TW201421211A - 無線充電裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種無線充電裝置，包括一電路板、一吸熱板、一感應傳輸線圈以及一殼體。感應傳輸線圈設置於吸熱板上，且吸熱板設置於電路板上，而殼體包覆電路板、吸熱板以及感應傳輸線圈。其中，吸熱板具有至少一孔洞，使吸熱板本身的熵值增加，藉以提昇吸熱板吸熱的能力。

Description

無線充電裝置

本發明係關於一種無線充電裝置，尤其係關於具有一吸熱板之無線充電裝置。

一般而言，若電子裝置裝配有一充電電池，當電子裝置內之充電電池之電量不足時，使用者即可使用一充電裝置對充電電池進行充電。習知的充電裝置具有一變壓器以及一連接線，使用者將該變壓器插接於電源且使該連接線插設於電子裝置，使習知的充電裝置可透過連接線而傳輸電流至電子裝置中。然而，習知充電裝置於充電前，使用者必須利用雙手分別抓持電子裝置以及連接線，以執行將連接線插接於電子裝置的動作；於充電完畢後，使用者亦必須再利用雙手分別抓持電子裝置以及連接線，以執行將連接線拔離於電子裝置的動作，其實於充電操作上十分不便。

有鑑於上述以連接線的方式是有著操作不便的缺點，且隨著充電技術之日益發展，目前市面上已研發出一種可進行無線充電(Wireless Charging)之無線充電裝置，如下所述。請參閱圖1，其為習知無線充電裝置1之爆炸結構示意圖。習知無線充電裝置1包括一殼體10、一電源線11、一電路板12以及一感應傳輸線圈13。習知無線充電裝置1中，電源線11一部分顯露於殼體10之外，用以連接於一電源插座(未顯示於圖中)以獲得電力。電路板12設置於殼體10之內部且電性連接於電源線11，使得來自電源插座之一電流藉由通過電源線11而傳輸至電路板12。至於感應傳輸線圈13則設置於電路板12上，使得來自於電源插座之電流可藉由電源線11以及 電路板12而流經感應傳輸線圈13以產生電磁效應。

接下來請參閱圖2，其為習知無線充電裝置1與可攜式電子裝置2之結構示意圖。習知可攜式電子裝置2包括一電子裝置殼體20、一感應接收線圈21以及一充電電池(未顯示於圖中)。習知可攜式電子裝置2中，感應接收線圈21設置於電子裝置殼體20內。當習知可攜式電子裝置2之電子裝置殼體20與習知無線充電裝置1之殼體10接近或接觸時，由於感應傳輸線圈13產生電磁效應，故感應接收線圈21因接近於感應傳輸線圈13而因應產生一感應電流，藉此對該充電電池進行充電。

合併參閱圖1及圖2所示，由於電路板12以及感應傳輸線圈13皆設置於殼體10內，且通常為了避免灰塵或液體進入對電路板12以及感應傳輸線圈13造成損壞，殼體10一併具有保護殼體10內部之電路板12以及感應傳輸線圈13與外界隔絕的作用。

然而，上述隔絕設置會導致殼體10內部與外界之間無法以氣體對流的方法作散熱，使得電路板12及感應傳輸線圈13所產生的熱會持續累積在殼體10內部而不易向外逸散。故習知無線充電裝置1在使用一段時間後，溫度會持續上升而無法下降，最後還可能因溫度過高而導致毀損，此實為在使用安全性上無法忽略的潛在危險。

有鑑於此，提供一種不但有良好的封閉隔絕效果且溫度仍能維持在一安全值內的無線充電裝置，此乃為此一業界亟待解決之問題。緣是，本發明人有感上述之課題，乃特潛心研究並配合學理之運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺失之本案。

本發明之目的在於提供一種具有良好的封閉效果的且同時能使溫度維持在一安全值內的無線充電裝置。

本發明之一較佳實施概念，在於提供一種無線充電裝置，用以使一電子裝置之一感應接收線圈產生一感應電流，該無線充電裝置包括：一電路板；一吸熱板，抵接於該電路板，用以吸納該電路板所產生之熱能；其中，該吸熱板具有至少一孔洞；以及一感應傳輸線圈，設置於該吸熱板上且電性連接於該電路板。

