[发明专利]一种基于热电转换效应的手机动态温控管理系统及方法

说明书

本发明提供一种基于热电转换效应的智能手机动态温控管理系统及方法，针对目前智能手机运算量越来越大所导致的手机温度控制困难，以及在不同使用环境中温度波动对手机性能影响较大的问题，开发出基于热电转换效应的智能辅助温控系统。热电器件具有轻薄，无活动器件等优点，通过改变电流方向可以在同一热电器件中实现制热和制冷两种工作模式，避免了在一个辅助温控装置中添加制冷和制热两种模块的情况，增加了有限空间的利用率。整个动态温控系统通过微型温度传感器对智能手机的温度进行监控，并把监控数据反馈给智能微处理器。辅助温控装置的智能微处理器对温度检测模块采集的温度信息进行分析，通过预设方案控制热电器件的工作状态，实现对手机温度的动态智能调控。基于热电转换效应的动态温控管理系统，可以在智能手机等小型电子设备上工作，利用有限的空间实现冷热一体的温度控制。

技术领域

本发明涉及微电子器制冷及制热的温度控制领域，特别涉及一种基于热电转换效应的智能手机动态温控管理系统及方法。

背景技术

智能手机由不同的电子器件组装而成。一方面，在低温环境下，电子器件的材料将发硬变脆，密封件失效，严重时材料收缩造成机械结构变化，最终将可能导致电子元器件性能发生变化。另一方面，随着电子元器件封装集成度的迅速提高，芯片尺寸的不断减小以及功率密度的持续增加，电子封装过程中的散热、冷却问题越来越不容忽视。

手机加热方面，现有手机厂商的一般解决方案是，利用手机运行时的废热保持手机温度，但是在手机休眠后，手机将失去加热。手机散热方面，一些厂商采用了铜管散热，大致原理是在手机内部会有一个热管，里面会有一些液体，而在芯片发热时这些液体将会吸热蒸发，传导到热管的另外一端放热冷凝，然后不断地回流，重复整个吸热放热过程，进行降温。此外，还有一些厂商采用主动风冷式散热，主要方案是增加高性能微型风扇，降低手机内部的环境温度，继而达到对电子器件制冷的目的。

两种不同材料组成的电回路在有直流电通过时，两个接头处分别发生吸放热现象，利用这种现象制作的器件称为热电器件。本发明采用基于热电器件的温度控制系统，具有智能且高效的散热及加热能力。热电器件作为一种新型温控器件，具有寿命长和安装简单，可通过控制电流实现高精度温度控制等优点。

发明内容

本发明针对现有智能手机热管理系统的不完善，提供了一种基于热电转换效应的动态温控管理系统及方法，实现了对智能手机背板温度的实时监控，通过智能微处理器预设程序调整热电器件的工作电流，实现热电器件制冷制热模式的转变及两种工作模式下的功率调控，最终实现对手机温度的智能调控。该温控管理系统可安装在主流智能手机背板，体积小，对智能手机的正常使用无较大影响。

本发明所采用的技术方案是：

一种基于热电转换效应的智能手机动态温控管理系统及方法，其特征在于：该系统包含智能微处理器、微型温度传感器、热电器件以及电源。所述的智能微处理器包括51单片机及其外围电路，其中51单片机具型号为STC89C52；所述的微型温度传感器为K型热电偶；所述热电器件采用的是Ferrotec公司生产的72008/131/150B器件，热电器件的一个表面与智能手机背板贴合，本发明中称热电器件该表面为上表面，相对的另一个面为下表面；所述电源采用高分子锂电池为电芯，可提供5V-12V电压。智能微处理器分别与热电器件、微型温度传感器以及电源进行连接，最后进行封装。该动态温控管理系统利用热电器件可根据电流方向，实现制热和制冷两种工作模式的特点，在有限空间中通过智能微处理器配合微型温度传感器对热电器件工作模式进行精确控制，实现对智能手机温度的调控，该调控可以减少智能手机在不同使用环境下的温度波动范围。

进一步的，智能微处理器中的51单片机采用STC公司生产的STC89C52单片机，该设备为一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K字节系统可编程Flash存储器。所述智能微处理器的预设程序基于负反馈控制原理，可以在根据不同的工作环境智能切换工作状态。具体包括：

手机表面温度为5-30℃时为待机模式，控制热电器件停止工作；