一種無線充電發(fā)射器的制造方法
【專利摘要】一種新型無線充電發(fā)射器，具有DC/AC轉(zhuǎn)換電路與控制模塊、高頻大功率與數(shù)據(jù)連接器、高頻大功率與數(shù)據(jù)線和無線充電線圈模塊。
【專利說明】一種無線充電發(fā)射器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種無線充電發(fā)射器，尤其涉及無線充電發(fā)射器中的高頻大功率與數(shù) 據(jù)信號的電連接方法與連接器。
【背景技術(shù)】
[0002] 無線充電功能的技術(shù)實現(xiàn)一般采用"將直流電轉(zhuǎn)換為高頻交流電，然后讓交流電 驅(qū)動發(fā)射線圈傳遞交變電磁能給接收線圈，然后再將接受線圈感應(yīng)到的交流電整流為直 流電并穩(wěn)壓后給接收設(shè)備供電"的方式，因此要實現(xiàn)完整無線充電功能需要包括無線充電 發(fā)射器和無線充電接收器兩個分離的部分，其中無線充電發(fā)射器的實現(xiàn)方式如申請?zhí)枮?CN200510030239 和 CN201110020352 所展示。
[0003] 在無線充電發(fā)射器產(chǎn)品的具體實現(xiàn)上，一般分為將市電降壓到低壓直流的適配 器、直流電源輸電線、無線充電發(fā)射電路模塊、無線充電線圈模塊四個部分，所述直流電源 輸電線為只適合傳導(dǎo)功率直流電與低頻信號交流電的常規(guī)電線，而不適合傳遞較高頻率的 功率能量，比如USB線或者DC電源線，而所述無線充電發(fā)射電路模塊與無線充電線圈模塊 之間米用直接焊接的方式，而且兩者之間會在同一個外殼內(nèi)或同一組機(jī)械相連的外殼內(nèi)完 成固定，如專利文獻(xiàn)CN201220552440所揭示的就是現(xiàn)有絕大多數(shù)無線充電發(fā)射器產(chǎn)品的 實現(xiàn)方式。還有某些無線充電發(fā)射器產(chǎn)品將適配器與無線充電發(fā)射電路模塊、無線充電線 圈模塊組裝在一個外殼內(nèi)，從而取消了直流電源輸電線，如專利文獻(xiàn)CN201220725129所揭 /_J、1 〇
[0004] 傳統(tǒng)無線充電器厚度往往超過8mm，最高可以達(dá)到15mm，放在桌子上、扶手上、墻 面上等會非常突出，這樣會影響用戶的日?；顒?，以及有時候會造成事故，比如會阻礙人手 活動和導(dǎo)致茶杯誤放時候內(nèi)部的茶水傾灑出來。因此在餐廳、會議室、酒店、候機(jī)廳等公共 場合，以及在住家內(nèi)的茶幾、休息座椅等地方，如果需要將無線充電器固定在桌子或椅子等 表面，同時無線充電器只微微突出桌子或椅子表面，傳統(tǒng)無線充電器廠商的技術(shù)人員與相 關(guān)的木工等人員，很自然會建議用戶或者選擇在桌子或椅子上挖一個直徑超過5cm甚至 15cm的洞，然后將無線充電器埋入洞內(nèi)。當(dāng)無線充電器埋入洞內(nèi)以后，再從洞的內(nèi)部用螺絲 等固定，最后插上DC電源線進(jìn)行供電，從而實現(xiàn)桌面或者椅子等表面升級無線充電功能。 為了在安裝完畢后，讓接縫處被遮蓋起來甚至實現(xiàn)一定程度的防水，某些專門用于此類場 合的傳統(tǒng)無線充電器的邊緣會設(shè)計一個大于洞直徑的外緣，因此在安裝完成后無線充電器 還會突出桌子或椅子等的外表面2到3_。如附圖6所示的QiPOWER TRX公司出品的無線 充電器，就代表了傳統(tǒng)無線充電器技術(shù)人員的普遍思路和做法。
