BR112018000757B1

BR112018000757B1 - Solução térmica para dispositivos vestíveis usando pulseira como dissipador de calor

Info

Publication number: BR112018000757B1
Application number: BR112018000757-9A
Authority: BR
Inventors: Mehdi Saeidi; Emil RAHIM; Rajat Mittal; Arpit MITTAL
Original assignee: Qualcomm Incorporated
Priority date: 2015-07-13
Filing date: 2016-06-10
Publication date: 2023-01-31
Also published as: BR112018000757A2; JP2018531441A; CN107850871B; UY36726A; US9652005B2; CN107850871A; JO3605B1; WO2017011112A1; KR20180030822A; EP3323024B1; EP3800516A1; US20170017279A1; KR102591735B1; CA2987451C; EP3323024A1; EP3800516B1; JP6714685B2; TW201709807A; CA2987451A1

Abstract

SOLUÇÃO TÉRMICA PARA DISPOSITIVOS USÁVEIS USANDO PULSEIRA COMO DISSIPADOR DE CALOR. Um componente de transferência de calor de um relógio inteligente captura pelo menos uma porção de calor emitido por um ou mais componentes eletrônicos localizados em um invólucro do relógio inteligente. O componente de transferência de calor transfere pelo menos uma porção do calor capturado para uma pulseira fora do invólucro do relógio inteligente. A pulseira permite dissipação de pelo menos uma porção do calor transferido através de pelo menos uma superfície da pulseira.

Description

Referência remissiva a pedido(s) relacionado(s)

[001] O presente pedido reivindica o benefício do pedido provisional US no. De série 62/191.792, intitulado “THERMAL SOLUTION FOR WEARABLE DEVICES BY USING WRIST BAND AS HEAT SINK” e depositado em 13 de julho de 2015, e pedido de patente US no. 14/849.842, intitulado “THERMAL SOLUTION FOR WEARABLE DEVICES BY USING WRIST BAND AS HEAT SINK” e depositado em 10 de setembro de 20’15, que são expressamente incorporados por referência aqui na íntegra.

ANTECEDENTES Campo

[002] A presente revelação refere-se em geral a gerenciamento térmico de dispositivos e sistemas eletrônicos e mais particularmente, ao gerenciamento térmico de dispositivos vestíveis.

Antecedentes

[003] Dispositivos vestíveis também conhecidos como computadores vestíveis, são dispositivos eletrônicos em miniatura que podem ser usados por uma pessoa. Um exemplo de um dispositivo vestível é um relógio inteligente, que é um relógio de pulso computadorizado com funcionalidade que é aperfeiçoado além de medição de tempo. Um relatório inteligente pode incluir características como uma câmera, acelerômetro, termômetro, altímetro, barômetro, bússola, cronógrafo, calculadora, telefone celular, tela sensível ao toque, navegação de Sistema de posicionamento global 9GPS), display de mapa, display gráfico, alto- falante programador, relógio, dispositivo de armazenagem de massa e bateria recarregável. Pode comunicar com um aparelho telefônico sem fio, display de heads-up, bomba de insulina, microfone, modem ou outros dispositivos.

[004] Devido ao número crescente de funcionalidades e potência de computação aperfeiçoada de dispositivos vestíveis, um nível aumentado de calor é emitido por esses dispositivos enquanto executa funções. Portanto, o gerenciamento térmico aperfeiçoado de dispositivos vestíveis é desejável.

[005] Uma das especificações de temperatura mais importantes em dispositivos móveis é temperatura de pele ou temperatura de superfície. A temperatura da pele ou superfície corresponde à temperatura na superfície externa de um dispositivo móvel. As temperaturas em uma ou mais superfícies de dispositivos móveis pode se tornar demasiadamente quente ao toque, desse modo levando à experiência desconfortável do usuário. Portanto, a temperatura da pele ou superfície necessita estar baixa nas superfícies externas onde o usuário está tocando o dispositivo. Para muitos usos de dispositivo móvel típicos, o limite superior de temperatura de pele ou superfície aceitável pode ser atingido antes dos componentes eletrônicos, por exemplo, circuitos integrados (IC), fontes de energia, etc., no dispositivo móvel atingirem sua temperatura de junção. A temperatura de junção é a temperatura operacional mais alta dos componentes eletrônicos. Quando o limite superior de temperatura da pele ou superfície aceitável é atingido antes dos componentes eletrônicos no dispositivo móvel atingirem sua temperatura de junção, o dispositivo móvel vai para mitigação térmica para reduzir emissão de calor e diminuir a temperatura da pele ou superfície. Mitigação térmica pode incluir reduzir a velocidade de relógio ou fechar um ou mais componentes eletrônicos do dispositivo periodicamente. Desse modo, o desempenho do dispositivo móvel será limitado devido à mitigação térmica, enquanto a temperatura operacional dos componentes eletrônicos ainda está bem abaixo da temperatura de junção. Isso evita que o dispositivo móvel atinja suas capacidades operacionais máximas. O problema da temperatura da pele ou superfície pode ser mais severo em dispositivos vestíveis visto que o dispositivo vestível é menor e está diretamente em contato com o corpo do usuário (por exemplo, pulso).

