TWI821630B - 無線充電器 - Google Patents

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TWI821630B TW110101409A TW110101409A TWI821630B TW I821630 B TWI821630 B TW I821630B TW 110101409 A TW110101409 A TW 110101409A TW 110101409 A TW110101409 A TW 110101409A TW I821630 B TWI821630 B TW I821630B
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游錦祥
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Abstract

一種無線充電器，其中，所述無線充電器包括一線圈結構，其中，所 述線圈結構包括多個線圈，其中，所述多個線圈堆疊成多個線圈層，其中，至少兩個電子裝置能夠放置在所述多個線圈線圈的上方，以對所述至少兩個電子裝置充電。

Description

無線充電器
本發明涉及多個線圈結構，尤其涉及用於無線充電的多個線圈結構。
然而，隨著對消費者電子裝置和汽車電子裝置的無線充電變得越來越普遍，在將電子裝置放置在對電子裝置充電的無線充電器的線圈上存在一些限制。另外，隨著速度變得越來越重要，無線充電器的散熱也成為問題本發明涉及多個線圈結構，尤其涉及用於無線充電的多個線圈結構。
因此，本發明提出了一種克服上述問題的解決方案。
本發明的一個目的是提供一種用於無線充電器的線圈結構，以允許至少兩個電子裝置可以同時被無線充電。
本發明的一個目的是提供一種用於無線充電器的線圈的結構，以允許電子裝置以不同的方向放置以進行充電。
本發明的一個目的是提供一種具有金屬外殼單元的無線充電器，以更好地承受應力，從而保護無線充電器的線圈並減小無線充電器的尺寸。
本發明的一個目的是提供一種無線充電器，其具有金屬外殼單元和風扇，以在多個方向上產生氣流，以更好地散熱無線充電器。
在一個實施例中，揭露了一種用於無線充電器的線圈結構，其中，所述線圈結構包括多個線圈，其中，所述多個線圈堆疊成至少兩個線圈層，其中，至少兩個電子裝置能夠放置在多個線圈之上方以將該至少兩個電子裝置充電。
在一個實施例中，所述兩個電子裝置沿一垂直方向放置在該多個線圈的上方，以對所述至少兩個電子裝置充電。
在一個實施例中，多個線圈堆疊成三層，每層包括至少兩個線圈，以形成對電子裝置充電用之磁通有效區域。
在一個實施例中，多個線圈能夠被分成用於充電的多個組。
在一個實施例中，多個線圈包括堆疊成三層的十八個線圈，其中底層包括七個線圈，中間層包括四個線圈，並且頂層包括七個線圈。
在一個實施例中，多個線圈堆疊成兩層，其中底層包括四個線圈，而頂層包括五個線圈。
在一個實施例中，被充電的兩個電子裝置中的每一個是移動電話。
在一個實施例中，揭露了一種用於無線充電器的線圈結構，其中，所述線圈結構包括多個線圈，其中，所述多個線圈堆疊成多個線圈層，其中，一電子裝置能夠以至少三個不同的方向放置在多個線圈的上方以對該電子裝置充電。
在一個實施例中，揭露了一種電子裝置，其中，該電子裝置包括：包括：一金屬殼體單元，包括一金屬板，形成在該金屬殼體單元上側的一第一凹陷部以及形成在該金屬殼體單元下側的一第二凹陷部，其中該第一 凹陷部與該第二凹陷部位於該金屬板相對的兩側；至少一導電元件，設置在該第一凹陷部中；以及一電路板，設置在在該第二凹陷部中並電連接至該至少一導電元件。
在一個實施例中，該電子裝置是無線充電器，其中，至少一導電元件包括多個線圈，其中，多個線圈堆疊成多層以對至少一個電子裝置充電。
在一個實施例中，多個線圈設置在第一凹陷部中。
在一個實施例中，電路板具有一通孔，其中，一風扇的至少一部分設置在該通孔中。
在一個實施例中，一EMI濾波器設置在多個線圈上方。
在一個實施例中，將一塑料蓋設置在該EMI濾波器上方。
在一個實施例中，一金屬蓋覆蓋該電路板，其中該塑料蓋和該金屬蓋在該金屬板的兩個相對側。
在一個實施例中，該金屬殼體單元包括鋁或鋁合金材料。
在一個實施例中，該金屬板包括壓鑄鋁合金(ADC12)，即該金屬板可以具有很強的機械強度以承受無線充電器處於壓力下時的應力，所述的壓鑄鋁合金(ADC12)包括Al-Si-Cu合金。
