CN104978000A - 散热方法及散热系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及散热领域，公开了一种散热方法及散热系统。本发明包括以下步骤：获取当前的主板温度；其中，主板温度为当前主板上温度最高的热源所对应的温度；根据主板温度、当前的电池电压及环境温度，确定风扇的运转模式；控制风扇以选定的运转模式工作。本发明实施方式相对于现有技术而言，在主板上设置了风扇，终端可根据当前的电池电压、环境温度及当前的主板温度，实时确定风扇的运转模式，并控制风扇以该运转模式工作，这种做法，一方面有利于及时将主板上因元器件工作而产生的热量快速排出，降低主板的温度，提高终端的使用寿命；另一方面有利于终端资源的合理配置，有利于提升用户的体验感。

Description

散热方法及散热系统

技术领域

本发明涉及散热领域，特别涉及一种基于移动终端的散热方法及散热系统。

背景技术

随着电子通信产业的蓬勃发展，手机、平板电脑等移动终端逐渐成为人们日常生活的必备品，且正朝着小型化、集成化和多功能化的方向发展。而为了满足以上的多样化需求，这些移动终端的电路板上需要承载的元器件的个数越来越多，内部空间越来越小，从而使得移动终端内部的空气流通性越来越差，热量的散发变得越来越困难，进而导致内部的温度越来越高，这不仅会影响移动终端的稳定性，还可能出现死机等问题，从而影响移动终端的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种散热方法及散热系统，使得终端可根据当前的电池电压、环境温度及主板温度确定风扇的运转模式，从而提升用户的体验。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种散热方法，包含以下步骤：

获取当前的主板温度；其中，所述主板温度为当前主板上温度最高的热源所对应的温度；

根据所述主板温度、当前的电池电压及环境温度，确定风扇的运转模式；

控制所述风扇以所述运转模式工作。

本发明的实施方式还提供了一种散热系统，包含：主板、处理器、电压获取模块及环境温度获取模块；

所述主板包括N个热源，每个热源的预设位置设有一个温度检测模块，所述温度检测模块用于检测所对应的热源的温度；所述N为自然数；

所述主板上还设有风扇，所述风扇用于对所述主板进行散热；

所述电压获取模块用于获取当前的电池电压；

所述环境温度获取模块用于获取当前的环境温度；

所述处理器包括：主板温度获取模块、运转模式选择模块、控制模块；

所述主板温度获取模块用于根据当前各热源的温度，获取当前的主板温度；其中，所述主板温度为当前主板上温度最高的热源所对应的温度；

所述运转模式选择模块用于根据所述主板温度、当前的电池电压及环境温度，确定风扇的运转模式；

所述控制模块用于控制所述风扇以所述运转模式工作。

本发明实施方式相对于现有技术而言，在主板上设置了风扇，终端可根据当前的电池电压、环境温度及当前的主板温度，实时确定风扇的运转模式，并控制风扇以该运转模式工作，这种做法，一方面有利于及时将主板上因元器件工作而产生的热量快速排出，降低主板的温度，提高终端的使用寿命；另一方面有利于终端资源的合理配置，有利于提升用户的体验感。

进一步地，在根据所述主板温度、当前的电池电压及环境温度，确定风扇的运转模式的步骤中，包括以下子步骤：

若所述主板温度小于预设温度，或所述电池电压小于预设电压，则不运转所述风扇。有利于节省终端的电量。

进一步地，若所述主板温度大于所述主板的最高临界温度，则在判定所述主板温度小于预设温度的步骤之后，还执行以下步骤：

降低CPU的频率，将显示屏背光调至最暗，并提示用户主板温度过高。在进一步降低终端能耗的同时，也能适当降低主板的温度。

进一步地，在根据所述主板温度、当前的电池电压及环境温度，确定风扇的运转模式的步骤中，包括以下子步骤：

若所述主板温度大于预设温度，且所述电池电压大于预设电压，则运转所述风扇。有利于降低主板的温度。

进一步地，在运转所述风扇的步骤之后，还包括以下步骤：

根据所述主板温度及当前的电池输出电流，选择风扇的运转功率。根据当前终端的实际情况选择风扇的运转功率，有利于终端资源的合理配置。

进一步地，若所述主板温度大于所述主板的最高临界温度，则在判定所述主板温度大于预设温度，且所述电池电压大于预设电压的步骤之后，还执行以下步骤：

降低CPU的频率，将显示屏背光调至最暗，并提示用户主板温度过高。在进一步降低主板温度的同时，也有利于用户及时了解终端的状态。

进一步地，通过如下方式设置风扇的位置：

分别获取不同时刻，主板上各热源的温度；

对于同一热源，获取其在各个时刻温度的和，作为该热源的总热能；

将所述风扇设置在总热能最大的热源处。有利于对总热能最大的热源优先散热。

进一步地，在控制所述风扇以所述运转模式工作的步骤中，

通过调整脉冲宽度调制PWM信号的占空比，控制所述风扇以所述运转模式工作。改变PWM信号的占空比可实现风扇输出的不同功率。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式的散热方法的流程图；