於一較佳實施例中，該吸熱板上之該至少一孔洞係為至少一穿孔或為至少一盲孔。

於一較佳實施例中，該吸熱板係由具有一定容熱容量實質上介於3.40 J/cc-℃~3.80 J/cc-℃間之一材料所製成。

於一較佳實施例中，該無線充電裝置更包括一殼體，該殼體密封包覆該電路板、該感應傳輸線圈以及部分該吸熱板。

於一較佳實施例中，該吸熱板更包括至少一伸出部，且該至少一伸出部顯露於該殼體之外。

於一較佳實施例中，該無線充電裝置更包括一電源線，該電源線之一第一端連接於該電路板，且該電源線穿過該殼體而使該電源線之一第二端連接於一電源，用以供電予該感應傳輸線圈。

於一較佳實施例中，該殼體係為一封膠層，且該封膠層係以熱固性樹脂(Thermosetting Resin)所製成。

於一較佳實施例中，電子裝置更包括：一殼體，用以容置該感應接收線圈於其中，當該電子裝置之該感應接收線圈接近於該感應傳輸線圈時，該感應接收線圈產生該感應電流；以及一充電電池，設置於該殼體內且電性連接於該感應接收線圈，以儲存該感應電流之為電力。

本案之無線充電裝置係用以對一電子裝置進行無線充電，由於無線充電之應用技術目前已被廣泛應用且已概述於先前技術中，故於此針對電子裝置之一感應接收線圈產生感應電流的理論不再詳述。

請同時參閱圖3以及圖4，圖3係本發明無線充電裝置之第一實施例之立體爆炸示意圖，而圖4係本發明無線充電裝置之第一實施例之剖面示意圖。

首先，本案之無線充電裝置3包括一電路板30、一吸熱板31、一感應傳輸線圈32以及一殼體33。感應傳輸線圈32抵接吸熱板31，吸熱板31抵接於電路板30；亦即，感應傳輸線圈32、吸熱板31以及電路板30依序疊置。再者，殼體33包覆電路板30、吸熱板31以及感應傳輸線圈32，以使於電路板30、吸熱板31以及感應傳輸線圈32處於殼體33的內部而有接受屏蔽的效果。其中，感應傳輸線圈32電性連接於電路板30，以接收來自電路板30之電流，而吸熱板31設置於感應傳輸線圈32以及電路板30之間是為了能吸納感應傳輸線圈32以及電路板30所產生的熱能。於此須特別注意者為，由於本案之吸熱板31是以一熵值較高的結構設計及/或定容熱容量較高的材料製成(詳如後述)，進而使本案之無線充電裝置3之內部元件(如感應傳輸線圈32以及電路板30)在達到平衡時的溫度，能較習知之無線充電裝置1內部元件達到平衡時的溫度為低。

詳細而言，任何物體的熵值若是提升，則每升高一度溫度時所需吸納的熱能會相應增加。因此，為使本案之無線充電裝置3之吸熱板31在升高一定的溫度值下能夠吸納更多的熱能，本案之吸熱板31上具有至少一孔洞310，以使吸熱板31本身熵值增加。於本實施例中，吸熱板31具有一孔洞310，且孔洞310為一穿孔。如此一來，在吸納相同熱能的前提下， 具有孔洞310的吸熱板31相較於不具孔洞的吸熱板(圖未示)，具有孔洞310的吸熱板31在達到平衡時的溫度明顯較低。也因此，在最後達到溫度平衡時，使用具有孔洞310的吸熱板31的無線充電裝置3的溫度確實明顯低於不具有孔洞的吸熱板的無線充電裝置溫度。

另一方面，在不具有穿孔的吸熱板以及具有穿孔310的吸熱板31之比較實驗中，為使前述兩者(具穿孔及不具穿孔)不同的吸熱板具有相同的散熱表面積條件，可將具有穿孔310的吸熱板31的穿孔孔徑設計為，例如，6釐米，厚度為3釐米。如此一來，具有穿孔310的吸熱板31少掉的上下兩圓的表面積適為穿孔310內側面新增的圓柱面表面積，皆為18π平方釐米，兩者表面積並無差別；因此，表面積對流散熱造成的差異性即可忽略不計。依上述條件進行實驗，使用相同材料，於每一次測試在60分鐘後達到穩定平衝，且基於有限的實驗時間，每次總實驗時間為90分鐘，而下表的環境溫度以及吸熱板溫度皆為實驗時間的最後15分鐘的平均數據：

