CN207819566U - 一种充电模块及具有该充电模块的无线充电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种充电模块及具有该充电模块的无线充电系统。充电模块，包括壳体及设于壳体内的能量传输元件，充电模块还包括：散热芯片，散热芯片包括冷端，冷端与能量传输元件接触；检测单元，与壳体和/或能量传输元件接触，检测壳体和/或能量传输元件的温度值；控制单元，分别与检测单元及散热芯片连接，自检测单元接收温度值，且控制单元内设有一温度阈值，当温度值大于或等于温度阈值时，控制单元向散热芯片发送启动指令，控制冷端启动，使能量传输元件的热量传导至冷端。采用上述技术方案后，可有效地降低充电模块在充电时的温度，提高用户体验。

Description

一种充电模块及具有该充电模块的无线充电系统

技术领域

本实用新型涉及充电控制领域，尤其涉及一种充电模块及具有该充电模块的无线充电系统。

背景技术

随着移动终端如智能手机和平板电脑的飞速发展，这些移动终端已经成为人们生活中必不可少的一部分，同时随着用户的使用需求的增多，智能手机的功能也变得越来越强大，从以前的只能打电话、发短信到现在的播放音乐、播放视频、蓝牙、拍照、上网、阅读等，智能手机的功能变得越来越强大，对智能手机的耗电量也越来越高。因此，对该移动终端的续航及充电也提出了新的要求。

由此，无线充电技术日趋流行并开始在手机，智能手环，智能手表领域大量使用。

无线充电技术中，将需要充电的移动终端归为接收端，将提供电能的基座归为发送端。就目前充电技术而言，发送端与接收端的能量耦合效率79％左右，损耗的21％能量大部分转化成了热量。除此之外，接收端充电效率，目前最优能达到90％左右。损耗的10％能量，大部分也转化成热量。两部分热量聚集在发送端与接收端接触面，导致温度很容易大于37℃，若在充电后马上使用上述移动终端，与人体皮肤接触后，将会有明显热感，严重影体验效果。

为了解决散热问题，无线充电底座通常会增加金属散热片或者风扇。散热片会改变散热路径，但达到热平衡后，并不会明显降低接触面温度；风扇加快了接收部分热量扩散至周围环境，但风扇电机噪音较大。

即便是用户使用常规的有线充电技术对移动终端充电，有线充电基座也同样存在着过热的现象。

因此，需要一种用于无线充电和有线充电技术的新型充电模块，可有效地降低充电模块在充电时的温度，提高用户体验。

实用新型内容

为了克服上述技术缺陷，本实用新型的目的在于提供一种充电模块及具有该充电模块的无线充电系统，可根据用户需求始终将充电模块会与用户接触的部分控制在一定范围内。

本实用新型公开了一种充电模块，包括壳体及设于所述壳体内的能量传输元件，所述充电模块还包括：

散热芯片，所述散热芯片包括冷端，所述冷端与所述能量传输元件接触；

检测单元，与所述壳体和/或能量传输元件接触，检测所述壳体和/或能量传输元件的温度值；

控制单元，分别与所述检测单元及散热芯片连接，自所述检测单元接收所述温度值，且所述控制单元内设有一温度阈值，当所述温度值大于或等于所述温度阈值时，所述控制单元向所述散热芯片发送启动指令，控制所述冷端启动，使所述能量传输元件的热量传导至所述冷端。

