一種移動(dòng)終端的外殼溫度調(diào)整裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子設(shè)備，尤其涉及一種移動(dòng)終端的外殼溫度調(diào)整裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著智能手機(jī)內(nèi)部嵌入的模塊越來(lái)越多、使用的芯片頻率越來(lái)越高，并且手機(jī)厚度越來(lái)越薄，手機(jī)的發(fā)熱問(wèn)題成為技術(shù)開(kāi)發(fā)人員的技術(shù)難題，一直沒(méi)有得到有效的解決。很多機(jī)型在做大量的數(shù)據(jù)處理時(shí)都伴隨有嚴(yán)重的發(fā)熱發(fā)燙現(xiàn)象，直接影響使用體驗(yàn)。
[0003]現(xiàn)有的手機(jī)溫度調(diào)整機(jī)構(gòu)主要是針對(duì)手機(jī)內(nèi)部的散熱，通過(guò)設(shè)置散熱風(fēng)扇，風(fēng)扇吹出的風(fēng)將手機(jī)產(chǎn)生的熱量帶走，或者設(shè)置導(dǎo)熱片將電源或電機(jī)等區(qū)域產(chǎn)生的熱量導(dǎo)向機(jī)殼或機(jī)殼之外。上述的內(nèi)部散熱方式往往導(dǎo)致手機(jī)機(jī)殼的局部區(qū)域產(chǎn)生異常的高溫，使手機(jī)成為一個(gè)“燙手的山芋”。
[0004]而另一方面，在氣候較為寒冷的情況下，手機(jī)機(jī)殼容易受到外界溫度的影響，其表面溫度可能下降至較低，當(dāng)用戶握持手機(jī)進(jìn)行操作或者將手機(jī)貼至耳邊進(jìn)行通話時(shí)，手機(jī)表面的冰冷觸覺(jué)加重了其寒冷感覺(jué)，往往使其感到惱火，同樣影響用戶的使用體驗(yàn)。
[0005]因此，除了手機(jī)內(nèi)部芯片、電源等部件的散熱問(wèn)題需要得到重視之外，如何能靈活地調(diào)整手機(jī)表面的溫度，更好地滿足用戶的使用體驗(yàn)，同樣是用戶所密切關(guān)注的問(wèn)題，需要技術(shù)人員進(jìn)一步完善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述所指的現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，本發(fā)明提供一種移動(dòng)終端的外殼溫度調(diào)整裝置及方法，以使得在任何場(chǎng)景下移動(dòng)終端外殼可維持在一適宜的溫度下，改善用戶體驗(yàn)。
[0007]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種移動(dòng)終端的外殼溫度調(diào)整裝置，包括一熱電制冷器及一脈沖調(diào)制器，所述熱電制冷器由至少一半導(dǎo)體電偶對(duì)重復(fù)排列串聯(lián)而成，半導(dǎo)體電偶對(duì)安裝于兩片陶瓷基板之間，第一陶瓷基板與移動(dòng)終端的發(fā)熱部件相貼，第二陶瓷基板緊貼移動(dòng)終端的外殼或者以該第二陶瓷基板作為移動(dòng)終端的外殼；所述熱電制冷器的兩端接于一 H橋上，該H橋的輸入端分別與脈沖調(diào)制器的輸出端相接；所述外殼溫度調(diào)整裝置還包括一設(shè)置于第二陶瓷基板上的熱敏元件，該熱敏元件經(jīng)一 PID控制電路與脈沖調(diào)制器電連接。
[0008]所述一半導(dǎo)體電偶對(duì)包括N型電偶臂和P型電偶臂，通過(guò)設(shè)于兩者端部的導(dǎo)流片將N型電偶臂和P型電偶臂串聯(lián)成一單體；所述兩片陶瓷基板緊貼于導(dǎo)流片上。
[0009]所述H橋的各場(chǎng)效應(yīng)管或三極管P1、P2、P3、P4的輸入端分別與脈沖調(diào)制器的輸出端Q1、Q2、Q3、Q4相接。
[0010]所述熱敏元件經(jīng)一差分放大器與PID控制電路相接，該差分放大器的同相輸入端與熱敏元件的輸出端相接，反相輸入端與移動(dòng)終端的存儲(chǔ)器的一數(shù)據(jù)輸出端口相接，差分放大器的輸出端接于PID控制電路上。
[0011]所述PID控制電路包括串聯(lián)連接的電阻R1、電容Cl、電容C2、電阻R3，串聯(lián)連接的電阻R2、電容C3，上述兩串聯(lián)電路并聯(lián)連接后，一端與差分放大器的輸出端相接，另一端接于脈沖調(diào)制器的輸入端；PID控制電路上還接有一反相放大器，該反相放大器的反相輸入端接于電容Cl、電容C2的連線之間并同時(shí)接于電阻R2、電容C3的連線之間，輸出端接于脈沖調(diào)制器的輸入端。