我們可以從上表的數據中瞭解，具有盲孔或穿孔的鋁吸熱板在達到溫度平衡時的溫度為49.75℃，是明顯低於無加工不具有盲孔或穿孔的鋁吸熱板的溫度53.36℃。此外，有盲孔或穿孔的鋁吸熱板與環境溫度的溫差較無加工的鋁吸熱板為小，表示有盲孔或穿孔的鋁吸熱板的吸熱效果較 好。

進一步而言，為使吸熱板31能夠具有更高的吸熱容量，吸熱板31之材質較佳為選自高定容熱容量的材料，實質上介於3.40 J/cc-℃~3.80 J/cc-℃間之一材料所製成，舉例而言，材料可以是冷軋碳鋼(SPCC；Cold Rolled Carbon Steel)。其中，在一定體積的前提之下，定容熱容量數值越高的材料每上升溫度一度，是相對於定容熱容量數值低的材料每上升溫度一度而能吸納更多的熱能。因此，在有一定的熱能要被吸納的狀態之下，在最後達成溫度平衡時，定容熱容量數值高的材料會較定容熱容量數值低的材料的平衡溫度為低。

除此之外，為了要避免灰塵及液體進入殼體33內損壞電路板30或感應傳輸線圈32，本案無線充電裝置3之殼體33係為一封膠層，且封膠層係緊密包覆電路板30、吸熱板31以及感應傳輸線圈32，故具有良好的防水以及防塵之功能。於本較佳實施例中，封膠層係以熱固性樹脂(Thermosetting Resin)所製成。再者，由於封膠層內無法以對流的方式作降溫，故相較於習知技術本案增加吸熱板31之設置，並藉由傳導吸熱的方式來達到降溫效果。並且，吸熱板31包括一本體311以及複數伸出部312，其本體311係疊置於電路板30上，而複數伸出部312則是自本體311向外延伸，且部分顯露於殼體33之外。

吸熱板31設置於感應傳輸線圈32與電路板30之間，因此吸熱板31之本體311可吸收感應傳輸線圈32、電路板30以及電路板30上之電子元件(未顯示於圖中)運作時所產生之熱能，並藉由部分顯露於殼體33之外的複數延伸部312與外界空氣接觸，以進一步排除熱能至殼體33之外。

請合併參閱圖3至圖5，圖5係本發明無線充電裝置之第一實施例與電子裝置之立體外觀示意圖。其中，電源線34之一第一端341連接於電 路板30，且電源線34穿過殼體33而使電源線34之一第二端(未顯示於圖中)連接於一電源(未顯示於圖中)，用以傳輸來自於電源之一電流至感應傳輸線圈32，以使感應傳輸線圈32產生一電磁效應。其中，電源線34穿過殼體33且垂直於殼體33之一下表面331。於本較佳實施例中，本體311係與複數伸出部312一體成型，且感應傳輸線圈32之繞線方式係呈現一圓形，而電子裝置4係為一行動電話，且感應接收線圈41之繞線方式亦呈現圓形。

電子裝置4中之電子裝置殼體40用以容置感應接收線圈41，當電子裝置殼體40接近於殼體33或電子裝置殼體40置放於殼體33上時，位於電子裝置殼體40內之感應接收線圈41因應感應傳輸線圈32產生的磁場而產生一感應電流，故設置於電子裝置殼體40內且電性連接於感應接收線圈41之充電電池，適可儲存來自於感應接收線圈41之感應電流並將其儲為電力。

請合併參閱圖6及圖7，圖6係本發明無線充電裝置之第二實施例之立體爆炸示意圖，圖7係本發明無線充電裝置之第二實施例之立體示意圖。於本案第二實施例中，本案之無線充電裝置5包括一電路板50、一吸熱板51、一感應傳輸線圈52以及一殼體53。感應傳輸線圈52抵接吸熱板51，吸熱板51抵接於電路板50，且殼體53包覆電路板50、吸熱板51以及感應傳輸線圈52。本案第二實施例異於第一實施例者為，殼體53完全包覆吸熱板51，吸熱板51不再顯露，防水及防塵之效果更好。此外，吸熱板51上更設置有複數孔洞510。於此需說明者為，孔洞510形成的數量並不侷限，吸熱板51僅需有一個以上的孔洞510即能使整體吸熱板51增加熵值。並且，孔洞510形成的位置以及孔洞510的形狀(比如：孔洞可以是盲孔或穿孔)亦不侷限，皆能達到使吸熱板51的熵值增加的優點。

