[发明专利]一种热保护控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种数据通信技术领域，尤其涉及集成电路的热保护控制方法及系统。

背景技术

随着电子和芯片封装技术的发展，电子产品的热流密度呈现快速增加的趋势。体积追求极致的紧凑，功能的不断增强，做小、做薄成为终端产品的重要竞争力。尤其是目前采用第三代(3G)技术的无线数据卡，要求自然散热，但在最大发射功率(Pout＝Pmax)下其热流密度甚至超过120W/L，合理的升额热设计是发展所必需的。事实上，终端产品具有如下特点：寿命短：通常3-5年；热可靠性要求低，允许一定的故障率，快速失效恢复(FFR)通常为1-5％；与消费者密切相关。图1是无线终端产品统计的发射功率概率分布。设计思想上，无线终端产品是要求满足～95％的用户需求，在器件热设计上一般不采用降额设计，甚至采用升额设计。很明显，对高热流密度终端产品，风险控制是一关键技术。

射频器件作为模拟的电子器件，工作特性受温度影响很大。为此，一般解决方案为在射频器件内或附近置一温度传感单元，监视PA等射频器件温度。设计生产阶段根据测试结果完成一温度补偿表格。实际使用时根据此上报温度结果进行发射功率修正和补偿。但此温度传感单元必须在射频器件内或附近，量程范围有限，无法提供功率放大器芯片(PA)、客户识别模块卡(Subscriber Identity Module，SIM)、用户识别模块卡(User Identity Model，UIM)、通用用户识别模块卡(UNIVERSAL SUBSCRIBER IDENTITY MODULE，USIM)、微型智能存储卡(MicroSD)等热保护所需量程。在热薄弱点或薄弱器件(如PA、功率管理芯片(PMIC))的附近布置一温度传感单元，由于其是设置在另一器件内部，需要推算温度传感单元与被保护点对应关系来确定保护点的温度。工作中还需要一直监视温度传感单元上报的温度。当温度达到报警/关机门限后，软件/硬件启动报警/关机相关动作。关机或掉网后产品温度迅速下降，确保器件热可靠性要求得到满足。温度关机门限由热设计要求而定，可采用降额设计、升额设计，而普遍采用降额设计，以确保芯片结温不超过厂家商业承诺的许可值。

其中在通过温度传感单元针对器件进行热保护和功率控制的具体方式包括电源管理芯片的三级保护。如在PMIC芯片内置一温度传感单元，运行中读取PMIC温度传感单元的温度，达到一定门限执行一定操作：

(1)温度Tj达到110℃发出中断；

(2)温度Tj达到130℃发出中断，并可进入低功耗模式，关断非基本功能；

(3)温度Tj达到150℃后PMIC切段电源供电。

但是，在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中存在如下问题：在实际网络中，温度是功耗和时间的积累效应。由于多径效应和干扰的存在，发射功率可能存在迅速的变化，如图2a和图2b所示。快速功率变化意味着温度传感单元会随功耗变化而变化。温度传感单元短路时认为温度非常高，开路时认为温度非常低，时断时开会出现软件温度上报的大幅跳动。此外，温度传感单元处理的是模拟信号，在PCB上的模拟信号走线时可能受其它信号干扰，而造成上报温度跳动导致误报和误保护，如图3所示。实际使用，由于发射功率的快速变化，干扰加强，会造成图4所示的误报和误保护。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种热保护的控制方法及系统，以防止温度达到门限后又迅速恢复正常，减少不必要的误保护措施。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种热保护控制方法，包括：测量保护点的温度；将测量的温度值与热保护温度阈值进行比较；以及当所述测量的温度值达到或超过所述热保护温度阈值，且达到或超过所述热保护温度阈值的持续时间超过预定时间时，启动保护措施。

为了实现上述目的，本发明实施例还提供一种热保护控制系统，该系统包括：多个温度传感单元，设置于保护点附近，用于测量保护点的温度；

计时单元，用于计时；控制单元，用于将温度传感单元测量的温度值与热保护温度阈值进行比较；在控制单元的比较结果为温度传感单元测量的温度值达到或超过热保护温度阈值时控制所述计时单元开始计时，在控制单元的比较结果为温度传感单元测量的温度值低于热保护温度阈值时，清零所述计时单元；以及热保护装置，用于在计时单元计时超过预定时间时，对保护点采取保护措施。

本发明实施例的有益效果在于：

1、通过设置计时单元对高于阈值的温度进行计时，保证温度传感单元的高于阈值的测量结果可靠性，从而防止因温度传感单元的上报温度跳动而导致热保护的误报；