SUMÁRIO

[006] Um relógio inteligente captura pelo menos uma porção de calor emitido por um ou mais componentes eletrônicos localizados em um invólucro do relógio inteligente. O relógio inteligente transfere pelo menos uma porção do calor capturado para uma pulseira externa ao invólucro do relógio inteligente. A pulseira é fixada ao invólucro do relógio inteligente. O relógio inteligente dissipa pelo menos uma porção do calor transferido através de pelo menos uma superfície da pulseira.

[007] Um dispositivo vestível inclui pelo menos um componente eletrônico que emite calor durante operação do dispositivo vestível, e um acessório remoto a partir do dispositivo eletrônico. Um componente de transferência de calor é configurado para capturar pelo menos uma porção de calor emitido por pelo menos um componente eletrônico e transferir pelo menos uma porção do calor capturado para o interior do acessório. O acessório é configurado para dissipar calor a partir do componente de transferência de calor, através do acessório para o ar ambiente em volta do dispositivo vestível.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[008] A figura 1 é um diagrama ilustrando uma vista superior de um dispositivo vestível convencional e uma vista lateral em seção transversal do dispositivo vestível ao longo da linha A-A.

[009] A figura 2 é um diagrama ilustrando uma vista superior de um dispositivo vestível e uma vista lateral em seção transversal do dispositivo vestível ao longo da linha A-A, e tendo um mecanismo para espalhar calor gerado pelo dispositivo vestível.

[0010] A figura 3 é um fluxograma de um método de gerenciamento térmico.

[0011] A figura 4 é um diagrama ilustrando uma vista lateral em seção transversal de um dispositivo vestível configurado para implementar o método da figura 3.

[0012] A figura 5 são diagramas ilustrando resultados de transferência de calor para configuração diferente de um dispositivo vestível.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0013] A descrição detalhada exposta abaixo com relação aos desenhos apensos é destinada como uma descrição de várias configurações e não pretende representar as únicas configurações nas quais os conceitos descritos aqui podem ser postos em prática. A descrição detalhada inclui detalhes específicos para a finalidade de fornecer uma compreensão completa de vários conceitos. Entretanto, será evidente para aqueles versados na técnica que esses conceitos podem ser postos em prática sem esses detalhes específicos. Em algumas ocorrências, estruturas e componentes bem conhecidos são mostrados em forma de diagrama de blocos para evitar obscurecer tais conceitos.

[0014] Vários aspectos de um mecanismo de gerenciamento térmico para dispositivo vestível serão apresentados agora com referência a vários aparelhos e métodos. Esses aparelhos e métodos serão descritos na descrição detalhada a seguir e ilustrados nos desenhos em anexo por vários blocos, módulos, componentes, circuitos, etapas, processos, algoritmos, etc. (coletivamente mencionados como “elementos”).

[0015] A figura 1 é um diagrama ilustrando uma vista superior 120 de um dispositivo vestível convencional 100 e uma vista lateral em seção transversal 130 do dispositivo vestível ao longo da linha A-A. o dispositivo vestível 100 pode ser um relógio inteligente. O dispositivo vestível 100 inclui um invólucro 102 que encerra componentes de dispositivo, incluindo componentes eletrônicos e componentes de transferência de calor. Componentes eletrônicos podem incluir, por exemplo, um IC 106, uma bateria (não mostrada), um componente de memória (não mostrado), um placa de circuito impresso (PCB) 108. Componentes de transferência de calor podem incluir um espalhador de calor 110 e um dissipador de calor 114. Uma superfície do invólucro 102 pode conter um display de cristal líquido (LCD) 104, uma porção do qual estende para dentro do invólucro.

[0016] O dispositivo vestível 100 também inclui um acessório 112 fixado ao invólucro 102. O acessório é localizado fora do invólucro 102. Em uma configuração, o acessório 112 pode ser uma pulseira. Em outra configuração, o acessório 112 pode ser pontas de têmpora de óculos. Em outras configurações, o acessório 112 pode ser uma faixa de cabeça, faixa de braço, faixa de perna, faixa de tornozelo, ou algo que fixe o dispositivo vestível 100 ao corpo humano.