[0005] 這種實施方式在電子技術(shù)上無需突破就能實現(xiàn)，而且不論DC供電線還是無線充 電器都十分成熟，因此無需進(jìn)行創(chuàng)新或發(fā)明就能夠?qū)崿F(xiàn)。唯一所要做的只是讓挖的孔盡量 小，以減少對桌面或者椅子等表面的破壞已經(jīng)降低工程量，因此傳統(tǒng)無線充電器的工程師 必須盡可能縮小無線充電器的橫向尺寸。但是傳統(tǒng)無線充電器電路板尺寸的極限是4cm直 徑，加上外殼后會達(dá)到5cm直徑，因此在桌面上挖孔至少是5cm直徑。
[0006] 雖然傳統(tǒng)無線充電器工程師努力縮小產(chǎn)品的橫向尺寸，但是依然有至少5cm的挖 孔寬度，很明顯這樣的實施方法在改造家具方面的實施難度很高，同時還會破壞桌子或椅 子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并不適用于已經(jīng)銷售的家具改裝。即使是家具廠出產(chǎn)新產(chǎn)品，如果采用這種 做法來實現(xiàn)新產(chǎn)品升級，也會大幅度增加產(chǎn)品的生產(chǎn)成本以及經(jīng)營風(fēng)險，因此不具有廣泛 的推廣價值。
[0007] 以及站在用戶使用的角度，希望無線充電使用過程中溫度盡量低，而不是有明顯 的發(fā)熱。由于多數(shù)桌子和椅子是木質(zhì)等導(dǎo)熱性差的材料，采用上述方法將無線充電器埋入 桌子或者椅子以后，會將無線充電器電路板等產(chǎn)生的熱量集中起來再向外表面?zhèn)鬟f，導(dǎo)致 上述方法安裝后的無線充電溫升高于普通放在桌面上進(jìn)行無線充電的溫升，達(dá)到30°C甚至 5攝氏度的充電溫升，也就是說環(huán)境溫度25攝氏度時候，充電設(shè)備的溫度會高達(dá)55°C甚至 70°C，這是很危險和不會被用戶接受的！ 因此傳統(tǒng)無線充電器通過挖洞埋入桌面或者椅子等表面的方式是不具有可行性的，也 是很危險的。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008] 本發(fā)明揭示了一種低溫升、厚度非常薄、而且可以實現(xiàn)防水功能的無線充電器實 現(xiàn)方法，并且此發(fā)明能夠讓用戶只需在家具表面鉆出一個直徑5_以內(nèi)用于穿線的小孔， 就能夠?qū)崿F(xiàn)在桌面上固定一個引線不可見、突出桌面厚度低于2_、充電溫升只有1(TC的 無線充電器。相比傳統(tǒng)無線充電器的厚度減少75%以上，同時充電溫升降低50%以上。
[0009] 首先，本發(fā)明摒棄傳統(tǒng)無線充電器將DC/AC轉(zhuǎn)換電路與控制模塊板與無線充電線 圈模塊固定在一個外殼內(nèi)的做法，將DC/AC轉(zhuǎn)換電路與控制模塊板與無線充電線圈模塊， 通過一條高頻大功率與數(shù)據(jù)信號的高頻大功率與數(shù)據(jù)線連接起來。其中，所述高頻大功率 與數(shù)據(jù)線直徑小于5mm，可以穿過上述用于穿線的小孔。
[0010] 然后，由于DC/AC轉(zhuǎn)換電路與控制模塊板和無線充電線圈模塊的尺寸很大，不能 穿過5mm直徑的小孔，因此在上述高頻大功率與數(shù)據(jù)線的一端焊接有一個支持高頻大功率 與數(shù)據(jù)信號的小尺寸連接器一個部件，而上所述連接器的另一個部件焊接在DC/AC轉(zhuǎn)換電 路與控制模塊板或者無線充電線圈模塊上。所述連接器分為插頭和插座兩個部件，其中至 少有一個部分能夠穿過上述穿線的小孔，也就是說其最大橫向尺寸小于5mm。
[0011] 假設(shè)上述連接器的插頭部分尺寸更小且最大橫向尺寸小于5mm，并且焊接在上述 高頻大功率與數(shù)據(jù)線的一端，而所述高頻大功率與數(shù)據(jù)線的另一端焊接在無線充電線圈模 塊的底部；同時，上述連接器的插座部分焊接在DC/AC轉(zhuǎn)換電路與控制模塊板上。
