一种高效散热的无线充电器制造技术

本发明专利技术提供了一种具有高效散热结构的无线充电器，充电器具有外壳，所述外壳的整个表面设置有散热涂层,所述的散热涂层按下述方法加工而成：按溶液体积份数，由13～30％的二氧化硅溶胶、13～30％的氧化石墨烯分散液、40～75％的聚苯乙烯乳液组成液相涂料，且所述二氧化硅溶胶与氧化石墨烯分散液等体积；将待散热的载体浸入所述涂料中，8～10min后取出，取出时间≤10s，在室温下干燥；重复上述操作3次，干燥后在300℃下进行热处理，即得散热涂层。散热涂层能够将充电器内部热量通过外壳内表面的散热涂层传递到外壳外表面的散热特层，并传递到周围环境中，有效解决了无线充电设备发热的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种高效散热的无线充电器
本申请属于无线充电
，具体涉及一种高效散热的无线充电器。
技术介绍
当前许多终端设备(例如手机)都采用无线充电的方式为终端充电。即，无线充电器设置有能量发送线圈，待充电设备(例如手机)上设置有对应的能量接收线圈。能量发送线圈将能量发送给待充电设备上的能量接收线圈，然后通过待充电设备的接收装置转换成所需要的直流电源，从而对设备内的锂电池进行充电。无线充电设备在工作时，会无可避免的产生热量，为了避免设备在运行过程中产生的废热堆积从而损伤设备，甚至引起爆炸、火灾等危险。采用具有较高热传导率的材料将废热导出是常见手段。散热单元与外界的接触面积大小是影响其散热性能的重要因素，因此，在不改变设备原油结构的情况下，一般会追求散热单元的面积越大越好。但一般高热传导率的材料表面都是平滑疏水状态，与外界接触面积小；同时，现在的电子产品、机械设备都逐渐往轻薄短小化设计，传统过大的传热材料已不再适用。另外在终端设备进行无线充电时，若无线充电线圈中存在金属异物，则变化的磁场产生涡流，使得该金属异物消耗磁场能量并产生热量，最终会引起火灾等安全问题。目前市场上对无线充电装置的金属异物检测主要是通过检测发射端的功率损耗方式来实现的，其外围电路简单、易计算，但存在异物检测灵敏度难调节，误报、漏报等问题，同时在检测到异物时仅通过停止充电来规避问题，导致用户不清楚当前的充电状态，可能造成如用户以为在充电但实际上并没有充电等问题，造成用户体验差。造成上述问题的原因比较复杂，一方面是功率损耗法在逆变桥和发射线圈上的损耗功率不能通过直接测量方式获得，因此在计算功率损耗时形成的计算误差导致了金属异物的检测不够准确；另一方面，金属异物报警功率损耗的阈值设定会影响异物检测的灵敏度，而最优功率损耗阈值的确定在实现上难度大，需要通过大量的试验来积累丰富的经验值；同时，由于检测不够准确充电装置只有正常和非正常两个状态，用户无法对当前充电环境没有一个定量的认识；最后，由于受到环境的温度、湿度等影响，不同环境中同一设备的各元器件也可能出现误差，导致误报。
技术实现思路
为了解决上述问题，本申请首先提供了一种具有高效散热结构的无线充电器，并提供了一种无线充电异物检测方法，解决金属异物导致发热的问题。为实现上述申请目的，本申请第一方面公开了一种高效散热的无线充电器，充电器具有外壳，所述外壳的整个表面设置有散热涂层,所述的散热涂层按下述方法加工而成：按溶液体积份数，由13～30％的二氧化硅溶胶、13～30％的氧化石墨烯分散液、40～75％的聚苯乙烯乳液组成液相涂料，且所述二氧化硅溶胶与氧化石墨烯分散液等体积；将待散热的载体浸入所述涂料中，8～10min后取出，取出时间≤10s，在室温下干燥；重复上述操作3次，干燥后在300℃下进行热处理，即得散热涂层。