图2是根据本发明第二实施方式的终端的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种散热方法。本发明的主要思想是先根据相关数据(如当前的电池电压、环境温度等)，判定当前的主板温度是否较高，再根据判定结果，确定风扇的运转模式，并控制风扇以选定的运转模式工作。

本发明实施方式的具体流程如图1所示。

步骤101:获取当前的电池电压Vbatt，并判断该电池电压Vbatt是否大于预设电压。

利用风扇对主板进行散热，需要消耗一定的电量，若电池电压过低，运转风扇会使电池电量快速用完，本实施方式会预先为电池设置一个预设电压，该预设电压可以为电池的截止电压，如3.6v，在选择风扇的工作模式之前，终端会实时检测当前的电池电压是否大于该预设电压，以该预设电压为3.6v为例，即判断Vbatt>3.6V是否成立。

若当前的Vbatt不大于该预设电压，说明当前的Vbatt过低，则进入步骤102；若当前的Vbatt大于该预设电压，则进入步骤103。

步骤102:不运转风扇。

值得一提的是，在这种情况下(即当前的Vbatt不大于该预设电压)，若终端还同时检测到当前的电池输出电流Ibatt大于或等于第一门限电流(以该第一门限电流为0.5A为例，即Ibatt≥0.5A)，则说明当前终端的能耗较大，为了节省终端的电量，延长终端的使用时间，本实施方式可降低CPU的频率，将显示屏背光调至最暗，并提示用户插入充电器或进行省电。

步骤103：获取当前的主板温度Tmax，并判断该主板温度Tmax是否大于第一临界温度。

具体地说，在本实施方式中，终端会实时检测主板上各热源的温度，并将当前主板上温度最高的热源所对应的温度，作为当前的主板温度Tmax。若Tmax过高，不仅会影响终端的工作效率，也会影响影响终端的稳定性及使用寿命，为此，终端会预先为主板设置多个临界温度，供终端对Tmax的大小进行判断。

以终端为主板设置4个临界温度为例，其分别为：第一临界温度T1、第二临界温度T2、第三临界温度T3及第四临界温度T4，且T1<T2<T3<T4，其中，T1可以为45度，T2可以为55度，T3可以为65度，T4可以为75度。若Tmax≤T1，则说明当前的主板温度较低，不需要运转风扇；若Tmax＞T1，则说明当前的主板温度较高，因此，本步骤可将第一临界温度T1作为预设温度，供终端判断主板的温度。

在本步骤中，若终端判定Tmax≤T1，则进入步骤102；若Tmax大于该预设温度，即Tmax＞T1，则进入步骤104。

步骤104：判断当前的主板温度Tmax与当前的环境温度Tb之差是否大于门限温度。

在判断主板温度是否较高的过程中，除了考虑主板温度与各临界温度的大小关系，还需要考虑主板温度与当前的环境温度的关系，这种做法可以避免环境温度较高，导致风扇的散热效果不佳，在判断Tmax与Tb的大小关系时，可通过判断Tmax与Tb的差值来判断环境温度是否过大。为此，本实施方式会预先设置一个门限温度，若Tmax-门限温度≤Tb，则说明当前的环境温度过高，不运转风扇；若Tmax-门限温度＞Tb，说明环境温度较低，可以运转风扇。也就是说，本步骤可将当前的环境温度Tb与门限温度之和作为预设温度，供终端判断是否可以运转风扇。

以门限温度等于3为例，在本步骤中，若Tmax不大于该预设温度，即Tmax-3≤Tb，说明当前的环境温度较高，打开风扇起不到散热效果，则进入步骤102；若Tmax大于该预设温度，即Tmax＞Tb+3，则说明当前的环境温度较低，则进入步骤105。

值得一提的是，当终端由步骤104进入步骤102后(即终端判定Vbatt>3.6V，Tmax＞T1，Tmax≤Tb+3后)，若终端还同时检测到当前的主板温度Tmax大于主板的最高临界温度，在本实施方式中，第四临界温度即为主板的最高临界温度，即Tmax＞T4，则说明主板上温度最高的热源所对应的温度较高，但不开启风扇，此时，本实施方式可通过降低CPU的频率，并将显示屏背光调至最暗，提示用户主板温度过高等方式来降低主板温度。