[0012]本發(fā)明還公開(kāi)了一種應(yīng)用上述裝置的外殼溫度調(diào)整方法，其步驟包括:
51、熱敏元件采集移動(dòng)終端外殼的當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)；
52、對(duì)當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)置的溫度標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行差分運(yùn)算得到差分?jǐn)?shù)據(jù)，并將差分?jǐn)?shù)據(jù)傳送至脈沖調(diào)制器；
53、所述脈沖調(diào)制器以差分?jǐn)?shù)據(jù)為依據(jù)，通過(guò)H橋調(diào)整通過(guò)熱電制冷器的電流方向及大小。
[0013]進(jìn)一步地，在步驟S2中，所述差分?jǐn)?shù)據(jù)經(jīng)放大處理，并經(jīng)PID調(diào)節(jié)后，輸出至脈沖調(diào)制器。
[0014]進(jìn)一步地，在步驟S3中，所述脈沖調(diào)制器以差分?jǐn)?shù)據(jù)為依據(jù)，調(diào)整通過(guò)熱電制冷器的電流方向及大小，包括:
若當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)大于預(yù)設(shè)置的溫度標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，調(diào)整脈沖調(diào)制器的各輸出端的電平，使與第一陶瓷基板相貼的導(dǎo)流片的電流方向?yàn)樽訮型電偶臂流向N型電偶臂，與第二陶瓷基板相貼的導(dǎo)流片的電流方向?yàn)樽訬型電偶臂流向P型電偶臂；
若當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)小于預(yù)設(shè)置的溫度標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，調(diào)整脈沖調(diào)制器的各輸出端的電平，使與第一陶瓷基板相貼的導(dǎo)流片的電流方向?yàn)樽訬型電偶臂流向P型電偶臂，與第二陶瓷基板相貼的導(dǎo)流片的電流方向?yàn)樽訮型電偶臂流向N型電偶臂。
[0015]進(jìn)一步地，在步驟S3中，所述脈沖調(diào)制器以差分?jǐn)?shù)據(jù)為依據(jù)，調(diào)整通過(guò)熱電制冷器的電流方向及大小，包括:當(dāng)PID控制電路調(diào)整輸出的差分?jǐn)?shù)據(jù)大于一上限值時(shí)，通過(guò)調(diào)整脈沖調(diào)制器的輸出端的占空比，增加場(chǎng)效應(yīng)管或三極管的導(dǎo)通時(shí)間，增大H橋的輸出電流。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用熱電制冷器作為人體與移動(dòng)終端的發(fā)熱部件之間的屏障，充分利用了熱電制冷器的局部散熱效率高的優(yōu)勢(shì)，且制冷功率可調(diào)，制冷制熱可轉(zhuǎn)換，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低；通過(guò)電路控制熱電制冷器與人體接觸端的溫度，使得在任何場(chǎng)景下移動(dòng)終端外殼可維持在一適宜的溫度下，極大地改善了用戶體驗(yàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0017]附圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例的熱電制冷器的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖2為本發(fā)明實(shí)施例一的移動(dòng)終端的外殼溫度調(diào)整裝置的電路圖；
附圖3為本發(fā)明實(shí)施例三的移動(dòng)終端的外殼溫度調(diào)整方法的實(shí)現(xiàn)流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0019]實(shí)施例一一種移動(dòng)終端的外殼溫度調(diào)整裝置，如附圖2所示，包括一熱電制冷器及一脈沖調(diào)制器，所述熱電制冷器由至少一半導(dǎo)體電偶對(duì)重復(fù)排列串聯(lián)而成，半導(dǎo)體電偶對(duì)安裝于兩片陶瓷基板之間，第一陶瓷基板I與移動(dòng)終端的發(fā)熱部件2相貼，第二陶瓷基板3緊貼移動(dòng)終端的外殼或者以該第二陶瓷基板作為移動(dòng)終端的外殼；所述熱電制冷器的兩端接于一 H橋上，該H橋的輸入端分別與脈沖調(diào)制器的輸出端相接；所述外殼溫度調(diào)整裝置還包括一設(shè)置于第二陶瓷基板上的熱敏元件4，用于測(cè)定移動(dòng)終端的外殼的溫度，該熱敏元件經(jīng)一 PID控制電路與脈沖調(diào)制器電連接。
