无线充电器的制作方法

背景技术：

无线充电使用电磁场来在两个对象之间传送能量。无线充电通常涉及充电器或充电站，能量从充电器或充电站通过电感耦合部发送到目标电气设备。目标设备继而可以使用该能量对电池进行充电或对设备进行供电。无线充电可以用在各种应用中，包括在消费电子产品、汽车产品以及复杂计算系统中。

附图说明

以下具体实施方式参考附图，在附图中：

图1a是示例性无线充电器的示意图；

图1b是图1a的示例性无线充电器的示例性发射线圈，该示例性发射线圈产生到示例性接收线圈的电磁场；

图2是具有接收线圈的示例性计算设备的框图；

图3是示例性无线充电系统的示意图

具体实施方式

用于对电气系统进行充电的方便、安全且鲁棒的方法和系统由于电子及其它行业的快速成长而已经处于重要的研究和发展中。无线充电或感应充电使用电磁场来在充电器与要进行充电的目标之间传送能量。无线充电典型地涉及使用发射感应线圈来从充电基站内创建电磁场。目标设备中的接收感应线圈继而从电磁场中获取功率并且将其转换回成电流以向目标设备提供功率，例如对目标设备的电池进行充电。

然而，现有的无线充电解决方案可能出现若干挑战。感应充电可能具有比传统充电更低的充电效率，并且与直接接触充电相比可能产生增加的电阻发热。随着时间的推移，所产生的热可能累积并使得充电器、目标设备以及其组件发热以达到不期望的温度。过度的发热和热累积可能引起各种问题，例如效率损失、安全顾虑以及产品使用寿命的降低，从而导致增加的花费。

本文中所公开的示例提供具有用于散热的导热涂层的无线充电器和充电系统。示例性无线充电器可以包括充电器外壳、印刷电路板以及用于感应目标设备的充电的发射线圈。导热涂层直接涂覆在发射线圈、印刷电路板以及外壳的至少其中之一上，以便于从这些组件散掉热。此外，导热涂层可以允许由发射线圈产生的电磁场的传送以达到例如要进行充电的目标设备。以这种方式，本文中的示例提供无线充电系统中的多功能散热。

现在参考附图，图1描绘了示例性无线充电器100的示意图，无线充电器100可以包括用于感应目标设备的充电的发射线圈100、充电器印刷电路板120、充电器外壳130、以及用于散热的导热涂层140。发射线圈110可以包括至少一个导电同心线圈。充电器外壳130可以容纳发射线圈110和充电器印刷电路板120。导热涂层140可以与发射线圈110、充电器印刷电路板120以及充电器外壳130的至少其中之一直接接触。

无线充电器100可以是用于通过强制电流通过次级单元或可再充电电池来将能量投入次级单元或可再充电电池中的电气设备。特别地，例如，无线充电器100可以是感应目标设备的充电的电气设备。如本文中针对图1b进一步所讨论的，无线充电器100可以产生感应目标设备的电磁场以从电磁场获取能量并将能量转换回成由目标设备使用的电流。无线充电器100可以具有各种设计，并且可以遵循许多充电协议。

无线充电器100的充电机制可以由发射线圈110完成，发射线圈110可以通过将电流转换成电磁场来感应目标设备的充电。例如，通过发射线圈驱动的交替电流可以产生电磁场。针对图2进一步详细描述的目标设备可以是任何数量的具有接收线圈的电子设备。发射线圈110可以包括至少一个导电同心线圈。虽然图1示出了一个线圈，但在应用相同原理时可以存在不同半径的多个同心线圈。多个导电线圈可以具有相同的中心并且这些线圈可以是螺旋线圈，该螺旋线圈的缠绕形状可以是圆形或多边形。发射线圈110可以具有许多导电材料，包括例如铜、银和铝。

