CN215528704U - 一种基于相变散热的无线充电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于相变散热的无线充电装置，包括充电装置主体、充电线圈、面板组件，所述面板组件设置在充电装置主体上，所述充电线圈对应于面板组件设置在充电装置主体中，本充电装置还包括相变材料组件，所述面板组件与充电线圈之间形成有一腔体，所述腔体上设有透气结构，所述相变材料组件设置在腔体内。本实用新型提供的方案可解决高功率充电设备无法长时间高功率运行的问题，降低了充电线圈带给需用电设备额外的热功耗，提高了充电效率，延长了高功率充电运行时间，提高了无线充电设备的可靠性。

Description

一种基于相变散热的无线充电装置

技术领域

本实用新型涉及无线充电技术领域，具体涉及无线充电的散热技术。

背景技术

为了应对人们对无线充电速度不断提高的需求，无线充电设备的热功率在不断的加大，为了确保充电效率能够在更长的时间内维持高功率充电效率，通过散热能够确保无线充电设备与用电设备保持更长时间的高功率状态。

如图1所示，现有技术中，由于无线充电设备的充电线圈2直接与面板1接触设置，与用电设备靠的很近，充电时充电线圈发热量大，温度高(该温度会高于用电设备温度)，会对用电设备加热，使其快速升温，用电设备电池很快达到热保护温度(一般在～40℃左右)，用电设备会自动限制充电电流，从而减慢充电速度。

即使在无线充电设备与用电设备间通风，但由于空间限制风扇风量无法做大，且无线充电设备与用电设备同时发热，空气在流经间隙时被不断加热，散热效果有限，无法很好的降低温度；另充电时用电设备长时间处于高温环境会影响电池寿命，或有失效爆炸等风险。

因此，如何解决高功率无线充电设备无法长时间高功率运行，降低充电线圈带给用电设备额外的热功耗，提高无线充电设备的充电效率，延长高功率充电运行时间是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

针对现有无线充电技术在散热方面所存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种基于相变散热的无线充电装置，可有效提高无线充电装置的散热效果，使得高功率无线充电装置能够长时间高功率运行。

为了达到上述目的，本实用新型提供的基于相变散热的无线充电装置，包括充电装置主体、充电线圈、面板组件，所述面板组件设置在充电装置主体上，所述充电线圈对应于面板组件设置在充电装置主体中，所述充电装置还包括相变材料组件，所述面板组件与充电线圈之间形成有一腔体，所述腔体上设有透气结构，所述相变材料组件设置在腔体内。

进一步的，所述腔体由塑料等非金属材料构成，腔内靠近顶部设有透气孔。

进一步的，所述相变材料组件为石蜡类材料组件。

进一步地，所述相变材料组件以液态状灌入腔体内。

进一步的，所述透气结构可由透气孔构成，所述透气孔上设置有透气膜。

本实用新型提供的基于相变散热的无线充电装置，利用相变材料相变时，温度不变的特性，使得发热器件在一定时间内保持较低的恒定温度，解决了高功率充电设备无法长时间高功率运行的问题，降低了充电线圈带给需用电设备额外的热功耗，提高了充电效率，延长了高功率充电运行时间，提高了无线充电设备的可靠性。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。

图1为现有无线充电设备的结构示意图；

图2为本实例中基于相变散热的无线充电装置的整体结构示意图；

图3为本实例中基于相变散热的无线充电装置的爆炸图。

图中标号含义：

图1：面板1、腔体2；

图2、图3：无线充电装置10、充电装置主体11、充电线圈12、面板组件13、相变材料组件14、腔体15、透气孔16、透气膜17。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

针对现有无线充电设备在散热方面所存在的问题，本实例创新基于相变材料来构建适用于无线充电设备的散热方案，利用相变材料在相变时能吸收大量热量，同时温度保持不变的特点，吸收无线充电时产生的发热量，稳定热源温度，延缓其升温速度，从而解决高功率充电设备无法长时间高功率运行问题。

参见图2和图3，其所示为本实例基于上述原理给出的一种基于相变散热的无线充电装置的构成示例方案。

由图可知，本无线充电装置10主要包括充电装置主体11、充电线圈12、面板组件13以及相变材料组件14这几部分。

其中，充电装置主体11以构成整个无线充电装置的主体结构，承载无线充电装置所需的各种组件。其具体的结构形式此处不加以限定，可根据实际需求而定。

这里的充电线圈12作为无线充电的主要部件，其设置在充电装置主体11中。该充电线圈12的构成可根据实际需求而定，采用满足高功率充电需求的线圈结构设置。

面板组件13相对于充电线圈12设置在充电装置主体11上，其覆盖住位于充电装置主体11中的充电线圈12，并用于支撑带充电设备，且使得充电设备能够与其覆盖的充电线圈12进行配合，完成无线充电。