步骤105：运转风扇。

值得一提的是，在本实施方式，可优先将风扇设置在工作时间长，且发热量大的热源(如CPU)处，本实施方式可通过如下方式确定该热源：先分别记录各个不同时间点(如t1时刻、t2时刻……tn时刻)，主板上各热源的温度；对于同一热源，计算其各个不同时刻温度的和，作为该热源的总热能，比如，某一热源在t1时刻的温度为Tam1，在t2时刻的温度为Tam2，……在tn时刻的温度为Tamn，则该热源的总热能即为：Tam1+Tam2+…+Tamn；获得各热源的总热能后，再通过比较各热源的总热能，得到总热能最大的热源，本实施方式即将风扇设置在该总热能最大的热源处。需要注意的是，需要测试各种使用场景的温度，如待机、通话、上网、摄像、打游戏等，使得风扇设置的位置更准确。

本发明实施方式相对于现有技术而言，在主板上设置了风扇，终端可根据当前的电池电压、环境温度及当前的主板温度，实时确定是否运转风扇，这种做法一方面有利于及时将主板上因元器件工作而产生的热量快速排出，降低主板的温度，提高终端的使用寿命；另一方面有利于终端资源的合理配置，有利于提升用户的体验感。

本发明第二实施方式涉及一种散热方法。第二实施方式是在第一实施方式的基础上做的进一步改进，其改进之处在于：本发明第二实施方式在确定运转风扇之后，还会根据当前的主板温度及电池输出电流，选择风扇的运转功率，并控制风扇以选定的功率进行运转。

具体地说，在本实施方式中，终端可先将当前的主板温度与预设的各临界温度进行比较，判定当前的主板温度所在的范围，再根据当前的电池输出电流，确定风扇的运转功率(如表一所示)。

表一：

当主板温度在主板的第一临界温度与第二临界温度之间，即T1＜Tmax≤T2时：若电池输出电流小于第一门限电流，说明当前终端的工作量较少，发热量较小，此时为风扇选择小功率的运转功率即可；若电池输出电流在第一门限电流与第二门限电流(如0.8A)之间，则为风扇选择中功率的运转功率；若电池输出电流大于第二门限电流，则说明当前终端的工作量较大，发热量较大，此时为风扇选择大功率的运转功率。

当主板温度在主板的第二临界温度与第三临界温度之间，即T2＜Tmax≤T3时：若电池输出电流小于第一门限电流，此时可为风扇选择中功率的运转功率；若电池输入电流大于或等于第一门限电流，则为风扇选择大功率的运转功率。

当主板温度在主板的第三临界温度与第四临界温度之间，即T3＜Tmax≤T4时，则为风扇选择大功率的运转功率。

当主板温度大于主板的第四临界温度时，则说明当前主板的温度过高，此时，再为风扇选择大功率的运转功率的同时，还可通过降低CPU的频率，将显示屏背光调至最暗，提示用户主板温度过高等方式，进一步降低主板温度。

值的一提的是，本实施方式是通过调整脉冲宽度调制PWM信号的占空比，来控制风扇的运转功率的，比如，PWM信号的占空比为100％时，风扇的运转功率为满功率(即大功率)；该占空比为50％－70％时，风扇的运转功率为中功率；该占空比为30％－40％，风扇的运转功率为小功率。

此外，值得说明的是，上述表格只是为了方便理解而给出的举例说明，本发明并不应以此为限，工程技术人员可以根据实际需要确定风扇的运转功率，比如，对功率设置多个等级，不局限于表中的小功率、中功率或大功率；或者将PWM信号的占空比设计成与电池输出电流相关的连续函数等。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

本发明第三实施方式涉及一种散热系统，包含：主板、处理器、电压获取模块及环境温度获取模块；

主板包括N个热源，与每个热源的相距预设距离的位置设有一个温度检测模块，该温度检测模块用于检测所对应的热源的温度，其中，N为自然数；

主板上还设有风扇，该风扇用于对主板进行散热；

电压获取模块用于获取当前的电池电压；

环境温度获取模块用于获取当前的环境温度；

处理器包括：主板温度获取模块、运转模式选择模块、控制模块；其中，

主板温度获取模块用于根据当前各热源的温度，获取当前的主板温度；其中，该主板温度为当前主板上温度最高的热源所对应的温度；

运转模式选择模块用于根据该主板温度、当前的电池电压及环境温度，确定风扇的运转模式；

控制模块用于控制风扇以选定的运转模式工作。

如图2(其中，标号1为终端、标号2为主板、标号4为温度检测模块、标号5为环境温度获取模块)所示，本实施方式在主板的各个热源(图中未示出)处均设置了用于检测热源温度的温度检测模块(如热敏电阻、热敏二极管等)，在实际应用中，也可只在终端的一些典型热源(如CPU、电源IC、背光驱动IC、射频功率放大器等)处设置温度检测模块。值得注意的是，温度检测模块设置在与热源相距预设距离的位置，为了提高温度检测灵敏度和实时性，温度检测模块与相应热源的距离应越近越好，不大于3mm为宜。

