CN102591382A - 温度控制装置、方法与电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种温度控制装置、方法与电子设备，用于解决电子设备及元器件在低温状态下无法工作的问题，该温度控制装置包括：温度检测单元，用于检测元器件的工作温度；加热单元，用于根据所述温度检测单元的检测结果对所述元器件进行加热，使得所述工作温度在第一温度与第二温度之间；以及电源接口，分别连接所述温度检测单元与所述加热单元，用于为所述温度检测单元与所述加热单元供电；其中，所述第一温度为所述元器件的工作温度的下限值，所述第二温度为所述元器件的工作温度的上限值。采用本发明的技术方案，可以维持电子设备或元器件的工作温度，使得电子设备及其元器件克服低温障碍，从而正常工作。

Description

温度控制装置、方法与电子设备

技术领域

本发明涉及电子设备领域，更具体的，涉及一种温度控制装置、方法与电子设备。

背景技术

便携式电子设备由于受到集成电路、电池、天线等元器件的限制，工作温度一般有比较大的限制，在低温时会导致无法启动、不能充电、无法正常运行、CPU计算错误率提高等非正常工作状态的发生。比如2011年冬季，平板电脑在低温地区出现了因低温而无法充电的故障。对于上述问题，目前采用的方法有如下两种：

(1)通过提高外界环境温度，待电子设备温度随环境提升至可正常工作温度后，再执行充电或开机等操作。

(2)使用更高级的元器件，通过高品质的物料扩大电子设备的工作温度范围。

然而，方法(1)并没有解决实质性的问题；而方法(2)并不通用，因为元器件的更换，会引起成本过高问题，同时高级器件与普通器件相比，性能提升有限，但价格却会提高很多，性价比很低。

因此，现有技术中，存在因温度偏低而导致电子设备无法正常工作的问题，对于该问题，目前尚未提出理想的解决方案。

发明内容

本发明公开一种温度控制装置、方法与电子设备，用于解决现有技术中存在因温度偏低而导致电子设备无法正常工作的问题。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种温度控制装置，并采用以下技术方案：

温度控制装置，用于维持电子设备的元器件的工作温度，包括：温度检测单元，用于检测所述元器件的工作温度；加热单元，用于根据所述温度检测单元的检测结果对所述元器件进行加热，使得所述工作温度在第一温度与第二温度之间；以及电源接口，分别连接所述温度检测单元与所述加热单元，用于为所述温度检测单元与所述加热单元供电；其中，所述第一温度为所述元器件的工作温度的下限值，所述第二温度为所述元器件的工作温度的上限值。

进一步地，温度控制装置还包括：控制单元，连接所述加热单元，用于根据所述温度检测单元的检测结果启动或关闭所述加热单元。

进一步地，所述温度检测单元根据预设时间间隔启动检测功能对所述元器件进行工作温度的检测。

进一步地，所述加热单元为将电能转化为热能的发热材料。

进一步地，所述发热材料为薄膜状，用于覆盖在电子设备和/或所述元器件上。

进一步地，所述加热单元的工作温度的上限值小于所述第二温度，所述加热单元的工作温度的下限值要小于所述第一温度。

根据本发明的另外一个方面，提供一种电子设备，并采用以下技术方案：

电子设备，包括上述的温度控制装置，所述温度控制装置包括所述温度检测单元与所述加热单元，其中，所述温度检测单元设置在电子设备的预定加热的元器件处，用于对所述元器件的工作温度进行监测；所述加热单元设置在所述电子设备的预留空间里或者所述元器件处，用于对所述元器件进行加热。