本方案中对于面板组件13的具体构成，不加以限定，只需满足上述要求即可。

在此基础上，本实例在面板组件13与充电线圈12之间形成有一腔体15，该腔体15内设置有相应的相变材料组件14；同时，该腔体15上设置有相应的透气结构。

本实例方案通过在面板组件13和充电线圈12之间设置一腔体15，并在腔体15内填充相变材料组件14，利用相变材料组件14的相变来将充电线圈12工作时产生的热量吸收，稳定热源温度，延缓其升温速度，减少无线充电设备对用电设备的热量传递，从而提高用电设备充电效率，延长高功率充电时间；同时利用相变材料相变时，温度不变的特性，使得充电线圈在一定时间内保持较低的恒定温度。

在本实例的一些具体实施方式中，腔体15优选覆盖整个充电线圈12。

该腔体15由相应的槽体结构与面板组件13配合构成，该面板组件13嵌入槽体中形成相应的腔体结构，同时在嵌入后对周边区域采用密封胶密封，形成一个四周密封，同时通过透气孔16来进行透气的腔体结构。

这里的腔体15的槽体部优选采用塑料等非金属材料组成，避免影响无线充电性能。腔内靠近顶部设有透气孔16，用于灌入液态相变材料，之后在透气孔16处用透气膜覆盖。

如此形成的腔体15的背面设置至少一个透气孔16，同时在相应的透气孔16上设置相应的透气膜17，如此来形成相应的透气结构。

对于这里的透气膜17是由聚四氟乙烯膨化拉伸扩展而成的，具体设置时该透气膜17优选的通过粘贴的方式设置在透气孔16上。

本实例中通过透气膜17配合透气孔16来形成透气结构，可用于配合相变材料组件14的热胀冷缩，防止腔体15变形。即在对用电产品进行无线充电时，透气孔上的透气膜可起到的压力阀作用，当腔体内的相变材料受热液化时，体积会膨胀，腔内空气通过透气材料排除，降低内部压力并留出更多空间，从而防止腔体膨胀变形；当充电结束，相变材料慢慢从液态恢复固态时，外部空气也能导入，防止腔体因相变材料收缩而变形。

在本实例的一些具体实施方式中，相变材料组件14填充于腔体15的内部，用于吸收无线充电时所散发的热量。该相变材料14优选为石蜡类材料，其相变潜热高，几乎没有过冷现象，熔化时蒸汽压力低，不易发生化学反应且化学稳定性好，价格低特点；其固-液相温度在30～50℃区间，通过配方调整，可调整其具体相变温度。

同时，本相变材料14以液态状灌入腔体并保留一定空隙，且保证其全部液化后，不会淹没透气膜。

如此具体方案形成的无线充电设备，可利用相变材料在相变时能吸收大量热量，同时温度保持不变的特点，吸收无线充电时散发的热量，稳定热源温度，延缓其升温速度。作为举例，其在具体应用时，通过将面板组件11和内部腔体15组合在一起，固定于充电设备主体11上，并对应覆盖于设置在充电设备主体11中的充电线圈12上。

如此，充电线圈12工作时所产生的热量优先传递给内部腔体15，腔体15热量传递给内部相变材料14，相变材料14吸热相变，同时温度保持不变，实现吸收无线充电时的发热量，稳定热源温度；与此同时，相变材料14相变后体积膨胀，挤压腔体内部多余空气，多余空气通过透气膜17排除，待相变材料14温度降低后，空气通过透气膜17返回至腔体15内。

本实例提供的基于相变散热的无线充电装置，在原先风冷的基础上，运用相变材料吸热原理，将多余热量吸收，减少充电设备对用电设备的热量传递，提高用电设备充电效率，延长高功率充电时间，利用相变材料相变时，温度不变的特性，使得发热器件在一定时间内保持较低的恒定温度，可适用于各种功率较高，散热环境较差，散热形式单一的散热应用。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种基于相变散热的无线充电装置，包括充电装置主体、充电线圈、面板组件，所述面板组件设置在充电装置主体上，所述充电线圈对应于面板组件设置在充电装置主体中，其特征在于，所述充电装置还包括相变材料组件，所述面板组件与充电线圈之间形成有一腔体，所述腔体上设有透气结构，所述相变材料组件设置在腔体内。

2.根据权利要求1所述的基于相变散热的无线充电装置，其特征在于，所述腔体由非金属材料构成，腔内靠近顶部设有透气孔。

3.根据权利要求1所述的基于相变散热的无线充电装置，其特征在于，所述相变材料组件为石蜡类材料组件。

4.根据权利要求1所述的基于相变散热的无线充电装置，其特征在于，所述相变材料组件以液态状灌入腔体内。

5.根据权利要求1所述的基于相变散热的无线充电装置，其特征在于，所述透气结构由透气孔构成，所述透气孔上设置有透气膜。

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