另外，为了提高风扇的排热效果，可优先将风扇安置在工作时间长且发热量大的热源(如CPU)处，同时，考虑到结构设计的便利性，本实施方式可将风扇设置在主板的侧边并尽量靠近总热能最大的热源处(如图2所示，图中的31、32、33示出了三种可能的风扇位置)，另外，值得一提的是，本实施方式中，风扇可采用负压排风方式，并在风扇位置处留数个排气孔，使热空气在风扇作用下能顺利排出，与此同时，在终端结构的不同位置留出进气孔，使空气能顺利流通。

不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的系统实施例子，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本发明第四实施方式涉及一种散热系统。第四实施方式是在第三实施方式的基础上做的进一步改进，其改进之处在于：在本发明第四实施方式中，还设有电流获取模块，该电流获取模块用于获取当前的电池输出电流，本实施方式可根据该主板温度及电池输出电流，为风扇选择运转的功率。

由于第二实施方式与本实施方式相互对应，因此本实施方式可与第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，在第二实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第二实施方式中。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (9)

1.一种散热方法，其特征在于，包含以下步骤：

获取当前的主板温度；其中，所述主板温度为当前主板上温度最高的热源所对应的温度；

根据所述主板温度、当前的电池电压及环境温度，确定风扇的运转模式；

控制所述风扇以所述运转模式工作。

2.根据权利要求1所述的散热方法，其特征在于，在根据所述主板温度，当前的电池电压及环境温度，确定风扇的运转模式的步骤中，包括以下子步骤：

若所述主板温度小于预设温度，或所述电池电压小于预设电压，则不运转所述风扇。

3.根据权利要求2所述的散热方法，其特征在于，

若所述主板温度大于所述主板的最高临界温度，则在判定所述主板温度小于预设温度的步骤之后，还执行以下步骤：

降低CPU的频率，将显示屏背光调至最暗，并提示用户主板温度过高。

4.根据权利要求1所述的散热方法，其特征在于，在根据所述主板温度，当前的电池电压及环境温度，确定风扇的运转模式的步骤中，包括以下子步骤：

若所述主板温度大于预设温度，且所述电池电压大于预设电压，则运转所述风扇。

5.根据权利要求4所述的散热方法，其特征在于，在运转所述风扇的步骤之后，还包括以下步骤：

根据所述主板温度及当前的电池输出电流，选择风扇的运转功率。

6.根据权利要求4所述的散热方法，其特征在于，

若所述主板温度大于所述主板的最高临界温度，则在判定所述最高温度大于预设温度，且所述电池电压大于预设电压的步骤之后，还执行以下步骤：

降低CPU的频率，将显示屏背光调至最暗，并提示用户主板温度过高。

7.根据权利要求1所述的散热方法，其特征在于，通过如下方式设置风扇的位置：

分别获取不同时刻，主板上各热源的温度；

对于同一热源，获取其在各个时刻温度的和，作为该热源的总热能；

将所述风扇设置在总热能最大的热源处。

8.根据权利要求1所述的散热方法，其特征在于，在控制所述风扇以所述运转模式工作的步骤中，

通过调整脉冲宽度调制PWM信号的占空比，控制所述风扇以所述运转模式工作。

9.一种散热系统，其特征在于，包括：主板、处理器、电压获取模块及环境温度获取模块；

所述主板包括N个热源，与每个热源相距预设距离的的位置设有一个温度检测模块，所述温度检测模块用于检测所对应的热源的温度；所述N为自然数；

所述主板上还设有风扇，所述风扇用于对所述主板进行散热；

所述电压获取模块用于获取当前的电池电压；

所述环境温度获取模块用于获取当前的环境温度；

所述处理器包括：主板温度获取模块、运转模式选择模块、控制模块；

所述主板温度获取模块用于根据当前各热源的温度，获取当前的主板温度；其中，所述主板温度为当前主板上温度最高的热源所对应的温度；

所述运转模式选择模块用于根据所述主板温度、当前的电池电压及环境温度，确定风扇的运转模式；

所述控制模块用于控制所述风扇以所述运转模式工作。