本發(fā)明涉及一種無線充電裝置，尤其是一種用于給可植入人體內(nèi)部的可充電式植入醫(yī)療裝置進行充電的無線充電裝置。

背景技術(shù)：

植入醫(yī)療裝置種類多樣、應(yīng)用范圍廣泛，如心臟起搏器和脊髓刺激器、植入式神經(jīng)刺激器等。市場上已有的植入式醫(yī)療產(chǎn)品多采用高能量密度的鋰原電池進行供電，壽命大多較短。近年來，隨著無線技術(shù)和鋰充電電池技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)壽命更長的可充電的植入式醫(yī)療裝置產(chǎn)品已經(jīng)成為未來發(fā)展的主流趨勢。

植入式醫(yī)療裝置植入患者體內(nèi)，與體外充電裝置間有皮膚等組織隔離，需要采用經(jīng)皮無線充電方式。該充電方式一般基于電磁耦合原理，利用電磁場穿透人體皮膚向植入式醫(yī)療裝置傳遞能量。為了提高充電效率，需要直接貼在人體皮膚上，且充電初級線圈位于靠近人體皮膚一側(cè)。充電初級線圈在充電過程中，由于自身的電阻會產(chǎn)生熱量，同時由于部分充電器采用大電流快速充電，導(dǎo)致發(fā)熱量很大，使人體直觀感受到了充電時的溫度升高，影響用戶體驗，甚至可能燙傷皮膚。

另外，目前采用的措施是檢測外殼溫度，若超過閥值，則充電器停止充電。但是這不利于延長快速充電時間。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于給可充電式植入醫(yī)療裝置進行充電的無線充電裝置，該無線充電裝置充電效率高，能夠降低靠近初級線圈的外殼的外表面的溫度和溫升速度，提高使用者的體驗感覺。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種無線充電裝置，包括：外殼，設(shè)置于外殼內(nèi)用于給植入體內(nèi)的醫(yī)療裝置充電的充電發(fā)熱組件，所述外殼具有靠近皮膚的底部以及相對的頂部，所述充電發(fā)熱組件臨近所述底部設(shè)置，所述充電發(fā)熱組件與所述底部之間設(shè)置空氣間隙。

作為本發(fā)明一實施方式的進一步改進，所述外殼頂部和底部由不同的材料構(gòu)成，構(gòu)成頂部的材料的導(dǎo)熱率大于構(gòu)成底部的材料的導(dǎo)熱率。

作為本發(fā)明一實施方式的進一步改進，所述無線充電裝置還包括設(shè)置于外殼內(nèi)的支架，所述充電發(fā)熱組件支撐在所述支架上，空氣間隙設(shè)置于所述支架與所述底部之間。

作為本發(fā)明一實施方式的進一步改進，所述外殼還包括與所述底部間隔設(shè)置的內(nèi)殼，所述空氣間隙設(shè)置于所述底部和內(nèi)殼之間。

作為本發(fā)明一實施方式的進一步改進，所述充電發(fā)熱組件支撐于所述內(nèi)殼上。

作為本發(fā)明一實施方式的進一步改進，所述充電發(fā)熱組件包括用于充電能量發(fā)射的初級線圈以及與初級線圈間隔設(shè)置的PCB組件和電池。

作為本發(fā)明一實施方式的進一步改進，所述初級線圈背向所述底部的一側(cè)設(shè)置磁屏蔽層。

作為本發(fā)明一實施方式的進一步改進，所述外殼的底部由塑料構(gòu)成，所述外殼的頂部由金屬構(gòu)成。

作為本發(fā)明一實施方式的進一步改進，所述充電發(fā)熱組件與所述頂部之間設(shè)置導(dǎo)熱材料層。

作為本發(fā)明一實施方式的進一步改進，所述導(dǎo)熱材料層構(gòu)造為石墨片層、銅片層或者鋁合金材料層。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：通過在充電發(fā)熱組件與外殼的底部之間設(shè)置空氣間隙，能夠?qū)崿F(xiàn)更好地散熱，從而降低無線充電裝置靠近人體側(cè)的溫度。另外，在增加充電發(fā)熱組件下部的熱阻的同時，減小充電發(fā)熱組件上部的熱阻，從而改變熱流量分配，充電發(fā)熱組件產(chǎn)生的熱量通過導(dǎo)熱材料層的傳導(dǎo)，向無線充電裝置外側(cè)散熱，從而大大減少了流向充電發(fā)熱組件所在側(cè)外殼的熱流量，降低了外表面的溫度和溫升速度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明優(yōu)選的第一實施方式中無線充電裝置的剖視圖；