发射线圈110可以可操作地连接到充电器印刷电路板120，充电器印刷电路板120可以提供用于容纳和电连接其它组件以对无线充电器110进行操作的机械支架。例如，充电器印刷电路板120可以包括处理器、电路、以及各种其它电子组件。充电器外壳130可以是对包括发射线圈110和充电器印刷电路板120的组件进行密封的物理结构。在一些实施方式中，充电器外壳130可以保护无线充电器100的内部组件。充电器外壳130可以具有各种形状和尺寸并且由各种材料制成。

在无线充电器100的操作期间，可以由发射线圈110和诸如充电器印刷电路板120及其元件之类的其它组件来发热。导热涂层140可以被放置为与发射线圈110、充电器印刷电路板120以及充电器外壳130的至少其中之一直接接触以用于散热。尽管图1a示出了在发射线圈110的一部分上的导热涂层140，但在一些实施方式中，导热涂层140可以位于发射线圈140的整体上，并且位于无线充电器100的其它组件的部分或全部上。导热涂层140可以分散由无线充电器100的组件产生的热以防止在充电器内不期望的温度上升。在一些示例中，导热涂层140可以与发射线圈110、充电器印刷电路板120、以及充电器外壳130中的每一个直接接触。例如，导热涂层140可以在制造期间作为薄膜沉积在这些组件上。此外，在一些实施方式中，导热涂层140可以位于外壳130的外部表面上。在这样的实例中，导热涂层140可以从无线充电器100和与无线充电器100接触的其它对象(例如在诸如充电期间在充电器上放置的目标设备)散热。

导热涂层140可以包括许多材料和组件。例如，导热涂层140可以包括在树脂中分散的基于碳的材料。基于碳的材料可以包括类金刚石碳、石墨烯、天然石墨、以及合成石墨涂层。树脂的示例包括但不限于：聚酰亚胺、丙烯腈、丁二烯、苯乙烯、聚醋酸酯、聚丙烯酸化物、尼龙、环氧树脂、含氟聚合物、氯丁橡胶、聚醚醚酮、聚对苯二甲酸乙二醇酯、酚醛树脂、聚碳酸酯、聚酯、聚烯烃、聚苯乙烯、聚砜、聚亚安酯、聚氯乙烯、硅橡胶、聚醚酰亚胺、以及低电介质恒定材料。另外或作为替代方案，导热涂层140可以包括诸如铝或铜之类的金属粉末以及诸如sic和ain之类的陶瓷粉末。在一些实施方式中，导热涂层140可以允许电磁场的传送，在本文中针对图1b对此进行进一步讨论。

图1b描绘了示例性发射线圈160的示意图150，示例性发射线圈160产生到示例性接收线圈170的电磁场165。接收线圈170可以是要进行充电的目标设备的一部分。此外，导热涂层180可以被放置为与发射线圈180直接接触。

当电刺激(例如电流)被驱动穿过发射线圈160时，发射线圈可以产生电磁场165。当处于特定接近度时，接收线圈170可以接收电磁场165的一部分并可以产生要由目标设备使用的电流，例如用于对电池进行充电。在本文中针对图2建立了对目标设备和接收线圈的进一步讨论。

导热涂层180可以放置在发射线圈160上以从发射线圈散热。在其它示例中，导热涂层180可以建立在充电器中或上的其它地方以及在如下所讨论的目标设备中或上，例如在接收线圈170上。如上所述，导热涂层180可以具有各种材料。在一些实施方式中，导热涂层180可以建立在发射线圈160与接收线圈170之间的电磁波165的路径中。因此，在一些实施方式中，导热涂层180可以允许电磁场(例如电磁场170)的传送。例如，导热涂层170可以不明显地阻挡、吸收、偏转或以其它方式改变电磁场165的路径。

另外，当驱动电流穿过发射线圈时，发射线圈160可以产生磁吸力。这可以是由发射线圈160产生的电磁场165的磁力的结果。在一些实施方式中，磁吸力可以保持目标设备附接于无线充电器。

