无线充电器的制作方法

1.本技术涉及充电设备技术领域，尤其涉及一种无线充电器。


背景技术：

2.无线充电技术是通过接收线圈和发射线圈之间产生的交变磁场来传输电能。
3.随着无线充电设备的普及，市面上例如手机、耳机等电子设备也越来越多的朝着无线充电的模式发展，因此，如何有效减少无线充电设备工作时所产生的热量传递给电子设备已成为亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种无线充电器，能够有效减少无线充电器工作时线圈所产生的热量传递给电子设备，以保证无线充电器和电子设备的充放电安全性。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种无线充电器；无线充电器包括壳体、电路板、线圈及导热体，壳体具有容纳腔，电路板位于容纳腔内，电路板具有使用时面向外部设备的第一表面、与第一表面相对设置的第二表面，线圈位于容纳腔内且与电路板电性连接，线圈还用于与外部设备的外部线圈磁耦合，以向外部设备提供电能，导热体设置于电路板的第二表面所在的一侧，且导热体与线圈及电路板均接触。
6.基于本技术实施例的无线充电器，无线充电器在工作时，线圈和电路板都会产生热量，导热体具有良好的热传导效率，通过设计导热体与线圈接触，导热体能够及时吸收线圈工作时所产生的热量，以有效减少线圈所产生的热量被传递至外部设备，从而保证外部设备的充电安全性，通过设计导热体与电路板接触，导热体能够及时吸收电路板工作时所产生的热量，以有效避免电路板因温度过高而烧坏的可能，从而保证无线充电器的充电安全性。
附图说明
7.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
8.图1为本技术一种实施例中的无线充电器的结构示意图；
9.图2为本技术一种实施例中的无线充电器向手机及耳机等外部设备提供电能的结构示意图；
10.图3为本技术一种实施例中的无线充电器的爆炸图；
11.图4为本技术一种实施例中的导热体的剖视图；
12.图5为本技术一种实施例中的第一线圈和第二线圈排布在电路板上的结构示意图。
13.附图标记：1、无线充电器；10、底壳；11、底板；111、散热孔；112、容纳腔；12、侧板；13、承载座；131、内环；132、外环；133、凸筋；134、散热槽；20、电路板；21、第一表面；22、第二表面；23、周侧面；231、侧面；232、弧形面；24、配合槽；30、线圈；31、第一线圈；32、第二线圈；x、第一方向；y、第二方向；40、导热体；41、导热硅脂层；42、凝胶层；43、石墨层；50、散热体；51、避让槽；60、面壳；61、安装槽；70、防滑圈；80、隔热垫；90、外部设备。
具体实施方式
14.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
15.无线充电技术是通过接收线圈和发射线圈之间产生的交变磁场来传输电能。
16.随着无线充电设备的普及，市面上例如手机、耳机等电子设备也越来越多的朝着无线充电的模式发展，因此，如何有效减少无线充电设备工作时所产生的热量传递给电子设备已成为亟待解决的问题。
17.为了解决上述技术问题，请参照图1-图3所示，本技术的第一方面提出了一种无线充电器1，能够有效减少无线充电器1工作时线圈30所产生的热量传递给外部设备90，以保证无线充电器1和外部设备90的充放电安全性。
18.无线充电器1包括壳体、电路板20、线圈30及导热体40，壳体具有容纳腔112，电路板20位于容纳腔112内，电路板20具有使用时面向外部设备90的第一表面21、与第一表面21相对设置的第二表面22，线圈30位于容纳腔112内且与电路板20电性连接，线圈30还用于与外部设备90的外部线圈磁场耦合，以向外部设备90提供电能，导热体40设置于电路板20的第二表面22所在的一侧，且导热体40与线圈30及电路板20均接触。