圖2是本發(fā)明優(yōu)選的第二實施方式中無線充電裝置的剖視圖。

具體實施方式

以下將結(jié)合附圖所示的具體實施方式對本發(fā)明進行詳細描述。但這些實施方式并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。

本發(fā)明提供的無線充電裝置用于給可充電式植入醫(yī)療裝置進行充電，可充電式植入醫(yī)療裝置適用于植入式腦深部電刺激系統(tǒng)（DBS）、植入式腦皮層刺激系統(tǒng)（CNS）、植入式脊髓電刺激系統(tǒng)（SCS）、植入式骶神經(jīng)電刺激系統(tǒng)（SNS）、植入式迷走神經(jīng)電刺激系統(tǒng)（VNS）等其它類似的刺激系統(tǒng)?？沙潆娛街踩脶t(yī)療裝置使用時植入患者體內(nèi)，用于對患者施加脈沖電刺激。

如圖1所示，本發(fā)明無線充電裝置優(yōu)選的第一實施例，該無線充電裝置100包括外殼20，設(shè)置于外殼20內(nèi)的充電發(fā)熱組件，其中外殼20具有靠近皮膚的底部203以及相對的頂部201，頂部201和底部203之間構(gòu)成外殼20的側(cè)部202。充電發(fā)熱組件臨近底部203設(shè)置。具體的，外殼20內(nèi)設(shè)置支架30，支架30設(shè)置在臨近底部203的位置并且和底部203之間具有空氣間隙22，充電發(fā)熱組件支撐在支架30上，從而使得充電發(fā)熱組件和底部203之間也具有空氣間隙22。因空氣的熱導(dǎo)率極低，設(shè)置空氣間隙22可以大大的減少充電發(fā)熱組件上產(chǎn)生的熱量傳遞到外殼20的底部203。進一步的，可以將底部203的材質(zhì)構(gòu)造為塑料或者其它熱導(dǎo)率較低的材料，如此便可以進一步減少傳導(dǎo)到外殼底部203的熱量，另外，支架30的材質(zhì)也可以構(gòu)造為塑料或者其它熱導(dǎo)率較低的材料，充電發(fā)熱組件上產(chǎn)生的熱量會較少的通過支架30來傳導(dǎo)。這樣，便可以通過增加充電發(fā)熱組件下部的熱阻的方式減少熱量到外殼底部203的傳遞。

本實施例中進一步的，充電發(fā)熱組件上部設(shè)置導(dǎo)熱墊80，導(dǎo)熱墊80與外殼的頂部201之間設(shè)置導(dǎo)熱材料層90，導(dǎo)熱材料層90由高熱導(dǎo)率材料構(gòu)成，如此，充電發(fā)熱組件產(chǎn)生的熱量經(jīng)導(dǎo)熱墊80傳到導(dǎo)熱材料層90，在導(dǎo)熱材料層90上熱流量沿著水平方向迅速擴散，同時傳導(dǎo)至外殼的頂部201到達周圍環(huán)境。優(yōu)選的，外殼的頂部201的材質(zhì)構(gòu)造為金屬或者其它熱導(dǎo)率高的材料，這樣，便可以通過減小充電發(fā)熱組件上部的熱阻的方式增大熱量到外殼頂部201的傳遞。

通過上述的增加充電發(fā)熱組件下部的熱阻以及減小充電發(fā)熱組件上部的熱阻的方式，可以改變熱流量分配，使得充電發(fā)熱組件產(chǎn)生的熱量大部分流向充電發(fā)熱組件的上部，大大的減少了流向外殼底部203的熱量，降低了外殼底部203的溫度和溫升速度，提高使用者的體驗感覺。