进一步地，所述温度控制装置设置在所述电子设备的第一组件处，用于控制所述第一组件的工作温度。

进一步地，所述温度控制装置设置在所述电子设备的所述第一组件与第二组件之间，用于控制所述第一组件与所述第二组件的工作温度。

进一步地，所述第一组件为导热材料制成的印刷电路板，所述印刷电路板作为所述温度控制装置的发热装置。

进一步地，所述第一组件包括处理模块与存储模块，所述温度控制装置的控制单元与所述第一组件集成在一起，所述控制单元于所述第一组件共用所述处理模块与所述存储模块。

根据本发明的又一个方面，提供一种温度控制方法，并采用以下技术方案：

温度控制方法，应用于维持电子设备的元器件的工作温度，温度控制方法包括：获取所述元器件的当前温度；判断所述当前温度是否在第一温度与第二温度之间，并得一判断结果；在所述一判断结果为所述当前温度低于所述第一温度时，控制所述当前温度在所述第一温度与所述第二温度之间；其中，所述第一温度为所述元器件的工作温度的下限值，所述第二温度为所述元器件的工作温度的上限值。

本发明通过设置温度检测单元与温度控制单元，可实时或每隔一段时间对电子设备或元器件进行工作温度的检测，并根据检测的结果对电子设备或元器件的温度进行调节，使得电子设备或元器件的温度在预设的上限值和下限值之间，克服了电子设备或元器件在低温状态下无法启动、不能充电、无法正常运行、CPU计算错误率提高等非正常工作状态的发生。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1表示本发明实施例一所述的温度控制装置的结构示意图；

图2表示本发明实施例二所述的温度控制装置的结构示意图；

图3表示本发明实施例三所述的电子设备的结构示意图；

图4表示本发明实施例四所述的电子设备的结构示意图；

图5表示本发明实施例五所述的电子设备的结构示意图；

图6表示本发明实施例六所述的温度控制方法的流程图；

图7表示本发明实施例七所述的温度控制方法的流程图；以及

图8表示本发明实施例八所述的温度控制方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例一通过温度控制装置的主要结构来说明温度控制装置的组成、使用方法及技术效果。

图1表示本发明实施例一所述的温度控制装置的结构示意图。

参见图1所示，温度控制装置包括：

温度检测单元10，温度检测单元10连接电子设备的元器件16，用于检测所述元器件16的工作温度；

加热单元12，用于根据所述温度检测单元10的检测结果控制所述元器件16的工作温度在第一温度与第二温度之间；以及

电源接口14，分别连接所述温度检测单元10与所述加热单元12，用于为所述温度检测单元10与所述加热单元12提供电力；

其中，所述第一温度为所述元器件的工作温度的下限值，所述第二温度为所述元器件的工作温度的上限值。

在本实施例的上述技术方案中，以手机显示屏为例，但并限于手机显示屏，也包括其他受温度低而无法正常工作的电子设备元器件，如平板电脑的电池芯片，CPU等等。

温度检测单元10可以为温度传感器或者其它能够测量温度的器件，通过温度检测单元10测量手机的显示屏的温度，由于该显示屏的工作温度有低温限制，即在0摄氏度以下该显示屏不能正常显示，温度检测单元10在检测到该显示屏的温度低于0摄氏度时，将该温度上报，并启动温度控制装置的加热单元12，加热单元12启动后对该显示屏进行加热，加热后该显示屏即可以正常使用。

但是温度检测单元10并不停止工作，而是每隔预定时间间隔均启动检测功能，并将检测结果上报，根据检测结果，加热单元12启动升温功能，控制降温功能或关闭任何功能。

电源接口14为加热单元12与温度检测单元10提供电力，该电源接口14既可以是电源插口，用于接充电电池，也可以为USB接口，通过USB接口接电子设备，如接电脑的USB接口，实现充电。

实施例二给出一温度控制装置的较佳结构布局，并且通过一控制单元201对加热装置进行控制，并且在实施例二中以平板电脑的电池芯片为例，但不限于为电池芯片加热，包括其他受低温影响而无法正常工作的电子设备及其元器件。

参见图2所示，温度控制装置包括一控制单元201，用于控制发热装置202的启动与关闭；发热装置202，可以将电能转化为热能，导热装置203使用导热性能较好的材料制作，覆盖或近距离安置在工作系统中需要加热的器件旁。

发热装置202与导热装置203共同组成加热单元。

温度检测单元10通过一根线与控制单元201相连接，因为，在布局时温度检测单元10不应该与控制单元201及加热装置放在一起，以降低加热装置对温度检测单元10的影响。如可以设置于器件相对的两侧。