根據上述實施例可知，本發明無線充電裝置藉由提高吸熱板之熵值，及/或使用定容熱容量高的材料製成吸熱板，使得吸熱板在升高一定的溫度值下能夠吸納更多的熱能，藉以協助吸納電路板及感應傳輸線圈產生之熱量。藉此設置，即便在無法以空氣對流作散熱的情況下，吸熱板可以有良好控溫效果，可避免整體無線充電裝置過熱，以提高無線充電裝置使用上的安全性。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之申請專利範圍，因此凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含於本案之申請專利範圍內。

1‧‧‧無線充電裝置

10‧‧‧殼體

101‧‧‧上蓋

102‧‧‧底座

11‧‧‧電源線

12‧‧‧電路板

13‧‧‧感應傳輸線圈

2‧‧‧可攜式電子裝置

21‧‧‧感應接收線圈

3‧‧‧無線充電裝置

30‧‧‧電路板

31‧‧‧吸熱板

310‧‧‧孔洞

311‧‧‧本體

312‧‧‧伸出部

32‧‧‧感應傳輸線圈

33‧‧‧殼體

331‧‧‧殼體之下表面

34‧‧‧電源線

341‧‧‧電源線之第一端

40‧‧‧電子裝置殼體

41‧‧‧感應接收線圈

5‧‧‧無線充電裝置

50‧‧‧電路板

51‧‧‧吸熱板

510‧‧‧孔洞

52‧‧‧感應傳輸線圈

53‧‧‧殼體

圖1係習知無線充電裝置之爆炸結構示意圖。

圖2係習知無線充電裝置與可攜式電子裝置之結構示意圖。

圖3係本發明無線充電裝置之第一實施例之立體爆炸示意圖。

圖4係本發明無線充電裝置之第一實施例之剖面示意圖。

圖5係本發明無線充電裝置之第一實施例與電子裝置之立體外觀示意圖。

圖6係本發明無線充電裝置之第二實施例之立體爆炸示意圖。

圖7係本發明無線充電裝置之第二實施例之立體示意圖。

3‧‧‧無線充電裝置

30‧‧‧電路板

31‧‧‧吸熱板

310‧‧‧孔洞

311‧‧‧本體

312‧‧‧伸出部

32‧‧‧感應傳輸線圈

33‧‧‧殼體

331‧‧‧殼體之下表面

34‧‧‧電源線

341‧‧‧電源線之第一端

Claims (8)

1. 一種無線充電裝置，用以使一電子裝置之一感應接收線圈產生一感應電流，該無線充電裝置包括：一電路板；一吸熱板，抵接於該電路板，用以吸納該電路板所產生之熱能；其中，該吸熱板具有至少一孔洞；以及一感應傳輸線圈，設置於該吸熱板上且電性連接於該電路板。
2. 如申請專利範圍第1項所述之無線充電裝置，其中該吸熱板上之該至少一孔洞係為至少一穿孔或為至少一盲孔。
3. 如申請專利範圍第1項所述之無線充電裝置，其中該吸熱板係由具有一定容熱容量實質上介於3.40 J/cc-℃~3.80 J/cc-℃間之一材料所製成。
4. 如申請專利範圍第1項所述之無線充電裝置，更包括一殼體，該殼體密封包覆該電路板、該感應傳輸線圈以及部分該吸熱板。
5. 如申請專利範圍第4項所述之無線充電裝置，其中該吸熱板更包括至少一伸出部，且該至少一伸出部顯露於該殼體之外。
6. 如申請專利範圍第5項所述之無線充電裝置，更包括一電源線，該電源線之一第一端連接於該電路板，且該電源線穿過該殼體而使該電源線之一第二端連接於一電源，用以供電予該感應傳輸線圈。
7. 如申請專利範圍第6所述之無線充電裝置，其中該殼體係為一封膠層，且該封膠層係以熱固性樹脂(Thermosetting Resin)所製成。
8. 如申請專利範圍第1項所述之無線充電裝置，其中該電子裝置更包括：一電子裝置殼體，用以容置該感應接收線圈於其中，當該電子裝置之該感應接收線圈接近於該感應傳輸線圈時，該感應接收線圈產生該感應電流；以及 一充電電池，設置於該殼體內且電性連接於該感應接收線圈，以儲存該感應電流之為電力。