具體的，本實施例中充電發(fā)熱組件包括支撐在支架上的印刷電路板（PCB）組件60、初級線圈40以及電池70，其中印刷電路板（PCB）組件60和電池70分布于初級線圈40的兩側(cè)，初級線圈40即是給植入體內(nèi)的醫(yī)療裝置進行充電的充電發(fā)射線圈。初級線圈40臨近外殼的底部203設(shè)置，如此，當無線充電裝置100給植入醫(yī)療裝置充電的時候，無線充電裝置100直接貼在人體皮膚上或者單衣上，初級線圈40距離植入醫(yī)療裝置的位置更近，從而提高充電效率。

進一步的，初級線圈40的背面，也就是背向外殼底部203的那一面設(shè)置磁屏蔽層50，磁屏蔽層50的主要作用為：一方面，對初級線圈40進行電磁屏蔽，從而避免體初級線圈40無線能量發(fā)射的過程中，在高熱導(dǎo)材料90上產(chǎn)生渦流從而產(chǎn)生熱量；另一方面，將初級線圈40充電過程中產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至外殼頂部201，以通過外殼頂部201向周圍空氣中散熱。磁屏蔽層50一般采用非金屬材料制備，優(yōu)選的，磁屏蔽層50采用導(dǎo)電碳材料，例如碳纖維、碳納米管等。

印刷電路板（PCB）組件60一般包括印刷電路板601以及設(shè)置于印刷電路板上的高發(fā)熱器件602，導(dǎo)熱墊80設(shè)置于磁屏蔽層50以及印刷電路板（PCB）組件60上，導(dǎo)熱墊80連接至導(dǎo)熱材料層90。初級線圈40產(chǎn)生的熱量大部分經(jīng)過磁屏蔽層50及導(dǎo)熱墊80傳到導(dǎo)熱材料層90，在導(dǎo)熱材料層90上熱流量沿著水平方向迅速擴散，同時傳導(dǎo)至外殼頂部201到達周圍環(huán)境。同理，PCB上高發(fā)熱器件602產(chǎn)生的熱量大部分經(jīng)由導(dǎo)熱墊80傳到至導(dǎo)熱材料層90及外殼頂部201，最終到達周圍環(huán)境中。電池70也是發(fā)熱器件之一，無線充電裝置內(nèi)的電池70同樣可以通過高熱導(dǎo)材料層90向外側(cè)散熱。本實施例中優(yōu)選的，導(dǎo)熱材料層90包括石墨片、銅片等。

本發(fā)明無線充電裝置優(yōu)選的第一實施例中，通過合理配置無線充電裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，將印刷電路板（PCB）組件60、電池70、初級線圈40等充電發(fā)熱組件設(shè)置于支架30上，支架30與外殼的底部203之間存在空氣間隙22，且充電發(fā)熱組件上設(shè)置有高導(dǎo)熱材料層90，這樣改變了充電發(fā)熱組件熱流量分配，因空氣間隙22傳遞的熱量少，高導(dǎo)熱材料層90能迅速將充電發(fā)熱組件產(chǎn)生的熱量向無線充電裝置外殼的頂部201外側(cè)散熱，從而大大減少了流向初級線圈40臨近的外殼的底部203的熱流量，降低了外表面的溫度和溫升速度，這種結(jié)構(gòu)不僅改變了熱流量分配，還提高了散熱效果。

如圖2所示，本發(fā)明無線充電裝置優(yōu)選的第二實施例，該無線充電裝置200包括外殼20a，設(shè)置于外殼20a內(nèi)的充電發(fā)熱組件，其中外殼20a具有靠近皮膚的底部203a以及相對的頂部201a，連接在頂部201a和底部203a之間的為外殼20a的側(cè)部202a，充電發(fā)熱組件臨近底部203a設(shè)置。具體的，外殼還包括內(nèi)層204a，充電發(fā)熱組件支撐在內(nèi)層204a底部上，從而使得充電發(fā)熱組件和外殼的底部203a之間也具有空氣間隙22a，或者可以說外殼20a的側(cè)部和底部構(gòu)造為雙層殼體，雙層殼體之間設(shè)置空氣間隙。因空氣的熱導(dǎo)率極低，設(shè)置空氣間隙22a可以大大的減少充電發(fā)熱組件上產(chǎn)生的熱量傳遞到外殼的底部203a。進一步的，可以將外殼的底部203a的材質(zhì)構(gòu)造為塑料或者其它熱導(dǎo)率較低的材料，如PC材料(聚碳酸酯)、ABS樹脂等等，如此便可以進一步減少傳導(dǎo)到外殼的底部203a的熱量，另外，內(nèi)層204a底部的材質(zhì)也可以構(gòu)造為塑料或者其它熱導(dǎo)率較低的材料，充電發(fā)熱組件上產(chǎn)生的熱量會較少的通過內(nèi)層204a來傳導(dǎo)。這樣，便可以通過增加充電發(fā)熱組件下部的熱阻的方式減少熱量到外殼底部203a的傳遞。