可选地，所述二氧化硅溶胶的制备方法为：将正硅酸乙酯加入无水乙醇中，搅拌均匀后加入碱性催化剂，所述碱性催化剂为按体积比，浓氨水：氟化钠＝1:0.2混匀得到的混合溶液，45℃下搅拌12h，再加入乙烯基三乙氧基硅烷，得二氧化硅溶胶；其中，按体积份数，正硅酸乙酯：无水乙醇：碱性催化剂：硅烷偶联剂A-151＝10：50～120：2～5:1。可选地，所述氧化石墨烯分散液的制备方法为：按重量，将1份氧化石墨烯加入20～30份去离子水中，功率60W超声处理3h，即得氧化石墨烯分散液。可选地，所述聚苯乙烯乳液的制备方法为：将苯乙烯单体加入去离子水中，再加入失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚，充分搅拌形成乳液，所得乳液在70℃下通入氮气，再加入浓度为3％的过硫酸铵水溶液，聚合反应7h，得到聚苯乙烯乳液；其中，按重量份数，苯乙烯单体：去离子水：Tween80：过硫酸铵水溶液＝1:3～7：0.05～0.10：0.1～0.3。可选地，所述液相涂料按溶液体积份数，由22％的二氧化硅溶胶、56％的氧化石墨烯分散液、22％的聚苯乙烯乳液组成。可选地，外壳内部包括依次连接的能量发送电路和异物检测电路，所述能量发送电路，包括，串联的交变电源Us、能量发送线圈电感L、等效电容C和等效损耗电阻R；所述异物检测电路，包括，依次连接的转换模块和处理模块；所述转换模块的输入端与所述能量发送电路的等效电容C并联，所述转换模块用于将所述等效电容C的振荡电压信号转化为数字方波信号；所述处理模块，包括处理芯片，所述处理芯片的一个I/O引脚与所述转换模块的输出端连接，所述处理模块用于记录时间段T内所述数字方波信号的周期个数。一方面可以通过仅对能量发送线圈品质的检测来检测异物，能减少设备复杂度，提高检测精度；另一方面通过数字方波能够简便、准确地识别出无线充电线圈的品质因数，进一步提高检测精度；同时，由于准确地计算了线圈品质，还可以根据不同线圈品质进行分级别提示，减少误报，提升用户体验，还可以对提示信息进行自定义设置，提高装置对环境的适应能力，进一步提升用户体验。可选地，所述转换模块包括：稳压单元、比较转换单元和滤波单元；所述稳压单元包括，一个固定电压源、第一二极管和第二二极管，所述固定电压源、第一二极管和第二二极管依次串联，所述第二二极管与所述能量发送电路的等效电容C并联，所述并联交点端作为所述稳压单元的输出端。可选地，所述比较转换单元包括：电压比较器，参考电压子单元和输出子单元；所述电压比较器的第一输入端与所述稳压单元的输出端连接；所述电压比较器的第二输入端与所述参考电压子单元连接；所述电压比较器的输出端与所述输出子单元连接。可选地，所述参考电压子单元包括：第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和第二电阻与所述稳压单元中的固定电压源串联，所述第一电阻和所述第二电阻的连接端与所述电压比较器的第二输入端连接。可选地，所述输出子单元包括：输出电阻，所述输出电阻与所述电压比较器的输出端连接。可选地，所述滤波单元包括：滤波电容，所述滤波电容与所述比较转换单元的输出端连接，所述滤波电容与所述比较转换单元的输出端的连接端与所述处理芯片的I/O引脚连接。可选地，所述处理模块还包括：提示子模块，所述提示子模块用于根据不同的线圈电感L的品质因数进行分级别提示，所述分级别提示为不同的线圈电感L的品质因数提示不同的信息，所述线圈电感L的品质因数与所述周期个数成正比。可选地，所述分级别提示为：在充电装置上进行分级别提示和/或通过充电装置给被充电装置发送分级别提示信息和/或通过充电装置给用户终端发送分级别提示信息，所述被充电装置与用户终端为不同的装置。