二壳体20与隔板23可以通过注塑工艺一体制作成型，从而可以省略后续的组装定位等工序，有利于简化电子设备背夹100的整体制作工艺。

请继续参考图1和图2所示，在一些实施例中，电子设备背夹100还可以包括第一均热板50，第一均热板50可设置于半导体制冷器32的冷板322与第一壳体10之间。半导体制冷器32的冷板322可将冷量传递给第一均热板50，由第一均热板50将冷量快速地均匀分布后再传递给第一壳体10。需要说明的是，均热板是用于将小型热源或者冷源向更大的区域散发的一种器件，由于均热板在本领域较为公知且常用，故对其具体结构设置形式不再进行赘述。

具体实施时，第一均热板50可固定于第一壳体10的内壁，且第一均热板50可由第二腔体42所在的一端延伸至第一腔体41所在的一端，这样可以尽可能增大第一均热板50的横截面积，进而增大第一均热板50与第一壳体10的导热接触面积，使第一均热板50能够将冷量更高效、快速地传递给第一壳体10，提高对电子设备的散热效率。可以理解的，第一均热板50对应第一风口11处可设置有通孔51，通孔51可以对风扇31的出风侧进行避让，以使风扇31的出风能够顺利地经由第一风口11排出。

导体制冷器32的冷板322与第一均热板50之间还可以设置有导热界面材料，利用导热界面材料可以填补两者接触时由于表明凹凸而产生的微空隙，从而可以减小传热热阻，提高半导体制冷器32的冷板322与第一均热板50之间的热传导效率，进而有助于提高对电子设备的散热效果。类似地，第一均热板50与第一壳体10之间也可以设置有导热界面材料，以提高第一均热板50与第一壳体10之间的热传导效率。

基于相同的构思，电子设备背夹100还可以包括第二均热板60，第二均热板60可设置于半导体制冷器32的热板321一侧。半导体制冷器32的热板321可将热量传递给第二均热板60，由第二均热板60将热量快速地均匀分布后通过热辐射向外散发。具体实施时，第二均热板60可固定于第二腔体42内，且第二均热板60可覆盖背板上开口211的区域，也就是说开口211可以暴露出第二均热板60，这样第二均热板60就可以通过开口211处进行自然对流散热，将热量快速散发至外界环境中。示例性地，第二均热板60的横截面积可大于开口211区域的面积，第二均热板50超出开口211区域的部分可通过粘接等方式与背板21固定连接。

可以理解的，半导体制冷器32的热板321与第二均热板60之间也可以设置有导热界面材料，利用导热界面材料可以提高半导体制冷器32的热板321与第二均热板60之间的热传导效率，进而有助于提高对电子设备的散热效果。

此外，在本申请实施例中，为了满足风扇31及以半导体制冷器32工作时的用电需求，电子设备背夹100还可以包括电池(图中未示出)以及连接导线，风扇31以及热电制冷器32均可通过连接导线电性连接于电池，从而利用电池为风扇31及热电制冷器32进行供电，保障风扇31以及热电制冷器32的正常工作。具体实施时，电池可设置于第二腔体42内，这时，为了能够将电池与风扇31通过连接导线连接，隔板23上可设置开孔，以便于连接导线能够通过该开孔由第二腔体42伸入第一腔体41。

其中，电池的类型不限，例如，在一些实施例中，该电池具体可以为一次电池，也就是干电池，这时可通过定期更换电池来保证电能的正常供应。再例如，在另外一些实施例中，该电池也可以为二次电池，也就是蓄电池，这时，电池的电量用尽后可由外部电源进行充电，无需更换。需要说明的是，当采用蓄电池时，第二壳体上还可设置有第一接口，第一接口可与电池电性连接，这样，在进行充电时，利用连接器将第一接口与外部电源连接即可。其中，连接器可以但不限于为Micro USB连接器、Type-A连接器或者Type-C连接器等，连接器接口可以直接插接于电源接口，或者也通过适配器连接于电源接口，以将市电网络的交流电压信号转换为直流电压信号后再传送至电池进行存储。