在一個實施例中，一風扇位於金屬外殼單元的一角落，其中該風扇引起氣流從金屬外殼單元的第一側面進入金屬外殼單元的第二側面，其中所述第一側面和所述第二側面是金屬外殼單元的兩個相鄰側面。
在一個實施例中，風扇使氣流從金屬外殼單元的第一側面的第一開口和第二開口進入金屬外殼單元的第二側面，其中，所述第一開口和第二 開口在金屬板的相對的兩側。
101:無線充電器
102、103、104:線圈層
102a、103a、104a:線圈
200、201:電子裝置
200a，201a:接收線圈
1、2、3:水平線或垂直線
D1、D2:對角線
351:上蓋
352:EMI濾波器
353:線圈
354:金屬外殼單元
354a:金屬板
354b:第一凹陷部
354c:第二凹陷部
356a:通孔
310a、310b:氣流
310g、310h、310m、310n:開口
354d:第一側面
354e:第二側面
356:風扇
357:電路板
358:下蓋
包括附圖以提供對本發明的進一步理解且附圖包含在本說明書中並構成本說明書的一部分。附圖示出本發明的實施例並與說明書一起用於解釋本發明的原理。
圖1A示出了本發明的一個實施例中的用於無線充電器的線圈的結構的上視圖。
圖1B示出了本發明的一個實施例中的由充電線圈產生的磁通有效區域的俯視。
圖1C示出了本發明的一個實施例中的一電子裝置在充電線圈上方的一位置。
圖1D示出了本發明的一個實施例中的一電子裝置在充電線圈上方的一位置。
圖1E示出了本發明的一個實施例中的一電子裝置在充電線圈上方的一位置。
圖1F示出了本發明的一個實施例中的一電子裝置在充電線圈上方的一位置。
圖1G示出了本發明的一個實施例中的一電子裝置在充電線圈上方的一位置。
圖1H示出了本發明的一個實施例中的一電子裝置的接收線圈在充電線圈上方的一位置。
圖2A示出了本發明的一個實施例中的具有四個線圈的底層。
圖2B示出了本發明的一個實施例中的具有五個線圈的頂層。
圖3A示出了本發明的一個實施例中的無線充電器的分解圖。
圖3B示出了本發明的一個實施例中的無線充電器的從上視分解圖。
圖3C示出了本發明的一個實施例中的從無線充電器的下視的分解圖。
圖3D示出了本發明的一個實施例中的由風扇引起的無線充電器中的氣流。
圖3E示出了本發明的一個實施例中的在無線充電器的側表面處的氣流。
應當理解，以下提供了用於實現本發明不同特徵的許多不同的實施例或示例。下述裝置和設置的具體示例，用以簡化本發明。當然，這些僅是示例，並非用來限定本發明。例如，在下面的描述中，第一特徵在第二特徵之上或其上的形成，可包括第一特徵和第二特徵以直接接觸形成的實施例，並且還可以包括在第一特徵和第二特徵之間形成附加特徵的實施例，使得第一特徵和第二特徵不直接接觸。另外，本發明可以在各種示例中重複參考數字和/或字母。這些重複是為了簡化和清楚的目的，且本身不指示所討論的各種實施例和/或配置之間的關係。
本發明揭露了一種無線充電器，其具有堆疊的多個線圈層以對電子裝置充電，其中，多個線圈層形成充電的磁通有效區域。
為了方便用戶，不需要將電子裝置固定在堆疊的多個線圈層上方的特定方向或特定對準上以對電子裝置充電。
圖1示出了本發明的一個實施例的用於無線充電器101的線圈結構的上視圖，其中線圈結構包括多個線圈，多個線圈堆疊成多個線圈層102、103，104，其中每一線圈層包括至少兩個線圈。請參考圖1C，圖1D，圖1E和圖1F，其中至少兩個電子裝置200、201能夠放置在線圈的多個層102、103、104上方的不同位置，以對該至少兩個電子裝置200、201充電。
如圖1B所示，多個線圈層102、103、104形成對電子裝置充電的磁通有效區域105。請參考圖1C，圖1D，圖1E和圖1F，可以將電子裝置200、201的接收線圈200a，201a放置在磁通有效區域105中，以通過多個線圈層102、103、104的發射線圈和接收線圈200a，201a之間的耦合感應來充電，而不受電子裝置200、201的放置方向的限制。
在一個實施例中，請參考圖1C，圖1D，圖1E和圖1F，兩個電子裝置200、201能夠以至少兩種不同的取向放置在多個線圈層102、103、104上方，以對，兩個電子裝置200、201充電。例如，電子裝置200可以沿一垂直方向放置，如圖1C所示，一水平方向放置，如圖1D所示；電子裝置201可以沿一垂直方向放置，如圖1E所示，一水平方向放置，如圖1F所示。