[0017] O espalhador de calor 110 é um permutador de calor que se move ou distribui calor a partir de uma fonte de calor (por exemplo, o IC 106) que está gerando ou emitindo calor para o dissipador de calor 114. O dissipador de calor 114 funciona como um permutador de calor secundário. A área superficial e geometria do dissipador de calor 114 são maiores que a fonte de calor 106. Desse modo, o dissipador de calor 114 é mais eficiente do que a fonte de calor 106 em dissipar calor. O espalhador de calor 110 distribui ou transfere o calor gerado ou emitido pela fonte de calor 106 para o dissipador de calor 114, de modo que o dissipador de calor 114 possa ser mais completamente utilizado para dissipar calor. Embora o dispositivo vestível configurado como mostrado na figura 1 inclua um mecanismo de transferência de calor, por exemplo, um espalhador de calor 110 em combinação com dissipador de calor 114, para distribuir e dissipar calor mais eficientemente, o invólucro 102 limita o tamanho de superfície do dissipador de calor 114. Desse modo, a eficácia do dissipador de calor 114 em reduzir a temperatura da pele ou superfície é limitada. Por conseguinte, um modo mais eficaz de gerenciamento térmico para reduzir a temperatura da pele ou superfície é desejável.

[0018] A figura 2 é um diagrama ilustrando uma vista superior 220 de um dispositivo vestível 200 e uma vista lateral em seção transversal 230 do dispositivo vestível ao longo da linha A-A. o dispositivo vestível 200 inclui um mecanismo para espalhar calor gerado por uma fonte de calor do dispositivo vestível para regiões do dispositivo vestível remotas da fonte de calor. Em uma configuração, o dispositivo vestível 200 pode ser um relógio inteligente. Em outras configurações, o dispositivo vestível 200 pode ser um par de óculos, um fone de ouvido (por exemplo, fone de ouvido de realidade virtual) ou um dispositivo que pode ser usado em outras partes de um corpo humano. O dispositivo vestível 200 inclui um invólucro 202 que encerra componentes do dispositivo, incluindo componentes eletrônicos e componentes de transferência de calor. Componentes eletrônicos podem incluir, por exemplo, um IC 206, uma bateria (não mostrada), um componente de memória (não mostrado), um placa de circuito impresso (PCB) 208. Componentes de transferência de calor podem incluir um espalhador de calor 210. Componentes de transferência de calor podem opcionalmente incluir um dissipador de calor 214. Uma superfície do invólucro 202 pode conter um display de cristal líquido (LCD) 204, uma porção do qual estende para dentro do invólucro.

[0019] O dispositivo vestível 200 pode incluir também um acessório 212 fixado ao invólucro 202. O acessório 212 é localizado fora do invólucro 202. Em uma configuração, o acessório 212 pode ser uma pulseira. Em outra configuração, o acessório 212 pode ser pontas de têmpora de óculos. Em outras configurações, o acessório 212 pode ser uma faixa de cabeça, faixa de braço, faixa de perna, faixa de tornozelo, ou algo que fixe o dispositivo vestível 100 ao corpo humano. O dispositivo vestível 200 pode incluir um espalhador de calor 210 que estende a partir do interior do invólucro 202, através das aberturas 222 e 224 no invólucro, para dentro do acessório 212 no exterior do invólucro 202 e através de pelo menos uma porção 226 do acessório 212.

[0020] Um ou mais dos componentes eletrônicos como IC 206, pode executar um conjunto de operações/funções que fazem com que o componente eletrônico emita calor. Em uma configuração, os componentes eletrônicos emitem calor embora o conjunto de operações/funções (por exemplo, computação e comunicação) executadas pelos componentes eletrônicos não seja para fins de gerar calor. Em outras palavras, o calor gerado pelos componentes eletrônicos é um subproduto da operação/função pretendida do componente. Em uma configuração, o IC 206 pode ser um sistema em chip (SOC) que integra todos os componentes de um computador ou outro sistema eletrônico em um único chip. Em outra configuração, o IC 206 pode ser um SiP que inclui um número de chips em um único pacote. Ainda em outra configuração, o IC 206 pode ser um empilhamento de PoP que combina verticalmente pacotes de grade de esferas de memória (BGA) e lógica discreta. Em uma configuração, o IC 206 inclui pelo menos uma de uma unidade de processamento central (CPU), unidade de processamento gráfico (GPU) ou chip de comunicação sem fio. Em uma configuração, o IC 206 pode ser montado no PCB 208. Em uma configuração, o IC 206 pode ser encerrado em um protetor de interferência eletromagnética (EMI) (não mostrado). O PCB 208 eletricamente conecta componentes eletrônicos usando trilhas condutivas, blocos e outras características gravadas de folhas de cobre laminadas sobre um substrato não condutivo.