值得一提的是，利用电子设备背夹中的电池，还可以为电子设备进行充电，也就是说，本申请实施例所提供的电子设备背夹还可以兼用做充电宝使用，从而能够拓宽该电子设备背夹的应用场景，提高电子设备背夹的使用便利性。

示例性地，在一些实施例中，电子设备背夹的第二壳体上还可设置第二接口，第二接口可与电池电性连接，在对电子设备进行充电时，利用充电线将第二接口与电子设备连接即可。

在另外一些实施例中，电子设备背夹还可以通过无线充电的方式对电子设备进行充电。具体设置时，第二腔体内可设置有供电电路和发射线圈，其中，供电电路可连接于电池与发射线圈之间，用以将直流电压信号转换成交流电压后传输给发射线圈，然后由发射线圈将交流电压信号的电能转化为电磁波发射出去。电子设备内可设置有受电电路和接收线圈，在将电子设备固定在电子设备背夹之后，接收线圈可接收发射线圈发射的电磁波，并将电磁波转换为交流电压信号后发送给受电电路，受电电路可将交流电压信号转换成直流电压信号并传输至电子设备的电池进行贮存，由此实现对电子设备的充电。

本申请实施例还提供了一种电子设备组件，该电子设备组件可包括电子设备以及前述任一实施例中的电子设备背夹，其中，电子设备可固定在电子设备背夹的第一壳体上，电子设备背夹可用于对电子设备进行散热。由于电子设备背夹的散热性能较好，因此可以保障电子设备可靠工作。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电子设备背夹，其特征在于，包括第一壳体、第二壳体以及散热装置，其中：

所述第一壳体设置有用于固定电子设备的夹持装置，所述第一壳体与所述第二壳体固定连接并形成容纳腔，所述容纳腔内设置有隔板，所述隔板将所述容纳腔分隔为第一腔体与第二腔体；所述第一壳体对应所述第一腔体的部分设置有第一风口，所述第二壳体对应所述第一腔体的部分设置有第二风口；

所述散热装置包括风扇和半导体制冷器，所述风扇设置于所述第一腔体内，所述风扇的进风侧与所述第二风口连通，所述风扇的出风侧与所述第一风口连通；所述半导体制冷器设置于所述第二腔体内，所述半导体制冷器包括相对设置的热板和冷板，所述冷板与所述第一壳体导热接触。

2.如权利要求1所述的电子设备背夹，其特征在于，所述第二壳体及所述隔板的材质为隔热材料。

3.如权利要求1或2所述的电子设备背夹，其特征在于，所述第一风口内设置有多个叶片，各个所述叶片之间间隔设置。

4.如权利要求1～3任一项所述的电子设备背夹，其特征在于，所述第二壳体对应所述第二腔体的部分设置有开口。

5.如权利要求1～4任一项所述的电子设备背夹，其特征在于，所述电子设备背夹还包括第一均热板，所述第一均热板设置于所述冷板与所述第一壳体之间，且所述第一均热板分别与所述冷板及所述第一壳体导热接触。

6.如权利要求5所述的电子设备背夹，其特征在于，所述第一均热板由所述第二腔体延伸至所述第一腔体，且所述第一均热板对应所述第一风口的位置设置有通孔。

7.如权利要求1～6任一项所述的电子设备背夹，其特征在于，所述电子设备背夹还包括第二均热板，所述第二均热板设置于所述第二腔体内，所述第二均热板与所述热板导热接触。

8.如权利要求7所述的电子设备背夹，其特征在于，当所述第二壳体对应所述第二腔体的部分设置有开口时，所述第二均热板暴露于所述开口。

9.如权利要求1～8任一项所述的电子设备背夹，其特征在于，所述电子设备背夹还包括电池以及连接导线，所述电池与所述风扇以及所述半导体制冷器分别通过连接导线连接。

10.一种电子设备组件，其特征在于，包括电子设备以及如权利要求1～9任一项所述的电子设备背夹，所述电子设备可固定于所述电子设备背夹的夹持装置，所述电子设备背夹可用于对所述电子设备进行散热。

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