在一個實施例中，兩個電子裝置能夠以至少三個不同的方向放置在線圈上方，以對兩個電子裝置充電。
在一個實施例中，一種電子裝置能夠沿水平，垂直或對角線方向放置在線圈上方，以對電子裝置充電。
如圖1G所示，電子裝置可以沿對角線方向放置。
在一個實施例中，電子裝置是移動電話。
在一個實施例中，如圖1H所示，當電子裝置200的接收線圈200a位於多個線圈層102、103、104的三個線圈102a，103a，104a之間時，將選擇三個線圈102a，103a，104a中的具有較高的K耦合的線圈以對電子裝置200充電。在一個實施例中，將選擇三個線圈102a，103a，104a中的頂部線圈102a，因為電子裝置200的收線圈200a和頂部線圈102a距離最短，因此具有更好的耦合係數。
在一個實施例中，無線充電器101包括至少一個處理器或微控制器，以選擇與電子裝置200的接收線圈200a具有較高K耦合的發送線圈。
在一個實施例中，請參照圖2A與圖2B，多個線圈被堆疊成兩個線圈層，其中，底層包括四個線圈，而頂層包括五個線圈。
在一個實施例中，如圖2A所示，將底層的四個線圈放置在由兩條對角線D1，D2形成的四個空間中，並將頂層的五個線圈放置在兩條對角線D1，D2上，如圖2B所示，從而使在每個水平線H1、H2、H3或每個垂直線V1、V2、V3或每個對角線D1，D2皆通過三個線圈。
在一個實施例中，多個線圈堆疊成三個線圈層，每一線圈層包括至少四個線圈。
在一個實施例中，多個線圈能夠被分成兩組，每組包括多個線圈。
在一個實施例中，多個線圈能夠被分成兩組，每組包括九個線圈。
在一個實施例中，多個線圈包括堆疊成三層的十八個線圈，其中底層包括七個線圈，中間層包括四個線圈，並且頂層包括七個線圈。
在一個實施例中，電子裝置200、201中的每一個是移動電話。
圖3A是無線充電器101的透視圖。圖3B無線充電器101的上視分解圖。圖3C無線充電器101的下視分解圖。
如圖3A-3C所示，無線充電器101包括：一金屬外殼單元354，其包括一金屬板354a，在金屬外殼單元354的上側形成一第一凹陷部354b，在金金屬外殼單元354的上側的下側形成一第二凹陷部354c。金屬殼體單元354，其中，第一凹陷部354b和第二凹陷部354c位於金屬板354a的相對兩側其中，至少一導電元件，例如線圈353，設置在第一凹陷部354b中；電路板357設置在第二凹陷部354c中並且電連接至至少一導電元件，例如線圈353。
在一個實施例中，至少一導電元件包括多個線圈353，其中，多個線圈353被堆疊成用於對至少一個電子裝置充電的多個線圈層，並且多個線圈層被設置在第一凹陷部354b中。
在一個實施例中，電路板357具有通孔356a，其中風扇356的至少一部分設置在通孔356a中。
在一個實施例中，風扇356位於金屬外殼單元354的一角落，其中風扇356使氣流從金屬外殼單元354的第一側面354d進入金屬外殼單元的第二側面354e，其中第一側面354d和第二側面354e是金屬外殼單元354的兩個相鄰側面。
請參考圖3D，其中風扇356的至少一部分設置在電路板357下方，其中風扇356使氣流310a，310b由無線充電器101的第一側354d處的開口310g，310h，310m，310n進入而流至無線充電器101的第二側面354e，其中第一側面354d和第二側面354e是無線充電器101的兩個相鄰側面，其中開口310g，310m可以在電路板357上方形成氣流路徑，開口310h，310n可以在電路板357下方形成氣流路徑。
請參考圖3E，其示出了第二側面354e處的氣流的側視圖。風扇356使氣流301c進入第二側面354e，並且氣流301d離開第二側面354e。這樣一來，無線充電器101產生的熱量可以通過多條路徑散發，一條路徑在電路板357的上方，另一條路徑在電路板357的下方，從而更有效地降低了無線充電器101的溫度。
在一個實施例中，至少一個散熱器在氣流方向上沿著金屬外殼單元354延伸。
在一個實施例中，EMI濾波器352設置在多個線圈353上方。
在一個實施例中，可以是一塑料蓋的上蓋351設置在EMI濾波器352上方。
在一個實施例中，可以是金屬蓋的下蓋358設置在電路板357的底表面上，其中上蓋351和下蓋358在金屬板354a的兩個相對側。
在一個實施例中，多個線圈353堆疊成多個線圈層，其中每個線圈層包括至少兩個線圈，其中至少兩個電子裝置能夠以至少兩個不同的方向放置在多個線圈層上方以對至少兩個電子裝置充電。