图2描绘了具有接收线圈230的示例性计算设备200的框图。计算设备200可以具有处理器220、接收线圈230、设备印刷电路板240、设备外壳210、以及导热涂层250。接收线圈230可以具有至少一个导电同心线圈并且可以在接收到电磁场时产生电流以对计算设备200进行充电。设备外壳210可以容纳处理器220、接收线圈230、以及设备印刷电路板240。导热涂层250可以与接收线圈230、设备印刷电路板240、以及设备外壳250的至少其中之一直接接触以便于散热。

计算设备200可以例如是移动电话、笔记本计算机、台式计算机、平板计算机、服务器、汽车、或可以利用本文中所述的无线充电机制来进行充电的任何其它电气设备。处理器220可以是一个或多个中央处理单元(cpu)、基于半导体的微处理器、和/或适合于操作计算设备200的其它硬件设备。在一些实施方式中，处理器220可以连接到设备印刷电路板240或由设备印刷电路板240连接。设备印刷电路板可以是用于容纳和电连接组件以对计算设备200进行操作的机械支架。例如，设备印刷电路板240可以包括处理器、电路、以及各种其它电子组件。处理器220和设备印刷电路板240的组件可以在操作期间发热。

接收线圈230可以通过将电磁场转换为电流来向计算设备200提供电功率。例如，电磁场可以由无线充电器(例如，图1a的无线充电器100)产生。接收线圈230可以包括至少一个导电同心线圈232。在一些实施方式中，接收线圈230可以具有不同半径的多个同心线圈232。多个导电线圈可以具有相同的中心并且这些线圈可以是螺旋线圈，该螺旋线圈的缠绕形状可以是圆形或多边形。发射线圈230可以具有许多导电材料，包括诸如铜、银和铝之类的金属。

接收线圈230可以可操作地连接到设备印刷电路板240，并且可以连同处理器220和设备印刷板240被设备外壳210容纳。设备外壳210可以是对计算设备200的组件进行密封和保护的物理结构。在一些实施方式，设备外壳130可以具有各种形状和尺寸并且可以由各种材料制成。

在对计算设备200进行充电期间，可以由接收线圈230和诸如处理器220和设备印刷电路板240及其元件之类的其它组件发热。导热涂层250可以被放置为与接收线圈230、设备印刷电路板240以及设备外壳210的至少其中之一直接接触以用于散热。导热涂层250可以分散由计算设备200的组件产生的热以防止在设备内不期望的温度上升。在一些示例中，导热涂层250可以与接收线圈230、设备印刷电路板240以及设备外壳210中的每一个直接接触。例如，导热涂层250可以在制造期间作为薄膜沉积在这些组件上。此外，在一些实施方式中，导热涂层250可以位于设备外壳210的外部表面上。在这样的实例中，导热涂层250可以从计算设备200和与计算设备200接触的其它对象(例如与计算设备连接的无线充电器)散热。

在一些实施方式中，导热涂层250可以由允许电磁场传送的材料制成。例如，导热涂层250可以不明显地阻挡、吸收、偏转或以其它方式改变电磁波的路径。相应地，导热涂层250可以在提供散热的同时不干涉计算设备200的无线充电能力。

导热涂层250可以包括许多材料和组件。例如，导热涂层250可以包括在树脂中分散的基于碳的材料。基于碳的材料可以包括类金刚石碳、石墨烯、天然石墨、以及合成石墨涂层。树脂的示例包括但不限于：聚酰亚胺、丙烯腈、丁二烯、苯乙烯、聚醋酸酯、聚丙烯酸化物、尼龙、环氧树脂、含氟聚合物、氯丁橡胶、聚醚醚酮、聚对苯二甲酸乙二醇酯、酚醛树脂、聚碳酸酯、聚酯、聚烯烃、聚苯乙烯、聚砜、聚亚安酯、聚氯乙烯、硅橡胶、聚醚酰亚胺、以及低电介质恒定材料。另外或作为替代方案，导热涂层250可以包括诸如铝或铜之类的金属粉末以及诸如sic和ain之类的陶瓷粉末。