[0021] O espalhador de calor 210 é um permutador de calor que move ou distribui calor entre uma fonte de calor (por exemplo, o IC 206) que está gerando ou emitindo calor para o acessório 212. O acessório 212 funciona como um permutador de calor secundário. A área superficial e geométrica do acessório 212 são maiores que a fonte de calor 206. Desse modo, o acessório 212 é mais eficiente que a fonte de calor 206 em dissipar calor. O espalhador de calor 210 distribui ou transfere o calor gerado ou emitido pelo IC 206 para o acessório 212 por estender através de pelo menos uma porção 226 do acessório, de modo que o acessório possa ser utilizado como um dissipador de calor para dissipar o calor. O espalhador de calor 210 é feito de materiais termicamente condutivos.

[0022] Em uma configuração, o espalhador de calor 210 pode ser uma placa feita de cobre, que tem uma condutividade térmica elevada. Em outras configurações, o espalhador de calor 210 pode ser feito de pelo menos um de uma folha de cobre, uma folha de alumínio, um ou mais tubos de calor finos ou fibras de carbono. O tubo de calor pode ser longo e fino. A espessura típica de um tubo de calor pode ser 0,3 a 1 mm ou mais alta. O comprimento de um tubo de calor pode ser tão longo quanto o design requer. Em uma configuração, um ou mais tubos de calor estendem a partir da região quente (por exemplo, IC) até a região fria (por exemplo, pulseira). Espalhadores de calor baseados em cobre, alumínio e grafite podem ser muito mais finos do que os espalhadores de calor feitos de tubos de calor. Em uma configuração, a espessura de espalhadores de calor baseados em cobre, alumínio e grafite podem ser de 50 mícron e acima. Em uma configuração, o comprimento e largura de um espalhador de calor depende do design, por exemplo, depende das dimensões de uma pulseira através da qual o espalhador de calor estende. Uma vez que a espessura é um fator importante em projetar dispositivos móveis, projetistas podem usar espalhadores de calor muito finos para reduzir a espessura geral do dispositivo.

[0023] O espalhador de calor 210 pode ser incorporado no acessório 212, de modo que não esteja em contato direto com a pele/corpo humano. O acessório 212 pode ser feito de um ou mais materiais, por exemplo, um ou mais tipos de plástico e/ou metal. A condutividade térmica de matéria plástica é baixa. Um material de polímero típico tem condutividade térmica de 0.3 W/m-K. Materiais de metal têm condutividade térmica elevada. Por exemplo, um material baseado em aço pode ter condutividade térmica de 15 W/m-K ou mais alta dependendo da liga usada. Um material baseado em alumínio pode ter condutividade térmica na faixa de 120W/m-K a 240 W/m-K.

[0024] Em uma configuração, o lado do acessório 212 que toca a pele do usuário pode ser mais termicamente isolante do que o lado para longe da pele de modo que calor dissipa a partir da pele. Por exemplo, o lado de acessório 212 que toca a pele do usuário pode ser feito de material baseado em polímero/plástico, por exemplo, com condutividade térmica de 0.3 W/m-K. Em uma configuração, o lado de acessório 212 que toca a pele do usuário pode ser feita de material baseado em metal, porém pode haver um entreferro fino entre o IC/PCB e o metal para criar isolamento térmico (condutividade térmica de ar é muito baixa, aproximadamente 0.026 W/m-K).

[0025] O espalhador de calor 210 pode estar em contato direto ou indireto com uma ou mais superfícies no interior do invólucro 202 para capturar calor emitido por um ou mais componentes eletrônicos no invólucro. Por exemplo, o espalhador de calor 210 pode contatar uma ou mais superfícies de um componente eletrônico do dispositivo vestível, um componente de transferência de calor do dispositivo vestível e o invólucro 202 do dispositivo vestível. Em relação aos componentes eletrônicos, o espalhador de calor 210 pode estar em contato direto com uma superfície do IC 206, uma superfície do PCB 208, uma superfície de um protetor EMI (não mostrado) de IC 206, uma superfície de uma fonte de energia, por exemplo, bateria, (não mostrado) ou uma superfície de um componente de memória (não mostrado). Em relação a componentes de transferência de calor, o espalhador de calor 210 pode estar em contato direto com uma superfície de um dissipador de calor opcional 214 que pode estar dentro do invólucro 202.