具体而言，加热装置正常工作所要求的最低温度，比电子设备或元器件的正常工作所要求的温度范围的下限更低；温度检测单元和控制单元的正常工作温度范围下限要低于功能器件的正常工作温度范围下限。加热装置加热时，自身温度不能大于电子设备正常工作所要求的温度范围的上限，否则可能导致电子设备因为过热而损坏。

加热装置应可以独立于控制单元工作，即当控制单元无法正常工作时，加热装置仍然应当可以启动并正常工作。

加热装置可以和其他功能器件集成，甚至可以直接将印刷电路板使用导热能力较强的材料制作，使印刷电路板充当加热装置。

加热装置也可以设置在电子设备的一空闲空间，通过加热使得电子设备的内部空间温度上升，但是这种方式要考虑不同元器件的最高温度上限不同，因此，要重新制定一加热温度上限，使得电子设备的各个元器件均可以正常工作。

温度检测单元应当尽量靠近系统功能器件，并尽可能降低加热装置对其的影响。防止功能器件温度尚未达到要求时，温度检测单元却因为测量到了加热装置的温度而上报错误的温度值。

实施例三为一平板电脑电源芯片加热的例子，该电源芯片在低于9摄氏度时，不能正常充电。

图3表示本发明实施例三所述的电子设备的结构示意图；

参见图3所示，该实施例同样以电池芯片为例，为电池芯片加热，但不限于为电池芯片加热。

温度控制装置与实施例1相比，还包括一控制单元201，同时，在实施例三中，示出了温度控制装置可实现的两种电源方式，方式一为通过外部电源301可为功能系统303的电池芯片充电及为温度控制装置供电，例如通过USB接口；方式二为通过电池为功能系统203的电池芯片充电及温度控制装置供电，在本实施例中加热单元为一加热装置207，如图3，控制单元201连接在温度检测单元10与加热装置207之间，将温度控制装置设置在电源芯片处，该电源芯片为功能系统303的工作电路及其它组件提供电力，温度检测单元10在检测到电源芯片的温度低于9摄氏度时，电源输入301及电池302充电均受到影响，即充不进去电，这将会影响功能系统303的正常使用，温度检测单元10将检测到的电源芯片的当前温度上报给控制单元201，控制单元201根据上报的温度对加热装置207进行有效的控制，以保证电源芯片的工作温度在9摄氏度以上。

优选地，加热装置可以为能将电能转化为热能的材料，例如发热陶瓷、低温电热膜片，硅胶片等等。发热功率P＝电压U*电压U/电阻R，可通过调整发热装置的电阻值来调整发热功率，防止功率过低而导致加热效率太差，或功率太高而导致设备过热。

实施例四为将温度控制装置设成薄膜状，将薄膜状的温度控制装置覆盖在待加热的电子设备或元器件上，即可实现对该电子设备或元器件的温度调控。

图4表示本发明实施例四所述的电子设备的结构示意图。

电子设备面板401，包括正面外壳、显示屏、触摸屏等，此部分与电子设备原来的面板部分相同，无需任何改动。

薄膜状加热装置402。位于面板电子设备面板401与电子设备功能处理系统403中间，易于同时给电子设备面板401和电子设备功能处理系统403同时导热。

电子设备功能处理系统403，包括工作电路等，控制单元201和温度检测单元10也可以安置在此处。

本实施例的薄膜状加热装置也可以只为一个结构或组件加热，例如电子设备面板401为待加热结构，而电子设备功能处理系统403用电子设备的后盖取代，这种情况下，薄膜状加热装置402只为电子设备面板401加热，并且可以封装在电子设备的内部。

本实施例将加热装置设置成一薄膜状，并且覆盖在电子设备或元器件上，使用方便，且不影响电子设备的组装效果。

优选地，控制单元可以是单独工作的电子设备或机械设备，也可以与功能系统的工作电路集成，也可以与温度检测单元集成。当控制单元与温度检测单元集成后，也可以使用温控开关替代两者的功能。