优选地，所述充电模块为无线充电基座。

优选地，所述散热芯片为半导体芯片；所述能量传输元件为耦合线圈，其中所述冷端面向所述耦合线圈设置。

优选地，充电模块还包括：

导热元件，夹设于所述半导体芯片的所述冷端与所述耦合线圈间。

优选地，所述充电模块还包括：

散热元件，与所述散热芯片贴合。

优选地，所述控制单元包括：

控制主板，与所述检测单元连接以接收所述温度值，和/或与所述能量传输元件连接发送电能；

驱动芯片，与所述散热芯片连接，向所述散热芯片提供供电电流。

优选地，所述供电电流为10-200mA。

优选地，所述充电模块为有线充电座；所述能量传输元件为充电电路。

优选地，所述控制单元还配置为：

当所述温度值小于所述温度阈值时，所述控制单元向所述散热芯片发送关闭指令，控制所述冷端关断。

本实用新型还公开了一种无线充电系统，包括互相耦合的移动终端及上述充电模块，所述移动终端置于所述充电模块上。

采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.散热过程无噪音，提高用户的体验；

2.相较于原有的散热方式，可突破热平衡，将温度降低至用户的期望温度。

附图说明

图1为符合本实用新型一优选实施例中充电模块的截面图；

图2为符合本实用新型一优选实施例中充电模块的散热流程示意图；

图3为符合本实用新型一优选实施例中充电模块的结构示意图。

附图标记：

10-充电模块、11-壳体、12-能量传输元件、13-散热芯片、14-控制单元、15-导热元件、16-散热元件。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本实用新型的优点。

参阅图1，为符合本实用新型一优选实施例中充电模块10的截面图。该实施例中，充电模块10包括形成其轮廓的壳体11，及用作向与该充电模块10连接的外部移动终端供电的能量传输元件12。在充电模块10为座充式或移动式的不同实施方式中，能量传输元件12将电源的电能提供至移动终端处。为对充电模块10散热，在充电模块10内还包括有：

-散热芯片

散热芯片配置为得电后，将部分或全部降温，形成温度相较于得电前更低的冷端，如基于帕尔贴效应的半导体芯片等，该温度变低的冷端与能量传输元件12接触，以降低能量传输元件12在供电时产生的多余热量。

可以理解的是，该实施例中冷端与能量传输元件12的接触，可以是冷端与能量传输元件12通过贴合、相接等直接接触，也可以是通过第三方部件夹设在冷端与能量传输元件12间的间接接触，不限于何种接触方式。

-检测单元

在充电模块10内，为实现对充电模块10的壳体11和/或能量传输元件12的降温至用户的期望温度，需要可实时地获知上述部件的当前温度的部件，因此，检测单元的设置，通过与和/或能量传输元件12的接触，来检测壳体11和/或能量传输元件12的温度值。例如，检测单元可采用热电偶、负温度系数电阻、正温度系数电阻、温度传感器等器件，以监控壳体11和/或能量传输元件12的温度。

-控制单元14

基于散热芯片及检测单元，在充电模块10内还设有一控制单元14，其分别与检测单元及散热芯片连接，控制单元14将自检测单元处接收其所检测的壳体11和/或能量传输元件12的温度值，同时，在控制单元14内设有一温度阈值，如人体可接受的37℃或更低，该温度阈值为用户期望充电模块10的壳体11表面与用户可能接触部分所达到的温度。在具有该温度阈值后，参阅图2，将其与检测单元检测的温度值比较，当温度值大于或等于温度阈值时，控制单元14将判断当前壳体11表面的温度已大于人体可接受的温度，需对其进行降温，由此，控制单元14通过与散热芯片的通讯连接，向其发送一启动指令，散热芯片接受该启动指令后，开始工作，例如半导体芯片，得电后对一侧制冷形成上述冷端，利用热传导的原理，将与冷端接触的能量传输元件12上的热量传导至冷端处，再由冷端排出。同时，在热传导的过程中，仍实时地通过检测单元检测壳体11的温度，判断该温度值是否大于或等于温度阈值，实现持续降温。

通过上述配置，利用散热芯片本身的性质，可取消风扇的使用，降低了散热过程中噪音，此外，温度阈值可根据用户的需求设置，降温效果可调。

以下根据不同的充电技术对充电模块10的结构详细说明。

实施例一

在使用无线充电技术的实施例中，参阅图3，该充电模块10为无线充电基座，其中所使用的的散热芯片为半导体芯片，能量传输元件12则为与外部移动终端耦合，利用电磁效应充电的耦合线圈。在壳体11内，以控制单元14为基底，分别淀积半导体芯片、耦合线圈，从而形成该充电模块10。