[0026] O espalhador de calor 210 passa através de aberturas 222 e 224 do invólucro e estende através de pelo menos uma porção 226 do acessório 212 para fornecer um percurso de condutividade térmica a partir de dentro do invólucro 202 para o exterior do invólucro. O percurso condutivo termicamente transfere o calor emitido por componentes eletrônicos, como IC 206, para ao acessório 212. O espalhador de calor 210 é posicionado no interior do acessório 212 de modo que seja circundado pelo material formando o acessório.

[0027] O acessório 212 pode ser configurado para dissipar o calor transferido pelo espalhador de calor 210 para dentro do acessório por um ou ambos de convecção e radiação. Dissipação de calor pelo acessório diminui o efeito de calor emitido pelo IC 206 para desse modo resfriar o dispositivo vestível 200 e fornecer uma experiência aperfeiçoada para o usuário. Devido à área superficial maior do acessório 212 e um espalhador de calor maior 210 que estende no exterior do invólucro 202, o acessório 212 dissipa o calor mais eficazmente do que componentes no invólucro 202. Portanto, o acessório 212 pode atuar como um dissipador de calor para o dispositivo vestível 200.

[0028] Convecção é a transferência de calor a partir de um lugar para outro pelo movimento de fluidos (por exemplo, ar). Em uma configuração, o acessório dissipa calor por transferência de calor convectivo entre o acessório 212 e o ar (isto é, transferência de calor pelo movimento de ar).

[0029] Em outra configuração, o acessório 212 pode opcionalmente incluir uma ou mais porções transparentes 216, 218 em áreas através das quais o espalhador de calor 210 pelo menos parcialmente estende. As porções transparentes 216 e 218 do acessório 212 são feitas de materiais transparentes e fornecem dissipação de calor por radiação. Radiação é a transmissão de calor na forma de luz visível através do espaço ou através de um meio de material. Um meio de material feito de material transparente ajuda luz visível a passar através e desse modo facilita transferência de calor por radiação. Devido às porções transparentes 216 e 218, o espalhador de calor 210 é exposto a ar ambiente através de radiação. Desse modo, nessa configuração, além de dissipação de calor através de transferência de calor convectivo entre o acessório 212 e o ar (isto é, transferência de calor pelo movimento de ar), o acessório 212 pode também dissipar calor recebido através do espalhador de calor 210 através da radiação e se torna mais eficaz em dissipação de calor. Em uma configuração, o acessório inteiro 212 pode ser feito de material transparente para facilitar transferência de calor por radiação.

[0030] A figura 3 é um fluxograma 300 de um método de gerenciamento térmico. O método pode ser executado por um dispositivo vestível. Em uma configuração, o dispositivo vestível pode ser um relógio inteligente. Em uma configuração, o método começa quando o relógio inteligente é ligado.

[0031] Em 302, o relógio inteligente captura pelo menos uma porção de calor emitido por um ou mais componentes elétricos localizados em um invólucro do relógio inteligente. O calor pode ser capturado por um percurso termicamente condutivo 210 do relógio inteligente que faz contato com uma ou mais superfícies no invólucro 202 do relógio inteligente. Uma ou mais superfícies podem ser uma ou mais de uma superfície de um componente eletrônico e uma superfície do invólucro. O percurso termicamente condutivo pode incluir um material termicamente condutivo. Por exemplo, o percurso termicamente condutivo pode incluir pelo menos um entre folha de cobre, folha de alumínio, tubos de calor finos ou fibras de carbono. Um ou mais componentes eletrônicos emitem calor devido à execução de um conjunto de operações/funções para o relógio inteligente. Em uma configuração, os componentes eletrônicos emitem calor embora o conjunto de operações/funções (por exemplo, computação e comunicação) executadas pelos componentes eletrônicos não seja para fins de gerar calor. Em outras palavras, o calor gerado pelos componentes eletrônicos é um subproduto da operação/função pretendida do componente.

[0032] Em uma configuração, um ou mais componentes eletrônicos pode ser um SOC que integra todos os componentes de um computador ou outro sistema eletrônico em um único chip. Em outra configuração, um ou mais componentes eletrônicos pode ser um SiP que inclui um número de chips em um único pacote. Ainda em outra configuração, um ou mais componentes eletrônicos pode ser um empilhamento de PoP que combina verticalmente pacotes de BGA e lógica discreta. Em uma configuração, um ou mais componentes eletrônicos incluem pelo menos um de uma CPU, GPU ou chip de comunicação sem fio. Em uma configuração, um ou mais componentes eletrônicos podem ser o IC 206 descrito em relação à figura 2 acima.