[0012] 最后，將上述連接器的插頭從家具外表面向內(nèi)穿過上述的小孔，帶著上述高頻大 功率與數(shù)據(jù)線也穿過所述的小孔，再接著在無線充電線圈模塊的底部涂抹一定的膠水就 可以實現(xiàn)長期可靠且防進(jìn)水進(jìn)灰的固定了；然后將所述插頭插入上述插座內(nèi)，然后將DC/ AC轉(zhuǎn)換電路與控制模塊板與供電電源進(jìn)行連接，就完成了全套無線充電器產(chǎn)品的組裝和安 裝。
[0013] 其中，無線充電線圈模塊由于不含DC/AC轉(zhuǎn)換電路與控制模塊板，而且與所述高 頻大功率與數(shù)據(jù)線的焊接部分可以密封，因此其本身的防護(hù)性能很好；而且由于無線充電 線圈模塊的橫線尺寸遠(yuǎn)大于上述小孔，因此固定在家具表面后有大面積的家具表面可以提 供力學(xué)支撐和粘合，因此無需螺絲等方式進(jìn)行加固，避免了對家具的二次破壞。
[0014] 相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明對家具的改造十分輕微和容易實施，而且不會破壞家具現(xiàn) 有的結(jié)構(gòu)；以及本發(fā)明將發(fā)熱最嚴(yán)重的DC/AC轉(zhuǎn)換電路與控制模塊板移到了遠(yuǎn)離無線充電 區(qū)域甚至人們?nèi)粘Ｉ钣|碰區(qū)域的地方，而且還可以實現(xiàn)360°的空間散熱以降低DC/AC 轉(zhuǎn)換電路與控制模塊板的溫度；同時采用配套設(shè)計的無線充電線圈模塊，實現(xiàn)無線充電區(qū) 域突出家具表面小于2_且防水防塵的外觀結(jié)構(gòu)設(shè)計，滿足消費(fèi)者視覺的審美要求和降低 無線充電器損壞或被破壞的幾率。
[0015] 附圖1是本發(fā)明模塊分部與連接關(guān)系的說明附圖。
[0016] 附圖2是本發(fā)明涉及的安裝固定與裝配實施例示意圖。
[0017] 附圖3是本發(fā)明涉及的高頻大功率與數(shù)據(jù)信號連接器的第一種實施例示意圖。
[0018] 附圖4是本發(fā)明涉及的高頻大功率與數(shù)據(jù)信號連接器的第二種實施例示意圖。 [0019] 附圖5是本發(fā)明涉及的高頻大功率與數(shù)據(jù)信號連接器的第三種實施例示意圖。
[0020] 附圖6是傳統(tǒng)無線充電器埋入家具的實施方法示意圖。
[0021] 如附圖1所示，本發(fā)明的實現(xiàn)方式為DC/AC轉(zhuǎn)換電路與控制模塊（1.0)，然后DC/ AC轉(zhuǎn)換電路與控制模塊（1.0)的輸出端連接著高頻大功率與數(shù)據(jù)連接器（1.2)的插座部 分，而高頻大功率與數(shù)據(jù)連接器（1. 2)的插頭部分焊接在高頻大功率與數(shù)據(jù)線（1. 3)的一 端，與高頻大功率與數(shù)據(jù)線形成一體（1. 1 )，而高頻大功率與數(shù)據(jù)線（1. 3)的另一端與無線 充電線圈模塊（1.4)焊接在一起。從而實現(xiàn)電能從工頻高壓電轉(zhuǎn)換為低壓直流，再轉(zhuǎn)換為 高頻交流，最后傳遞給無線充電線圈模塊（1. 4)發(fā)射給無線充電接收設(shè)備。
[0022] 如附圖1所示的實現(xiàn)方法，還可以將高頻大功率與數(shù)據(jù)線（1. 3)與DC/AC轉(zhuǎn)換電 路與控制模塊（1. 0)預(yù)先焊接在一起，并且高頻大功率與數(shù)據(jù)線（1. 3)另一頭焊接有高頻 大功率與數(shù)據(jù)連接器（1. 2)的插座部分，同時將高頻大功率與數(shù)據(jù)連接器（1. 2)的插頭部 分與無線充電線圈模塊（1.4)焊接在一起。這樣也能實現(xiàn)無線充電能量傳遞的功能。