19.以下结合图1-图5对无线充电器1的具体结构进行展开介绍，无线充电器1包括壳体、电路板20、线圈30及导热体40。
20.如图1-图3所示，壳体作为无线充电器1的外壳，用于承载无线充电器1中的其他部件。这里对壳体的具体形状不做限定，可以理解的是，针对不同产品型号的无线充电器1，壳体的具体形状也不尽相同，设计人员可根据实际需要对壳体的形状进行合理设计。这里对壳体的具体材质也不做限定，例如，壳体可以但不仅限于采用塑料、铝合金或彩钢等材质制成。
21.壳体具有容纳腔112，容纳腔112可以理解成壳体中用于容纳无线充电器1的其他部件的空间区域。
22.电路板20作为无线充电器1中集成线路于一体的部件，电路板20可以是柔性电路板(fpc)，也可以是硬质电路板(pcb)，还可以是软硬结合电路板(fpcb)，可以理解的是，当电路板20为柔性电路板时，无线充电器1可能还包括补强板，补强板设置于柔性电路板20的一侧以支撑柔性电路板20。
23.电路板20位于容纳腔112内。
24.电路板20具有使用时面向外部设备90的第一表面21、与第一表面21相对设置的第二表面22。可以理解的是，无线充电器1具有向外部设备90提供电能的放电状态、以及具有接收来自外部设备90的电能的充电状态。当无线充电器1处于上述放电状态时，外部设备90
为与无线充电器1通过无线充电的方式配合，以实现无线充电器1向外部设备90充电的设备，且该外部设备90可以但不仅限于是手机、耳机等。当无线充电器1处于上述充电状态时，外部设备90可以为与无线充电器1通过无线充电的方式配合，以实现外部设备90向无线充电器1充电的设备，且该外部设备90可以但不仅限于是无线充电宝等无线充电装置；外部设备90还可以为与无线充电器1通过有线充电的方式配合，以实现外部设备90向无线充电器1充电的设备，且该外部设备90可以但不仅限于是充电线等有线充电装置。需要注意的是，该无线充电器1可以只兼具无线充电的方式接收来自外部设备90的电能，也可以只兼具有线充电的方式接收来自外部设备90的电能，还可以同时兼具无线充电和有线充电的方式接收来自外部设备90的电能。
25.线圈30作为无线充电器1中用于发射或者接收电能的部件，线圈30位于容纳腔112内且与电路板20电性连接。
26.线圈30可用于与外部设备90的外部线圈磁场耦合，以向外部设备90提供电能。此时，无线充电器1作为电能发射端，外部设备90作为电能接收端，在无线充电器1的线圈30上施加交流电，该交流电形成交流磁场(也即闭合磁路)，该交流磁场在外部设备90的外部线圈上形成感应交流电，该感应交流电可以经过整流稳压处理后用于给外部设备90供电。
27.当然，当外部设备90以无线充电的方式向该无线充电器1提供电能时，线圈30可用于与外部设备90的外部线圈磁场耦合，以接收来自外部设备90的电能。此时，无线充电器1作为电能接收端，外部设备90作为电能发射端，在外部设备90的外部线圈上施加交流电，该交流电形成交流磁场(也即闭合磁路)，该交流磁场在无线充电器1的线圈30上形成感应交流电，该感应交流电可以经过整流稳压处理后用于给无线充电器1供电。
28.导热体40作为无线充电器1中用于传递无线充电器1工作时所产生的热量的部件，导热体40应具有良好的热传导效率，便于导热体40将无线充电器1工作时所产生的热量及时地传递出去，以保证无线充电器1和外部设备90的充放电安全性。
29.导热体40设置于电路板20的第二表面22所在的一侧，且导热体40与线圈30及电路板20均接触。也就是说，导热体40与线圈30之间是通过热传导(又称导热，是指当不同物体或同一物体的不同部分之间存在温差时，就会通过物体内部的分子、原子和电子的微观振动、位移和相互碰撞而发生的能量传递现象)的方式将无线充电器1工作时线圈30所产生的热量传递出去，且导热体40与电路板20之间也是通过热传导的方式将无线充电器1工作时电路板20所产生的热量传递出去。