[0033] Em 304, o relógio inteligente transfere pelo menos uma porção do calor capturado para uma pulseira externa ao invólucro do relógio inteligente. A pulseira é fixada ao invólucro do relógio inteligente. A pulseira pode ser usada para fixar o relógio inteligente ao pulso de um corpo humano. A pulseira pode ser o acessório 212 descrito acima em relação á figura 2. Em uma configuração, pelo menos uma porção do calor capturado é transferida por um percurso termicamente condutivo fornecido entre o interior do invólucro e o interior da pulseira. Por exemplo, o percurso condutivo pode ser fornecido por um espalhador de calor, como o espalhador de calor 210 descrito acima em relação à figura 2, que é acoplado a (por exemplo, através de contato) uma superfície dentro do invólucro do relógio inteligente e estende através de pelo menos uma porção da pulseira.

[0034] Em 306, o relógio inteligente dissipa pelo menos uma porção do calor transferido através de pelo menos uma superfície da pulseira. Em uma configuração, o calor é dissipado através de transferência de calor convectivo entre a pulseira e o ar. Em outra configuração, uma porção da pulseira (por exemplo, as porções transparentes 216 e 218 descritas acima em relação á figura 2) pode ser feita de materiais transparentes. Portanto, além de transferência de calor conectivo, o calor também pode ser dissipado através das porções transparentes da pulseira através de radiação.

[0035] A figura 4 é um diagrama ilustrando uma vista lateral em seção transversal de um dispositivo vestível 400 configurado para implementar o método da figura 3. Em uma configuração, cada componente do dispositivo vestível 400 executa funções similares ao componente correspondente de dispositivo vestível 200 descrito acima com referência à figura 2. Em uma configuração, o dispositivo vestível 400 é um relógio inteligente. O dispositivo inteligente 400 pode incluir um ou mais componentes eletrônicos 406, 408 e um invólucro 402.

[0036] O dispositivo vestível 400 pode incluir meios para capturar pelo menos uma porção de calor emitido por um componente eletrônico 406, 408. O componente eletrônico que emite calor pode ser uma fonte direta de calor, como um IC 406, ou pode ser uma fonte indireta de calor, como um PCB 408 que absorve calor a partir de outros componentes eletrônicos 406. Os meios para capturar pelo menos uma porção de calor emitido podem ser configurados para serem acoplados a (por exemplo, através de contato) uma ou mais superfícies dentro do invólucro com uma porção de um percurso termicamente condutivo. O percurso termicamente condutivo pode ser formado de um material termicamente condutivo. O percurso termicamente condutivo pode estar na forma de uma folha de cobre, folha de alumínio, tubos de calor finos ou fibras de carbono.

[0037] Os meios para capturar podem ser uma porção 422 de um espalhador de calor 410 que direta ou indiretamente faz contato com uma ou mais superfícies no invólucro 402 para capturar calor emitido pelos componentes eletrônicos 406, 408. Na figura 4, os meios para capturar 422 estão em contato direto com um PCB 408. Em outras disposições, os meios para capturar podem estar em contato direto com o IC 406, ou o invólucro 402. Os meios para capturar podem incluir um ou mais espalhadores de calor 410, cada um dos quais pode ter uma porção em contato com uma superfície diferente no invólucro 402.

[0038] O dispositivo vestível 400 pode incluir também meios para transferir pelo menos uma porção do calor capturado para o acessório 412 no exterior do invólucro 402. Em uma configuração, os meios para transferir fornecem um percurso termicamente condutivo entre o interior do invólucro 402 e o interior do acessório 412. O percurso termicamente condutivo pode ser fornecido pelo espalhador de calor 410. Na figura 4, os meios para transferir 410 incluem um único espalhador de calor 410. Em outras disposições, os meios para transferir podem incluir vários espalhadores de calor, cada um fornecendo um percurso termicamente condutivo entre uma ou mais superfícies dentro do invólucro 402 e interior do acessório 412.

[0039] O dispositivo vestível 400 pode incluir ainda meios para dissipar pelo menos uma porção do calor transferido através de pelo menos uma superfície do acessório 412. Em uma configuração, os meios para dissipar compreendem o acessório 412. Em uma configuração, o meios para dissipar são configurados para irradiar pelo menos uma porção do calor transferido através de pelo menos uma porção 416, 418 do acessório 412. Para essa finalidade, a porção 416, 418 do acessório 412 é feita de material transparente que permite que calor 426 irradie a partir do espalhador de calor 410 para o ar 420 em volta do dispositivo 400. Em uma configuração, os meios para dissipar são configurados para mover pelo menos uma porção do calor transferido a partir do acessório 412 para ar através de movimento de ar em torno do acessório 412. Para essa finalidade, o acessório 412 pode ser formado de um material termicamente condutivo que permite que calor 424 transfira a partir do espalhador de calor 410 para a superfície do acessório 412, que então executa transferência de calor convectivo com ar 420 em volta do dispositivo 400 para transferir calor 424 para o ar 420. Por exemplo, o acessório 412 pode ser formado de metal. A direção de dissipação de calor a partir do acessório 412 pode ser controlada por material com condutividades térmicas diferentes em partes diferentes do acessório. Em uma configuração, o lado do acessório 412 que toca a pele seria mais termicamente isolante do que o lado na direção contrária à pele de modo que calor seja dissipado naquela direção.