在一個實施例中，多個線圈353包括堆疊成三層的十八個線圈，其中底層包括七個線圈，中間層包括四個線圈，並且頂層包括七個線圈。
在一個實施例中，金屬板354a包括ADC12。
在一個實施例中，金屬外殼單元354包括鋁或鋁合金材料。
在一個實施例中，多個鰭片位於金屬外殼單元354的內表面或外表面，並且多個鰭片沿著金屬外殼單元354在由風扇356引起的氣流的方向上延伸。
在一個實施例中，多個鰭片的表面可以被粗糙化。
在一個實施例中，進氣口基本平行於出氣口，並且無線充電器可以配置有從進氣口過濾空氣的過濾器。在一實施例中，過濾器可由疏水材料製成。
在一個實施例中，無線充電器101還包括風扇速度控制器，其可以基於無線充電器101或電子裝置200、201的溫度來調節風扇的旋轉速度。
在一個實施例中，一磁性材料封裝線圈，其中該磁性材料可以是金屬或合金磁性材料或鐵氧體磁性材料。鐵氧體磁性材料可以是多晶的，單晶的或非晶的。
在一個實施例中，金屬外殼單元354的表面與線圈353由鐵氧體磁性材料密封。
在一個實施例中，金屬殼體單元354通過鐵氧體磁性材料與上蓋351和下蓋358密封。
在一個實施例中，上蓋351的底表面和線圈353中的每個線圈可與鐵氧體磁性材料接觸以傳遞應力，其中，上蓋351，線圈353和鐵氧體磁性材料由金屬外殼單元354的金屬板354a支撐。
從上述內容可以理解，雖然為了說明的目的在此描述了具體實施例，但是在不偏離本發明的精神和範圍的情況下，可以進行各種修改。此外，在針對特定實施例公開替代方案的情況下，該替代方案也可以應用於其它實施例，即使沒有特別說明。
101:無線充電器
102、103、104:線圈層

Claims (12)

  1. 一種無線充電器，包括一金屬殼體單元以及一線圈結構，其中該金屬殼體單元包括一金屬板、一第一凹陷部以及一第二凹陷部，其中，該第一凹陷部形成在該金屬殼體單元的上側，以及該第二凹陷部形成在該金屬殼體單元的下側，其中該第一凹陷部與該第二凹陷部位於該金屬板相對的兩側，其中，所述線圈結構設置在所述第一凹陷部中，且一電路板設置在所述第二凹陷部中並電連接至所述線圈結構，其中，所述線圈結構包括多個線圈，其中，所述多個線圈堆疊成至少兩層線圈，其中每一層線圈包括至少兩個線圈，其中，至少兩個電子裝置能夠放置在所述多個線圈的上方，以對所述至少兩個電子裝置充電。
  2. 根據請求項1所述的無線充電器，其中，所述兩個電子裝置沿一水平方向放置在所述多個線圈的上方，以對所述至少兩個電子裝置充電。
  3. 根據請求項1所述的無線充電器，其中，所述兩個電子裝置沿一垂直方向放置在所述多個線圈的上方，以對所述至少兩個電子裝置充電。
  4. 根據請求項1所述的無線充電器，其中，所述多個線圈堆疊成三層線圈，其中，每一層線圈包括至少兩個線圈，以對所述至少兩個電子裝置充電。
  5. 根據請求項1所述的無線充電器，其中，所述多個線圈包括堆疊成三層的十八個線圈，其中，底層包括七個線圈，中間層包括四個線圈，以及頂層包括七個線圈。
  6. 根據請求項1所述的無線充電器，其中，所述多個線圈堆疊成兩層，其中，底層包括四個線圈，以及頂層包括五個線圈。
  7. 根據請求項1所述的無線充電器，其中，所述兩個電子裝置中的每一個裝置是一移動電話。
  8. 根據請求項1所述的無線充電器，其中，一磁性材料封裝所述多個線圈。
  9. 一種無線充電器，包括一金屬殼體單元以及一線圈結構，其中該金屬殼體單元包括一金屬板、一第一凹陷部以及一第二凹陷部，其中，該第一凹陷部形成在該金屬殼體單元的上側，以及該第二凹陷部形成在該金屬殼體單元的下側，其中該第一凹陷部與該第二凹陷部位於該金屬板相對的兩側，其中，所述線圈結構設置在所述第一凹陷部中，且一電路板設置在所述第二凹陷部中並電連接至所述線圈結構，其中，所述線圈結構包括多個線圈，其中，所述多個線圈堆疊成多層，其中每層包括至少兩個線圈，其中，一電子裝置能夠以至少三個不同的方向放置在所述多個線圈的上方，以對所述電子裝置充電。
  10. 根據請求項9所述的無線充電器，其中，一磁性材料封裝所述多個線圈。
  11. 根據請求項9所述的無線充電器，其中，所述電子裝置能夠沿一水平，一垂直或一對角線方向放置在所述多個線圈的上方，以對所述電子裝置充電。
  12. 根據請求項9所述的無線充電器，其中，所述電子裝置是一移動電話。
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