图3描绘了示例性无线充电系统300的示意图。无线充电系统300可以包括无线充电器310、目标设备320以及用于散热的导热涂层。无线充电器310可以包括用于感应目标设备320的充电的发射线圈、充电器印刷电路板、以及充电器外壳。目标设备320可以包括处理器、用于产生对目标设备320充电的电流的接收线圈、设备印刷电路板以及设备外壳。导热涂层可以与发射线圈、接收线圈、充电器印刷电路板、设备印刷电路板、设备处理器、充电器外壳以及设备外壳的至少其中之一直接接触。

无线充电器310可以是感应目标设备320的充电的电气设备。如在本文中针对图1b进一步讨论的，无线充电器310可以产生感应目标设备320的电磁场以从电磁场获取能量并将能量转换回成电流。无线充电器310可以具有各种设计，并且可以遵循许多充电协议。发射线圈可以包括至少一个导电同心线圈，并且充电器外壳可以容纳发射线圈和充电器印刷电路板。在本文中可以针对图1a的无线充电器100建立无线充电器的进一步细节。

当电刺激(例如电流)被驱动穿过无线充电器310的发射线圈时，发射线圈可以产生电磁场。当处于特定接近度时，目标设备320可以接收电磁场的一部分或全部并可以产生要由目标设备使用的另一电流，例如用于对电池进行充电。在一些实施方式中，如330中所示，当电流被驱动穿过发射线圈时，发射线圈还可以产生磁吸力。这可能是由发射线圈产生的电磁场的磁力的结果。在一些实施方式中，磁吸力可以保持目标设备320附接于无线充电器310。

计算设备320可以例如是移动电话、笔记本计算机、台式计算机、平板计算机、服务器、汽车、或可以利用本文中所述的无线充电机制来进行充电的任何其它电气设备。接收线圈可以通过将电磁场转换为电流来向计算设备320提供电功率。例如，电磁场可以由无线充电器310产生。接收线圈可以包括至少一个导电同心线圈，并且设备外壳可以容纳接收线圈、处理器以及设备印刷电路板。在本文中可以针对图2的计算设备200建立目标设备的进一步细节。

在充电系统300的操作期间，可以由无线充电器310和目标设备320中的一者或两者发热。导热涂层可以被放置为与接收线圈230、设备印刷电路板240以及设备外壳210的至少其中之一直接接触以用于散热。导热涂层可以分散由无线充电器310和目标设备320的组件产生的热以防止在系统中不期望的温度上升。在一些示例中，导热涂层可以与发射线圈、接收线圈、充电器印刷电路板、设备印刷电路板、充电器外壳以及设备外壳中的每一个直接接触。例如，导热涂层可以在制造期间作为薄膜沉积在这些组件上。此外，在一些实施方式中，导热涂层可以位于充电器外壳或设备外壳或这两者的外部表面上。在这样的实例中，导热涂层可以从无线充电器310和计算设备320以及与系统300接触的其它对象散热。

在一些实施方式中，导热涂层的部分可以建立在无线充电器310与目标设备320之间传播的电磁波的路径中。因此，在一些实施方式中，导热涂层可以允许电磁场的传送，例如由无线充电器310的发射线圈产生的电磁场。例如，导热涂层可以不明显地阻挡、吸收、偏转或以其它方式改变电磁场的路径。

导热涂层可以包括许多材料和组件。例如，导热涂层可以包括在树脂中分散的基于碳的材料。基于碳的材料可以包括类金刚石碳、石墨烯、天然石墨、以及合成石墨涂层。树脂的示例包括但不限于：聚酰亚胺、丙烯腈、丁二烯、苯乙烯、聚醋酸酯、聚丙烯酸化物、尼龙、环氧树脂、含氟聚合物、氯丁橡胶、聚醚醚酮、聚对苯二甲酸乙二醇酯、酚醛树脂、聚碳酸酯、聚酯、聚烯烃、聚苯乙烯、聚砜、聚亚安酯、聚氯乙烯、硅橡胶、聚醚酰亚胺、以及低电介质恒定材料。另外或作为替代方案，导热涂层可以包括诸如铝或铜之类的金属粉末以及诸如sic和ain之类的陶瓷粉末。