[0040] A figura 5 inclui diagramas ilustrando resultados de transferência de calor para configuração diferente de um dispositivo vestível. O diagrama superior 502 mostra a simulação térmica de um dispositivo vestível que não tem espalhador de calor. Como mostrado, calor é concentrado no invólucro 508 do dispositivo vestível. O diagrama do meio 504 mostra a simulação térmica de um dispositivo vestível que tem espalhador de calor totalmente dentro do invólucro 510 do dispositivo. Como mostrado, o calor ainda é concentrado no invólucro do dispositivo vestível, embora em um grau menor do que o dispositivo no diagrama superior 502, onde não há espalhador de calor. O diagrama inferior 506 mostra a simulação térmica de um dispositivo vestível que tem um espalhador de calor que estende a partir de dentro do invólucro 512 do dispositivo através de um acessório 514 do dispositivo, como revelado aqui com referência às figuras 2 e 4. O acessório 514 é fixado ao invólucro 512 do dispositivo. Como mostrado no diagrama inferior 506, calor é distribuído mais uniformemente através do acessório 514 e o invólucro 512 do dispositivo vestível.

[0041] Como mostrado na figura 502, a temperatura de operação de um ou mais componentes eletrônicos (por exemplo, um IC no invólucro) do dispositivo vestível é 48,1°C sem o espalhador de calor, 46,7°C com o espalhador de calor dentro do invólucro e 44,5°C com o espalhador de calor estendendo através do acessório. A temperatura de superfície ou pele do dispositivo vestível é 40,2°C, 39,8°C e 37,5°C, respectivamente. Portanto, com o espalhador de calor estendendo através do acessório, a temperatura de operação dos componentes eletrônicos e a temperatura de superfície/pele do dispositivo vestível são substancialmente mais baixas que as outras configurações.

[0042] É entendido que a ordem ou hierarquia específica de blocos nos processos / fluxogramas revelados é uma ilustração de abordagens exemplificadoras. Com base nas preferências de design, entende-se que a ordem ou hierarquia específica de blocos nos processos /fluxogramas pode ser reorganizada. Além disso, alguns blocos podem ser combinados ou omitidos. As reivindicações do método associado apresentam elementos dos vários blocos em uma ordem de amostra e não pretendem ser limitadas à ordem ou hierarquia específica apresentada.

[0043] A descrição anterior é fornecida para permitir que qualquer pessoa versada na técnica ponha em prática os vários aspectos descritos aqui. Várias modificações nesses aspectos serão prontamente evidentes para aqueles versados na técnica, e os princípios genéricos definidos aqui podem ser aplicados a outros aspectos. Desse modo, as reivindicações não pretendem ser limitadas aos aspectos mostrados aqui, porém devem ser acordadas o escopo total compatível com as reivindicações de linguagem, em que referência a um elemento no singular não pretende significar “um e somente um” a menos que especificamente assim dito, porém ao invés “um ou mais.” A palavra “exemplificadora” é usada aqui para significar “servir como exemplo, instância ou ilustração.” Qualquer aspecto descrito aqui como “exemplificador” não deve ser necessariamente interpretado como preferido ou vantajoso em relação a outros aspectos. A menos que especificamente dito de outro modo, o termo “algum” se refere a um ou mais. Combinações como “pelo menos um de A, B, ou C”, “pelo menos um de A, B, e C”, e “A, B, C ou qualquer combinação dos mesmos” incluem qualquer combinação de A, B e/ou C e pode incluir múltiplos de A, múltiplos de B, ou múltiplos de C. especificamente, combinações como “pelo menos um de A, B, ou C”, “pelo menos um de A, B e C”, e “A, B, C ou qualquer combinação dos mesmos” pode ser A somente, B somente, C somente, A e B, A e C, B e C ou A e B e C, onde quaisquer tais combinações podem conter um ou mais elemento ou elementos de A, B ou C. todos os equivalentes estruturais e funcionais aos elementos dos vários aspectos descritos em toda essa revelação que são conhecidos ou posteriormente se tornem conhecidos por aqueles com conhecimentos comuns na técnica são expressamente incorporados aqui por referência e pretendem ser abrangidos pelas reivindicações. Além disso, nada revelado aqui pretende ser dedicado ao público independente de se tal revelação é explicitamente mencionada nas reivindicações. Nenhum elemento de reivindicação deve ser interpretado como um meio mais função a menos que o elemento seja expressamente mencionado usando a frase “meios para.”