实施例五为温度控制装置的控制单元与电子设备功能系统的工作电路集成在一起的具体实施例。

图5表示本发明实施例五所述的电子设备的结构示意图。

电子设备的功能系统303包括一工作电路504，工作电路504与温度控制装置的控制单元201集成在一起，电源输入301与电池302作为电子设备的电池芯片充电电源。功能系统303为电子设备工作系统，一般由电源芯片、控制电路和其他相关功能组件共同构成。如手机的功能系统包括电源芯片、基带电路、射频电路、存储器、天线、显示器、触摸屏、音频器件等。

加热系统包括温度检测单元10，加热装置207及控制单元201。

控制单元201与工作电路504集成在一起。

在低温状态下，加热系统用于提升整个电子设备功能系统的温度，保证功能系统的正常运行。温度控制装置可以接收温度检测装置上报的温度值，并控制加热装置的启动与关闭。在该实施例中，控制单元201与功能系统303的工作电路504相集成，可以共用CPU、存储器等功能组件，以节省产品的制作成本。

图6表示本发明实施例六所述的温度控制方法的流程图。

参见图6所示，温度控制方法包括：

S801：获取所述元器件的当前温度；

S803：判断所述当前温度是否在第一温度与第二温度之间，并得一判断结果；

S805：在所述一判断结果为所述当前温度低于所述第一温度时，控制所述当前温度在所述第一温度与所述第二温度之间；

其中，所述第一温度为所述元器件的工作温度的下限值，所述第二温度为所述元器件的工作温度的上限值。

本实施例通过对电子设备和/或元器件温度的检测，根据其检测结果，对电子设备和/或元器件的进行升温或降温，使得电子设备和/或元器件的工作温度维持在保证正常工作的范围之内。

图7表示本发明实施例七所述的温度控制方法的流程图。

参见图7所示，温度控制方法包括：

步骤601：在接收到启动信号后，进入启动流程。该启动信号可以是用户按电源键发起；也可以是在加热一定时间后，由控制单元发出。在该流程图中可以看到，该实施例可以支持控制单元独立于功能系统运行。

步骤602：启动控制单元。如果当前控制单元已经被启动，则该步骤可以认为被成功执行。

步骤603：控制单元启动成功，则通过温度检测单元获取当前温度。

步骤604：从控制单元成功获取当前温度后，判断当前温度是否低于第一阀值。第一阀值应等于或略大于电子设备能够进行正常工作所要求的温度范围的下限。

步骤605：如果步骤604判断出温度高于第一阀值，则认为当前温度下，系统可以正常运行，启动电子设备功能系统。

步骤606：如果步骤602中启动温度控制装置失败，认为温度过低导致温度控制装置无法正常工作；或者步骤603中获取当前温度失败，认为温度过低导致温度检测单元无法正常工作；或者步骤604中判断当前温度第一阀值，判定功能系统将无法正常工作。此时进入加热装置开启流程，先判断加热装置当前是否已经启动。如果加热装置已经启动，则结束本次开机流程。如果加热装置未启动，则进入步骤607。

步骤607：启动加热装置。

步骤608：结束流程。如果本次开机流程成功启动功能系统(步骤705)，或者温度控制装置都没有被启动(步骤602失败)，则开机流程完全结束。如果温度控制装置已经被启动，但是获取温度失败(步骤603失败)或者判定温度低于第一阀值(步骤604)，则在一定时机时，有温度控制装置控制，再次进入启动流程。一定时机指温度高于第一阀值时，或者一定时间后。

图8表示本发明实施例八所述的温度控制方法的流程图。

参见图8所示，温度控制方法包括：

该流程在系统能够正常工作后，温度控制装置和功能系统已经成功启动，并正常运行后才会被触发。

步骤701：温度控制装置通过温度检测装置获取当前温度。

步骤702：判断当前温度是否低于第一阀值。第一阀值应等于或略大于电子设备能够进行正常工作所要求的温度范围的下限。

步骤703：如果步骤702中判断当前温度第一阀值，判定功能系统可能会工作异常。此时进入加热装置开启流程，先判断加热装置当前是否已经启动。如果加热装置已经启动，则结束本次温度控制流程。如果加热装置未启动，则进入步骤704。