30.具体地，如图4所示，在一种实施中，导热体40包括层叠设置的导热硅脂层41、凝胶层42及石墨层43，导热硅脂层41设置于电路板20的第二表面22，凝胶层42设置于导热硅脂层41远离第二表面22的一侧，石墨层43设置于凝胶层42远离导热硅脂层41的一侧。其中，导热硅脂层41具有良好的导热效率，能够及时吸收线圈30和电路板20所产生的热量并传递给凝胶层42，凝胶层42的比热容较大能够对传递来的热量进行有效存储，凝胶层42能够在一定时间内消耗一部分热量并将剩余部分热量传递给石墨层43，石墨层43具有高导热系数，能够对剩余部分热量进行及时传递。
31.当然，在另一种实施例中，也可以将上述的石墨层43替换成泡棉层，泡棉层具有良好隔热效果，其能够将热量隔绝在凝胶层42中，以使凝胶层42在一定时间内可以消耗全部的热量。
32.可以理解的是，为实现导热体40对无线充电器1工作时线圈30和电路板20所产生的热量进行及时有效地传递，电路板20的第二表面22与导热体40直接接触，沿垂直于第一表面21的方向上，线圈30及电路板20在导热体40上的正投影落在导热体40面向电路板20一侧的表面内。
33.基于本技术实施例中的无线充电器1，无线充电器1在工作时，线圈30和电路板20都会产生热量，导热体40具有良好的热传导效率，通过设计导热体40与线圈30接触，导热体40能够及时吸收线圈30工作时所产生的热量，以有效减少线圈30所产生的热量被传递至外部设备90，从而保证外部设备90的充电安全性，通过设计导热体40与电路板20接触，导热体40能够及时吸收电路板20工作时所产生的热量，以有效避免电路板20因温度过高而烧坏的可能，从而保证无线充电器1的充电安全性。
34.如图3和图5所示，考虑到线圈30与电路板20电性连接，线圈30与电路板20之间的相对位置关系可以但不仅限于以下几种可实施方式中的一种或者多种。
35.在一种实施例中，线圈30包括第一线圈31，第一线圈31的部分与电路板20接触。例如，第一线圈30的边缘与电路板20的边缘之间形成点接触、线接触或者面接触。通过设计第一线圈31的部分与电路板20接触，能够减小第一线圈31与电路板20之间的接触面积，减少无线充电器1工作时电路板20所产生的大部分热量经由线圈30传递到外部设备90上。
36.在一种实施例中，线圈30包括第一线圈31，沿平行于电路板20的第一表面21的方向上，第一线圈31与电路板20在预设范围内间隔设置。也就是说，第一线圈31与电路板20完全不接触，可以理解的是，为避免无线充电器1的整体体积过大，沿平行于电路板20的第一表面21的方向上，第一线圈31的边缘与电路板20的边缘之间的间距不宜过大，例如，预设范围的取值可以但不仅限于是大于等于1毫米且小于等于5毫米。通过设计第一线圈31与电路板20完全间隔，能够形成第一线圈31与电路板20之间无接触，有效隔绝无线充电器1工作时电路板20所产生的热量经由线圈30传递到外部设备90上。
37.在一种实施例中，线圈30包括第二线圈32，第二线圈32设于电路板20且与第一表面21完全接触，即，第二线圈32整体设于该第一表面21。通过设计第二线圈32与电路板20完全接触，一方面电路板20能够为第二线圈32提供支撑，以避免设计其他部件(例如下文中提到的承载座13)来支撑第二线圈32，简化了无线充电器1的整体结构，另一方面第二线圈32与电路板20重叠不需要额外占用壳体的其他空间，还能够起到缩小无线充电器1整体尺寸的目的。