[0023] 如附圖1所示的實現(xiàn)方法，高頻大功率與數(shù)據(jù)連接器（1. 2)的插頭部分和插座部 分可以相互調(diào)換，選擇方式是與無線充電線圈模塊（1.4)在出廠時預(yù)先電連接的部分，最小 外徑小于另一部分。
[0024] 如附圖2所示，是所述無線充電器固定在桌子上的方法，其中無線充電線圈模塊 (2. 1)的引線（2. 5)部分在其正下方出線。首先，在桌子（2. 2)上用電鉆等設(shè)備，鉆一個微 小的通孔，假定高頻大功率與數(shù)據(jù)連接器的插頭（2. 4)部分比插座（2. 3)部分直徑小，那么 鉆孔的孔徑略大于高頻大功率與數(shù)據(jù)連接器的插頭（2. 4)部分即可。然后，將高頻大功率 與數(shù)據(jù)連接器的插頭（2. 4)部分從桌面上方插入，穿過所述的鉆孔，然后將無線充電線圈模 塊（2. 1)覆蓋在所述鉆孔上。接著，將DC/AC轉(zhuǎn)換電路與控制模塊（2.0)與高頻大功率與數(shù) 據(jù)連接器的插頭（2. 4 )部分連接起來。最后，將DC/AC轉(zhuǎn)換電路與控制模塊（2. 0 )與電源相 連。這樣無線充電器系統(tǒng)完成安裝。如果為了讓安裝更為牢靠，可以在無線充電線圈模塊 (2. 1)的下方事先涂抹膠水，實現(xiàn)非常穩(wěn)固的安裝，以及有利于防水防塵。
[0025] 由于無線充電線圈模塊（2. 1)的厚度非常薄，因此安裝后，不會對日常生活有負(fù)面 的影響。
[0026] 如附圖3所示，揭示了本發(fā)明一種高頻大功率與數(shù)據(jù)連接器的實現(xiàn)方式。采用類 似多端子耳機(jī)插頭與插座的形式，每一個接觸端子分別與不同的電路實現(xiàn)電連接，比如其 中接觸端子（3. 1)和接觸端子（3. 2)接數(shù)據(jù)電纜，接觸端子（3. 3)和接觸端子（3. 4)接高頻 大功率電纜。由于耳機(jī)插頭是同軸的形式，因此這樣連接既可以實現(xiàn)可靠的電連接，又可以 保證數(shù)據(jù)信號與高頻大功率信號不會相互影響，避免了無線充電器工作失效。其中，數(shù)據(jù)電 纜承擔(dān)直流供電和數(shù)字信號傳輸?shù)墓δ堋?br>
[0027] 如附圖4所示，揭示了本發(fā)明一種高頻大功率與數(shù)據(jù)連接器的實現(xiàn)方式。在附圖3 揭示的實現(xiàn)方式基礎(chǔ)上，在插座（4. 1)的外殼上設(shè)計有一個卡凸部裝置（4. 3)，同時在插頭 (4. 2)的對應(yīng)位置設(shè)計有卡槽（4. 4)。當(dāng)安裝時候?qū)⒉孱^（4. 2)插入插座（4. 1)時，卡凸部 裝置（4. 3)自動扣緊卡槽（4. 4)，這樣就可以實現(xiàn)插座（4. 1)與插頭（4. 2)在長期使用過程 中，不會出現(xiàn)非人為因素的松脫，同時保證電連接的低電阻特性。
[0028] 如附圖5所示，揭示了本發(fā)明一種高頻大功率與數(shù)據(jù)連接器（5.0)的實現(xiàn)方式。在 附圖4揭示的實現(xiàn)方式基礎(chǔ)上，在插頭（5. 2)的邊緣，設(shè)計有橡膠密封圈（5. 3)，并且在插頭 (5. 1)的對應(yīng)位置設(shè)計有密封圈槽位（5. 4)。當(dāng)安裝時候?qū)⒉孱^（5. 2)插入插座（5. 1)時， 橡膠密封圈（5. 3)與密封圈槽位（5. 4)緊密接合，從而實現(xiàn)防水防塵功能。
[0029] 如圖6所示，傳統(tǒng)的無線充電器產(chǎn)品，為了加強(qiáng)緊固和美觀的目的，往往設(shè)計有一 個帶有凸緣的上蓋結(jié)構(gòu)（6. 1)和用于螺絲緊固的機(jī)械結(jié)構(gòu)（6. 6)，同時在上蓋結(jié)構(gòu)下方盡 可能小尺寸地設(shè)計DC/AC轉(zhuǎn)換電路與控制模塊以及配套的無線充電線圈模塊（6.0)。當(dāng)在 家具（6. 2)表面挖了一個很大的洞以后，將無線充電器放入洞中進(jìn)行性螺絲緊固，然后插上 DC電源進(jìn)行供電。DC電源由適配器將交流工頻電轉(zhuǎn)為DC直流電后，通過DC電源線（6. 5) 到DC接頭（6. 4)，在經(jīng)過DC插座（6. 3)傳遞給DC/AC轉(zhuǎn)換電路與控制模塊。