[0020]所述一半導(dǎo)體電偶對(duì)包括N型電偶臂5和P型電偶臂6，通過(guò)設(shè)于兩者端部的導(dǎo)流片7將N型電偶臂和P型電偶臂串聯(lián)成一單體。所述半導(dǎo)體電偶對(duì)的數(shù)目可為一對(duì)以上，在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體電偶對(duì)的數(shù)目為兩對(duì)。所述兩片陶瓷基板緊貼于導(dǎo)流片上。單體和導(dǎo)流片被安裝在兩片陶瓷基板之間，陶瓷基板的作用是將所有的結(jié)構(gòu)機(jī)械性的連接在一起，并且保持每個(gè)單體與其它結(jié)構(gòu)和外界焊接面之間相互絕緣。
[0021]如附圖1所示的熱電制冷器，包括依次串聯(lián)連接的N型電偶臂、P型電偶臂、N型電偶臂、P型電偶臂，若左端接電源正極，右端接電源負(fù)極，接通電源后，電子由電源負(fù)極出發(fā)，流過(guò)P型電偶臂，再經(jīng)過(guò)N型電偶臂。電子對(duì)于P型電偶臂是少數(shù)載流子，而對(duì)于N型電偶臂則是多數(shù)載流子，當(dāng)電子由P型電偶臂進(jìn)入N型電偶臂時(shí)，必須要在外界環(huán)境中吸收足夠的能量才能進(jìn)入高勢(shì)能的N型電偶臂，這就導(dǎo)致P、N接觸面處溫度降低；當(dāng)電子由N型電偶臂進(jìn)入P型電偶臂時(shí)則相反，它會(huì)在P、N接觸面處釋放多余的能量，導(dǎo)致該處溫度升高。因此，通過(guò)控制流過(guò)P、N的電流大小及方向，就能隨心所欲控制兩端的溫度。
[0022]如附圖2所示，所述熱電制冷器的兩端接于一 H橋上，該H橋包括四個(gè)絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管。具體地，熱電制冷器的左端的N型電偶臂經(jīng)一電感線圈接于H橋的左邊橋，該左邊橋包括P溝道絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管Pl和N溝道絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管P2 ;熱電制冷器的右端的P型電偶臂經(jīng)一電感線圈接于H橋的右邊橋，該右邊橋包括P溝道絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管P3和N溝道絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管P4。P1、P3之間接電源VCC，P2、P4之間接地。
[0023]所述H橋的Pl輸入端與脈沖調(diào)制器(即PWM controller)的輸出端Ql相接,P2輸入端與輸出端Q2相接，輸入端P3與輸出端Q3相接，P4輸入端與輸出端Q4相接。
[0024]設(shè)置于第二陶瓷基板上的熱敏元件4經(jīng)一 PID控制電路與脈沖調(diào)制器電連接。具體地，所述熱敏元件經(jīng)一差分放大器與PID控制電路相接，該差分放大器的同相輸入端經(jīng)一電阻R與熱敏元件的輸出端Temp相接，同時(shí)經(jīng)一阻尼的電阻與基準(zhǔn)電壓相接，差分放大器的反相輸入端經(jīng)一電阻R與移動(dòng)終端的存儲(chǔ)器的一數(shù)據(jù)輸出端口 T-set相接，差分放大器的輸出端接于PID控制電路上。所述PID控制電路包括串聯(lián)連接的電阻R1、電容Cl、電容C2、電阻R3，串聯(lián)連接的電阻R2、電容C3，上述兩串聯(lián)電路并聯(lián)連接后，一端與差分放大器的輸出端相接，另一端接于脈沖調(diào)制器的輸入端，上述構(gòu)成一 PID網(wǎng)絡(luò)；PID控制電路上還接有一反相放大器，該反相放大器的反相輸入端接于電容Cl、電容C2的連線之間并同時(shí)接于電阻R2、電容C3的連線之間，輸出端接于脈沖調(diào)制器的輸入端。
[0025]PID控制根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、積分、微分計(jì)算出控制量對(duì)系統(tǒng)輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行