步骤704：启动加热装置。

步骤705：步骤702中判定当前温度高于第一阀值后，判断当前温度是否高于第二阀值。第二阀值为一高于第一阀值的温度值，但该温度值不能高于电子设备正常工作所要求的温度范围的上限。两个阀值的温差为电子设备工作时，一定工作时间内会产生的温度降低值。如果当前温度低于第二阀值，则结束本次温度控制流程。

步骤706：步骤705中判定当前温度高于第二阀值，则认为温度已经满足功能系统正常工作要求，并在一定时间内温度不会降低到第一阀值以下，则进入加热装置关闭流程。首先判断加热装置当前是否处于开启状态。如果加热装置当前未开启，则无需关闭，结束本次温度控制流程。

步骤707：步骤706中判定当前加热装置处于开启状态，则关闭加热装置。

本发明通过设置温度检测单元与温度控制单元，可实时或每隔一段时间对电子设备或元器件进行工作温度的检测，并根据检测的结果对电子设备或元器件的温度进行调节，使得电子设备或元器件的温度在预设的上限值和下限值之间，克服了电子设备或元器件在低温状态下无法启动、不能充电、无法正常运行、CPU计算错误率提高等非正常工作状态的发生。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种温度控制装置，用于维持电子设备的元器件的工作温度，其特征在于，包括：

温度检测单元，用于检测元器件的工作温度；

加热单元，用于根据所述温度检测单元的检测结果对所述元器件进行加热，使得所述工作温度在第一温度与第二温度之间；以及

电源接口，分别连接所述温度检测单元与所述加热单元，用于为所述温度检测单元与所述加热单元供电；

其中，所述第一温度为所述元器件的工作温度的下限值，所述第二温度为所述元器件的工作温度的上限值。

2.如权利要求1所述的温度控制装置，其特征在于，还包括：

控制单元，连接所述加热单元，用于根据所述温度检测单元的检测结果启动或关闭所述加热单元。

3.如权利要求1所述的温度控制装置，其特征在于，所述温度检测单元根据预设时间间隔启动检测功能对所述元器件进行工作温度的检测。

4.如权利要求1所述的温度控制装置，其特征在于，所述加热单元为将电能转化为热能的发热材料。

5.如权利要求4所述的温度控制装置，其特征在于，所述发热材料为薄膜状，用于覆盖在电子设备和/或所述元器件上。

6.如权利要求1所述的温度控制装置，其特征在于，所述加热单元的工作温度的上限值小于所述第二温度，所述加热单元的工作温度的下限值要小于所述第一温度。

7.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至6中任一项所述的温度控制装置，所述温度控制装置包括所述温度检测单元与所述加热单元，其中，所述温度检测单元设置在电子设备的预定加热的元器件处，用于对所述元器件的工作温度进行检测；所述加热单元设置在所述电子设备的预留空间里或者所述元器件处，用于对所述元器件进行加热。

8.如权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述温度控制装置设置在所述电子设备的第一组件处，用于控制所述第一组件的工作温度。

9.如权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述温度控制装置设置在所述电子设备的所述第一组件与第二组件之间，用于控制所述第一组件与所述第二组件的工作温度。

10.如权利要求8或9所述的电子设备，其特征在于，所述第一组件为导热材料制成的印刷电路板，所述印刷电路板作为所述温度控制装置的发热装置。

11.如权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述第一组件包括处理模块与存储模块，所述温度控制装置的控制单元与所述第一组件集成在一起，所述控制单元于所述第一组件共用所述处理模块与所述存储模块。

12.一种温度控制方法，应用于维持电子设备的元器件的工作温度，其特征在于，包括：

获取所述元器件的当前温度；

判断所述当前温度是否在第一温度与第二温度之间，并得一判断结果；

在所述一判断结果为所述当前温度低于所述第一温度时，控制所述当前温度在所述第一温度与所述第二温度之间；

其中，所述第一温度为所述元器件的工作温度的下限值，所述第二温度为所述元器件的工作温度的上限值。

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