【權(quán)利要求】
1. 一種新型無線充電發(fā)射器，包括DC/AC轉(zhuǎn)換電路與控制模塊、高頻大功率與數(shù)據(jù)連 接器、高頻大功率與數(shù)據(jù)線和無線充電線圈模塊四個部分組成，其特征在于， 所述DC/AC轉(zhuǎn)換電路上設(shè)計有多個焊盤，分別對應(yīng)高頻大功率與直流信號的電路； 所述高頻大功率與數(shù)據(jù)連接器分為插座和插頭兩個分開的結(jié)構(gòu)件； 所述高頻大功率與數(shù)據(jù)線由高頻大功率電纜與直流信號電線兩個小部分組成； 所述高頻大功率與數(shù)據(jù)連接器的插座和插頭兩個分開的結(jié)構(gòu)件，分別與所述DC/AC轉(zhuǎn) 換電路與控制模塊以及所述高頻大功率與數(shù)據(jù)線進(jìn)行電連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的無線充電發(fā)射器，所述高頻大功率與數(shù)據(jù)線的一端與所述無 線充電線圈模塊焊接在一起，而另一端與所述插頭和插座中較小的結(jié)構(gòu)件焊接在一起，從 而實現(xiàn)所述插頭和插座中較小的結(jié)構(gòu)件與所述無線充電線圈模塊的電連接； 而所述DC/AC轉(zhuǎn)換電路與控制模塊會與所述插頭和插座中外徑較大的結(jié)構(gòu)件焊接在 一起。
3. 如權(quán)利要求1和2所述的無線充電發(fā)射器，所述高頻大功率與數(shù)據(jù)線的一端與所述 DC/AC轉(zhuǎn)換電路焊接在一起，而另一端與所述插頭和插座中較大的結(jié)構(gòu)件焊接在一起，從而 實現(xiàn)所述插頭和插座中較大的結(jié)構(gòu)件與所述DC/AC轉(zhuǎn)換電路的電連接； 而所述無線充電線圈模塊與控制模塊會與所述插頭和插座中外徑較小的結(jié)構(gòu)件焊接 在一起。
4. 如權(quán)利要求1到3所述的無線充電發(fā)射器，所述插座和插頭兩個分開的結(jié)構(gòu)件對應(yīng) 設(shè)計有多個電連接接觸點和焊接點，與所述高頻大功率與數(shù)據(jù)線焊接在一起的結(jié)構(gòu)件的焊 接點分別與所述高頻大功率與數(shù)據(jù)線內(nèi)的高頻大功率電纜與直流信號電線進(jìn)行電連接，而 與所述DC/AC轉(zhuǎn)換電路焊接在一起的結(jié)構(gòu)件的焊接點分別與所述DC/AC轉(zhuǎn)換電路上對應(yīng)的 焊盤進(jìn)行焊接。
5. 如權(quán)利要求1到4所述的無線充電發(fā)射裝置，所述插座和插頭兩個分開的結(jié)構(gòu)件上 設(shè)計有卡凸部與對應(yīng)的卡槽，當(dāng)插座與插頭連接時候，卡凸部卡入卡槽內(nèi)，實現(xiàn)插座與插頭 的機(jī)械固定。
6. 如權(quán)利要求1到5所述的無線充電發(fā)射裝置，所述插座和插頭兩個分開的結(jié)構(gòu)件上 設(shè)計有密封圈與對應(yīng)的密封圈槽位，當(dāng)插座與插頭連接時候，密封圈塞入密封圈槽位內(nèi)，實 現(xiàn)防水防塵。
【文檔編號】H02J17/00GK104124784SQ201410357914
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】邢益濤 申請人:邢益濤