本實施例中進一步的，充電發(fā)熱組件上部設(shè)置導(dǎo)熱材料層90a，導(dǎo)熱材料層90a與外殼的頂部201a直接接觸，如此，充電發(fā)熱組件產(chǎn)生的熱量經(jīng)導(dǎo)熱材料層90a直接傳導(dǎo)至外殼的頂部201a到達周圍環(huán)境。優(yōu)選的，導(dǎo)熱材料層90a構(gòu)造為具有高熱導(dǎo)率的材料，如鋁合金材料、銅片等等。外殼的頂部201a的材質(zhì)構(gòu)造為金屬或者其它熱導(dǎo)率高的材料，如鋁合金6061。這樣，便可以通過減小充電發(fā)熱組件上部的熱阻的方式增大熱量到外殼頂部201a的傳遞。

具體的，本實施例中充電發(fā)熱組件包括設(shè)置在內(nèi)層底部的印刷電路板（PCB）組件60a、初級線圈40a，其中印刷電路板（PCB）組件60a和初級線圈40a并排布置，初級線圈40a即是給植入體內(nèi)的醫(yī)療裝置進行充電的充電發(fā)射線圈。初級線圈40a臨近外殼的底部203a設(shè)置，如此，當無線充電裝置給植入醫(yī)療裝置充電的時候，無線充電裝置直接貼在人體皮膚上或者單衣上，初級線圈40a距離植入醫(yī)療裝置的位置較近，從而提高充電效率。

進一步的，初級線圈40a的背面，也就是背向外殼底部203a的那一面設(shè)置磁屏蔽層50a，設(shè)置磁屏蔽層50a的作用與第一實施例相同，這里不再贅述。印刷電路板（PCB）組件60a包括印刷電路板（PCB）601a、用于支撐印刷電路板601a的支撐件以及設(shè)置于印刷電路板上的高發(fā)熱器件602a，導(dǎo)熱材料層90a設(shè)置于磁屏蔽層50a以及印刷電路板（PCB）組件60a上，初級線圈40a產(chǎn)生的熱量大部分經(jīng)過磁屏蔽層50a傳到導(dǎo)熱材料層90a，在導(dǎo)熱材料層90a上熱流量沿著水平方向迅速擴散，同時傳導(dǎo)至外殼頂部201a到達周圍環(huán)境。同理，PCB上高發(fā)熱器件602a產(chǎn)生的熱量大部分經(jīng)由導(dǎo)熱材料層90a及外殼頂部201a，最終到達周圍環(huán)境中。

本發(fā)明無線充電裝置優(yōu)選的第二實施例中，通過合理配置無線充電裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在無線充電裝置外殼側(cè)壁202a和底部203a設(shè)置有空氣間隙層，無線充電裝置頂部201a設(shè)置呈高導(dǎo)熱的外蓋，且充電發(fā)熱組件上設(shè)置有高導(dǎo)熱材料層，這樣改變了充電發(fā)熱組件熱流量分配，因空氣間隙層傳遞的熱量少，導(dǎo)熱材料層能迅速將充電發(fā)熱組件產(chǎn)生的熱量向無線充電裝置外殼20a的頂部201a散熱，從而大大減少了流向初級線圈40a所在側(cè)底部203a的熱流量，降低了底部203a表面的溫度和溫升速度，這種結(jié)構(gòu)不盡改變了熱流量分配，還提高了散熱效果。

應(yīng)當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當將說明書作為一個整體，各實施方式中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。

上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實施方式的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實施方式或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。