38.在一种实施例中，线圈30包括第一线圈31和第二线圈32，第一线圈31的部分与电路板20接触，和/或，沿平行于电路板20的第一表面21的方向上，第一线圈31与电路板20在预设范围内间隔设置，第二线圈32设于电路板20且与第一表面21完全接触。通过设计第一线圈31和第二线圈32，第一线圈31能够减小其与电路板20之间的接触面积，能够有效减少无线充电器1工作时电路板20所产生的绝大部分热量经由线圈30传递到外部设备90上，第二线圈32能够避免占用壳体的其他空间而达到缩小无线充电器1整体尺寸的目的。
39.需要注意的是，线圈30的数量可以是一个也可以是多个(两个以上)，当线圈30的数量为一个时，该一个线圈30可以是上述第一线圈31、也可以是上述第二线圈32，当线圈30的数量为多个时，该多个线圈30可以全部是上述第一线圈31、也可以全部是上述第二线圈32、还可以一部分是上述第一线圈31，另一部分是上述第二线圈32。且可以理解的是，当线
圈30的数量为多个时，该无线充电器1可以为与线圈30数量相等的多个外部设备90同时进行充电，提升该无线充电器1的充电效率，以增强该无线充电器1的实用性和适用性，且本设计中的无线充电器1为多台外部设备90同时充电时，能够达到为一台外部设备90充电相同的效果。
40.如图3和图5所示，考虑到实现第一线圈31与电路板20部分接触的具体表现形式有很多，例如，第一线圈31的边缘与电路板20的边缘相切以形成点接触。为使第一线圈31与电路板20实现部分接触的同时还能够缩小无线充电器1的整体尺寸，故设计，线圈30包括至少一个第一线圈31，且至少一个第一线圈31与电路板20部分接触，电路板20还具有与第一表面21以及第二表面22连接的周侧面23，周侧面23设有贯穿第一表面21和第二表面22的至少一个配合槽24，配合槽24用于容纳一个第一线圈31，第一线圈31的部分位于配合槽24内且与配合槽24的槽壁抵接，第一线圈31的剩余部分位于配合槽24外。也就是说，电路板20的周缘设置有避让第一线圈31的配合槽24，或者说，电路板20的周侧面23向内延伸形成避让第一线圈31的配合槽24。如此设计，第一线圈31的部分容纳于配合槽24内，使第一线圈31与线路板部分重叠，而达到缩小无线充电器1整体尺寸的目的，且第一线圈31设置于配合槽24内与电路板20的周侧面23接触，减小了第一线圈31与电路板20之间的接触面积，从而有效减少无线充电器1工作时电路板20所产生的绝大部分热量经由线圈30传递到外部设备90上。
41.如图3和图5所示，考虑到当线圈30包括第一线圈31和第二线圈32时，多个第一线圈31和第二线圈32相对电路板20的排布方式可以有很多，而多个第一线圈31和第二线圈32相对电路板20的排布方式的不同，可能会导致无线充电器1的壳体的外观形态有所不同，从而导致无线充电器1的整体尺寸上的差异，为尽可能的缩小无线充电器1的整体尺寸，故设计，线圈30包括三个第一线圈31和一个第二线圈32，三个第一线圈31均与电路板20部分接触，其中两个第一线圈31沿第一方向x间隔设置，剩余一个第一线圈31和第二线圈32沿第二方向y间隔设置，且剩余一个第一线圈31和第二线圈32位于其中两个第一线圈31之间，第一方向x和第二方向y位于第一表面21内且相交。如此设计，三个第一线圈31和一个第二线圈32交叉设置，能够有效避免沿壳体的长度方向或者宽度方向上的物理尺寸过大，从而达到缩小无线充电器1整体体积的目的。
42.具体地，第一方向x与第二方向y垂直，电路板20具有连接第一表面21和第二表面22的周侧面23，周侧面23包括间隔设置的四个侧面231、与连接部分相邻的两个侧面231以形成三个配合槽24的三个弧形面232，每个配合槽24用于容纳一个第一线圈31，且每个第一线圈31均与对应的弧形面232形成面接触。