相应的，本申请也公开了一种无线充电异物检测方法，所述方法应用于第一方面任一的无线充电器中，该方法包括：发送一阶阶跃激励信号e(t)给所述交变电源Us；接收所述转换模块的输出端传来的数字方波信号；记录时间段T内所述数字方波信号的周期个数；根据所述周期个数计算所述能量发送线圈电感L的品质因数Q；在所述品质因数Q小于安全阈值的情况下，判断无线充电电路中存在金属异物。可选地，根据所述周期个数计算所述能量发送线圈电感L的品质因数Q，包括：通过以下公式计算品质因数Q，Q＝N·π/ln(u1/u2)，其中，N为所述周期个数，所述u1和u2分别为所述转换模块输入端在时间段T内的起始电压波峰峰值和结束电压波峰峰值。可选地，根据Q值的不同，对用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效散热的无线充电器，充电器具有外壳，其特征在于，所述外壳的整个表面设置有散热涂层,所述的散热涂层按下述方法加工而成：按溶液体积份数，由13～30％的二氧化硅溶胶、13～30％的氧化石墨烯分散液、40～75％的聚苯乙烯乳液组成液相涂料，且所述二氧化硅溶胶与氧化石墨烯分散液等体积；将待散热的载体浸入所述涂料中，8～10min后取出，取出时间≤10s，在室温下干燥；重复上述操作3次，干燥后在300℃下进行热处理，即得散热涂层。

【技术特征摘要】
1.一种高效散热的无线充电器，充电器具有外壳，其特征在于，所述外壳的整个表面设置有散热涂层,所述的散热涂层按下述方法加工而成：按溶液体积份数，由13～30％的二氧化硅溶胶、13～30％的氧化石墨烯分散液、40～75％的聚苯乙烯乳液组成液相涂料，且所述二氧化硅溶胶与氧化石墨烯分散液等体积；将待散热的载体浸入所述涂料中，8～10min后取出，取出时间≤10s，在室温下干燥；重复上述操作3次，干燥后在300℃下进行热处理，即得散热涂层。2.根据权利要求1所述的高效散热的无线充电器，其特征在于，所述二氧化硅溶胶的制备方法为：将正硅酸乙酯加入无水乙醇中，搅拌均匀后加入碱性催化剂，所述碱性催化剂为按体积比，浓氨水：氟化钠＝1:0.2混匀得到的混合溶液，45℃下搅拌12h，再加入乙烯基三乙氧基硅烷，得二氧化硅溶胶；其中，按体积份数，正硅酸乙酯：无水乙醇：碱性催化剂：硅烷偶联剂A-151＝10：50～120：2～5:1；所述氧化石墨烯分散液的制备方法为：按重量，将1份氧化石墨烯加入20～30份去离子水中，功率60W超声处理3h，即得氧化石墨烯分散液。3.根据权利要求1所述的高效散热的无线充电器，其特征在于，所述聚苯乙烯乳液的制备方法为：将苯乙烯单体加入去离子水中，再加入失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚，充分搅拌形成乳液，所得乳液在70℃下通入氮气，再加入浓度为3％的过硫酸铵水溶液，聚合反应7h，得到聚苯乙烯乳液；其中，按重量份数，苯乙烯单体：去离子水：Tween80：过硫酸铵水溶液＝1:3～7：0.05～0.10：0.1～0.3。4.根据权利要求1所述的高效散热的无线充电器，其特征在于，所述液相涂料按溶液体积份数，由22％的二氧化硅溶胶、56％的氧化石墨烯分散液、22％的聚苯乙烯乳液组成。5.根据权利要求1所述的高效散热的无线充电器，其特征在于，外壳内部包括依次连接的能量发送电路和异物检测电路，所述能量发送电路，包括，串联的交变电源Us、能量发送线圈电感L、等效电容C和等效损耗电阻R；所述异物检测电路，包括，依次连接的转换模块和处理模块；所述转换模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨利江，
申请(专利权)人：浙江泰米电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33