此外，充电模块10还包括导热元件15，如导热胶，夹设在半导体芯片的冷端与耦合线圈间，加快耦合线圈与冷端的热传导。

进一步地，充电模块10内设有散热元件1613，如常见的散热片，将散热片上的散热底座与半导体芯片贴合，并将散热片的肋片朝向壳体11内的空气层或空余空间，以完成自耦合线圈——导热胶——半导体芯片——散热片的散热路径。

实施例二

在使用有线充电的技术中，插设在插座上的充电模块10自市电得电后，经如充电电路的能量传输元件12向与外部连接的移动终端充电。在该实施例中，也可在能量传输元件12与壳体11间设置半导体芯片，或是在能量传输元件12的一侧设置半导体芯片，将充电模块10的壳体11上的热量传导至人体无法接触的部分。

在上述实施例一或实施例二中，控制单元14可包括控制主板及驱动芯片，控制主板连接检测单元接收温度值，也可以与能量传输元件连接，作为无线充电能量发射电路，向如耦合线圈的能量传输元件发送电能，而驱动芯片则与散热芯片连接，向散热芯片提供供电电流，如当散热芯片为半导体芯片时，由于半导体芯片的制冷能力与通过电流有关，因此可根据供电电流的控制，实现半导体芯片的制冷能力可调，从而在用户调节温度阈值的情况下，也可实现无差降温。

供电电流的大小可以为10-200mA，功率3W的充电模块10。可以理解的是，对于更高功率的充电模块10，相应提高供电电流即可，并不限于上述电流区间。

为更加智能化地控制散热芯片，并节省电能，对于控制单元14的控制，还可配置为：若散热芯片持续吸热，将壳体11的温度值降低至温度阈值以下时，控制单元14将额外向散热芯片发送关闭指令，散热芯片接触工作，冷端关断后，不再吸热。

使用上述任一实施例中的充电模块10作为无线充电的底座时，可将该充电模块10放置在平面上，移动终端置于充电模块10上，对移动终端无线充电。即便用户拿走移动终端使用，基于上述配置，用户手持移动终端时，其表面的温度已降低至预先设定的温度阈值，不会影响使用体验。

应当注意的是，本实用新型的实施例有较佳的实施性，且并非对本实用新型作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种充电模块，包括壳体及设于所述壳体内的能量传输元件，其特征在于，所述充电模块还包括：

散热芯片，所述散热芯片包括冷端，所述冷端与所述能量传输元件接触；

检测单元，与所述壳体和/或能量传输元件接触，检测所述壳体和/或能量传输元件的温度值；

控制单元，分别与所述检测单元及散热芯片连接，自所述检测单元接收所述温度值，且所述控制单元内设有一温度阈值，当所述温度值大于或等于所述温度阈值时，所述控制单元向所述散热芯片发送启动指令，控制所述冷端启动，使所述能量传输元件的热量传导至所述冷端。

2.如权利要求1所述的充电模块，其特征在于，

所述充电模块为无线充电基座。

3.如权利要求2所述的充电模块，其特征在于，

所述散热芯片为半导体芯片；

所述能量传输元件为耦合线圈，其中

所述冷端面向所述耦合线圈设置。

4.如权利要求3所述的充电模块，其特征在于，

充电模块还包括：

导热元件，夹设于所述半导体芯片的所述冷端与所述耦合线圈间。

5.如权利要求1所述的充电模块，其特征在于，

所述充电模块还包括：

散热元件，与所述散热芯片贴合。

6.如权利要求1所述的充电模块，其特征在于，

所述控制单元包括：

控制主板，与所述检测单元连接以接收所述温度值，和/或与所述能量传输元件连接发送电能；

驱动芯片，与所述散热芯片连接，向所述散热芯片提供供电电流。

7.如权利要求6所述的充电模块，其特征在于，

所述供电电流为10-200mA。

8.如权利要求1所述的充电模块，其特征在于，

所述充电模块为有线充电座；

所述能量传输元件为充电电路。

9.如权利要求1所述的充电模块，其特征在于，

所述控制单元还配置为：

当所述温度值小于所述温度阈值时，所述控制单元向所述散热芯片发送关闭指令，控制所述冷端关断。

10.一种无线充电系统，其特征在于，包括互相耦合的移动终端及如权利要求1所述的充电模块，所述移动终端置于所述充电模块上。