43.如图3所示，考虑到导热体40与线圈30之间、导热体40与电路板20之间通过热传导的方式来传递热量，为进一步提升该无线充电器1的散热效率，故设计，壳体包括底壳10，底壳10包括底板11和侧板12，侧板12绕设底板11的周向设置以围设形成容纳腔112，底板11设有散热孔111，且散热孔111沿底板11的周向设置。也就是说，该无线充电器1在热传导的基础上还可以通过热对流的方式对线圈30和电路板20所产生的热量进行辅助传递。其中，散热孔111的数量可以是一个也可以是多个，当散热孔111的数量为一个时，该一个环形散热孔111为环形散热孔111，当散热孔111的数量为多个时，该多个散热孔111可以是腰形散热孔111，且该多个腰形散热孔111可以沿底板11的周向等间隔设置也可以非等间隔设置。
44.如图3所示，为使线圈30和电路板20所产生的热量经导热体40后能够被快速地传
递至壳体上，故设计，无线充电器1还包括散热体50，散热体50与壳体连接且设置于导热体40远离电路板20的一侧。其中，散热体50应采用具有良好热传导效果的材质制成，例如，散热体50的材质可以但不仅限于铝或铜等。在本技术实施例中，散热体50为铝板，铝板一方面具有良好的热传导效率以快速地将热量传递至壳体，铝板另一方面还具有良好的刚性强度以支撑导热体40和电路板20。
45.如图3所示，第二线圈32与电路板20完全接触，第二线圈32直接承载于电路板20的第一表面21上，通过电路板20来支撑第二线圈32以增强第二线圈32的安装稳定性，当第一线圈31与电路板20部分接触时，为增强第一线圈31的安装稳定性，故设计，底壳10还包括承载座13，承载座13位于容纳腔112内且与底板11连接，散热体50与底板11连接且对应承载座13的位置设有避让孔51，承载座13穿过避让孔51以承载线圈30。其中，底板11、侧板12和承载座13可以通过注塑的方式一体成型。该设计中，承载座13承载第一线圈31，承载座13相当于第一线圈31的安装座，能够加强第一线圈31的安装稳定性；散热体50对应承载座13的位置设有避让孔51，使得散热体50能够避开避让孔51而与底板11接触，从而将热量有效地传递至底板11。
46.如图3所示，考虑到承载座13用于承载线圈30，为进一步加快线圈30的散热效率，故设计，承载座13设有散热槽134，线圈30所产生的热量还可以通过散热槽134实现热对流。具体地，承载座13包括同心设置的内环131和外环132、以及位于内环131和外环132之间的多个凸筋133，多个凸筋133绕内环131和外环132的中心呈环形阵列排布，相邻两个凸筋133与内环131以及外环132共同围设形成散热槽134，当线圈30承载于承载座13上时，线圈30的边缘与外环132抵接，以限制线圈30相对底板11在平行于第一表面21的平面内运动，以增强线圈30在承载座13上的安装稳定性。
47.当然，如图3所示，壳体还可以包括与底壳10连接的面壳60，面壳60与底壳10之间可以是可拆卸式连接也可是不可拆卸式连接，当面壳60与底壳10为可拆卸式连接时，面壳60可以通过卡接或螺接的方式与底壳10连接，当面壳60与底壳10为不可拆卸式连接时，面壳60可以通过粘接的方式与底壳10连接。
48.为保证外部设备90放置在面壳60上的稳定性(避免外部设备90在面壳60上出现打滑的现象)，无线充电器1还可以包括防滑圈70，防滑圈70应采用具有较大的摩擦系数的材质制成，例如防滑圈70的材质可以但不仅限于是橡胶。通过防滑圈70增大外部设备90与面壳60之间的静摩擦力，从而加强外部设备90放置在面壳60上的稳定性。具体地，面壳60设有安装槽61，防滑圈70嵌设于安装槽61内。
49.为进一步阻隔无线充电器1工作时线圈30所产生的热量传递给外部设备90，无线充电器1还包括隔热垫80，隔热垫80设置于线圈30靠近面壳60的一侧，且隔热垫80的材质可以但不仅限于是泡棉。
50.本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
51.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。