Claims

1. Dispositivo vestível (200, 400) compreendendo: pelo menos um componente eletrônico (206, 208, 406, 408) dentro de um invólucro (202, 402) do dispositivo vestível, em que o dito pelo menos um componente eletrônico emite calor durante uma operação do dispositivo vestível; um acessório (212, 412) fixado ao invólucro (202, 402); e um componente de transferência de calor (210, 410) configurado para capturar pelo menos uma porção (226) de calor emitido por pelo menos um componente eletrônico (206, 208, 406, 408) e transferir pelo menos uma porção (226) do calor capturado para o interior do acessório, em que o componente de transferência de calor (210, 410) se estende através de pelo menos uma porção do acessório (212, 412), e em que a pelo menos uma porção (216, 218, 416, 418) do acessório é feita de um material transparente, o material transparente sendo transparente à luz visível; em que o acessório (212, 412) é configurado para dissipar por radiação pelo menos uma porção de calor transferido pelo componente de transferência de calor através do material transparente, caracterizado pelo fato de que o acessório (212, 412) é configurado com um primeiro lado compreendendo um primeiro material termicamente condutivo e um segundo lado compreendendo um segundo material termicamente condutivo tendo uma condutividade térmica menor que o primeiro material termicamente condutivo.

2. Dispositivo vestível (200, 400), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o acessório (212, 412) fornece adicionalmente dissipação de calor por convecção.

3. Dispositivo vestível (200, 400), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de ser um smartwatch.

4. Dispositivo vestível (200, 400), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o acessório (212, 412) é uma pulseira.

5. Método (300) de gerenciamento térmico de um dispositivo vestível (200, 400) compreendendo: capturar (302) pelo menos uma porção (226) de calor emitido por um ou mais componentes eletrônicos (206, 208, 406, 408) localizados dentro de um invólucro (202, 402) do dispositivo vestível (200, 400); transferir (304) pelo menos uma porção do calor capturado para um acessório (212, 412) do dispositivo vestível fora do invólucro (202, 402), em que o acessório é fixado ao invólucro, em que pelo menos uma porção (216, 218, 416, 418) do acessório é feita de um material transparente à luz visível, e dissipar (306) pelo menos uma porção do calor transferido através de pelo menos uma superfície do acessório, em que a dissipação da pelo menos uma porção do calor transferido compreende irradiar a pelo menos uma porção do calor transferido através da pelo menos uma porção do acessório feito de material transparente, o método caracterizado pelo fato de que o acessório é configurado com um primeiro lado compreendendo um primeiro material termicamente condutivo e um segundo lado compreendendo um segundo material termicamente condutivo tendo uma condutividade térmica menor que o primeiro material termicamente condutivo.

6. Método (300), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a captura (302) da pelo menos uma porção de calor emitido compreende a referida porção do calor emitido ser acoplada a uma ou mais superfícies dentro do invólucro com uma porção de um percurso termicamente condutivo.

7. Método (300), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a transferência (304) da pelo menos uma porção do calor capturado compreende fornecer o percurso termicamente condutivo entre o interior do invólucro e o interior do acessório.

8. Método (300), de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado pelo fato de que a dissipação (306) da pelo menos uma porção do calor transferido compreende adicionalmente mover a pelo menos uma porção do calor transferido a partir do acessório (212, 412) para o ar através de movimento de ar em torno do acessório.

9. Método (300), de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que as uma ou mais superfícies compreendem uma superfície dos um ou mais componentes eletrônicos.

10. Método (300), de acordo com qualquer uma das reivindicações 6, 7 ou 9, caracterizado pelo fato de que o percurso termicamente condutivo compreende um material termicamente condutivo.

11. Método (300), de acordo com qualquer uma das reivindicações 6, 7, 8, 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que o percurso termicamente condutivo compreende pelo menos um dentre folha de cobre, folha de alumínio, tubos de calor ou fibras de carbono.

12. Método (300), de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 11, caracterizado pelo fato de que o dispositivo vestível (200, 400) é um smartwatch.

13. Método (300), de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 12, caracterizado pelo fato de que o acessório (212, 412) é uma pulseira.