CN105242715B - 温度控制装置及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种温度控制装置及设备，温度控制装置包括电源和温度传感器，还包括：吸热散热单元，设置在设备上用于吸收热量和散发热量；以及控制单元，与所述温度传感器和吸热散热单元连接，用于根据所述温度传感器检测到的所述设备温度控制所述吸热散热单元吸收热量或散发热量，以控制所述设备处于预设温度范围内。本发明采用的技术方案，实现对了设备温度的动态恒温补偿控制，提升了所述设备的系统性能和使用寿命。

Description

温度控制装置及设备

技术领域

本发明涉及电子控制领域，尤其涉及一种温度控制装置及设备。

背景技术

现有针对电子设备的温度控制装置通常采用风扇、电子散热器、散热片等散热装置对主要高功耗发热元件进行对流散热，但这种散热方式散热效果有限，导致电子设备温度过高影响系统性能和电子元件的使用寿命。在使用应用中，电子设备还经常处于低温的环境内，电子设备的温度过低同样会影响系统性能和电子元件的使用寿命，但现有温度控制装置主要集中在降温散热，无法对于低温环境进行温度补偿。因此，有必要提供一种能使电子设备持续处于最优使用温度范围内的温度控制装置。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种温度控制装置及设备，解决现有的温度控制方法散热效果不佳和无法对低温环境进行有效温度补偿的技术问题。

根据本发明的实施例，提供一种温度控制装置，包括电源和温度传感器，还包括：吸热散热单元，设置在设备上用于吸收热量和散发热量；以及控制单元，与所述温度传感器和吸热散热单元连接，用于根据所述温度传感器检测到的所述设备温度控制所述吸热散热单元吸收热量或散发热量，以控制所述设备处于预设温度范围内。

优选的，所述吸热散热单元包括多个并联的帕尔贴模块。

优选的，所述控制单元包括开关切换单元，所述开关切换单元可切换控制所述帕尔贴模块的P型元件和N型元件分别与所述电源的正极或负极连接。

优选的，当所述开关切换单元切换控制所述帕尔贴模块的P型元件、N型元件分别与所述电源的正极、负极连接时，所述吸热散热单元散发热量；当所述开关切换单元切换控制所述帕尔贴模块的P型元件、N型元件分别与所述电源的负极、正极连接时，所述吸热散热单元吸收热量。

优选的，所述帕尔贴模块采用以碲化铋为基体的三元固溶体合金材料。

优选的，所述帕尔贴模块的P型半导体材料为Bi2Te3-Sb2Te3，N型半导体材料为Bi2Te3-Bi2Se3。

优选的，所述的温度控制装置还包括导热单元，设置在所述设备上，用于传导所述吸热散热单元吸收和散发的热量。

优选的，所述导热单元为设置在所述设备外表面的导热金属件。

优选的，所述控制单元在所述温度传感器检测到设备温度低于预设温度范围时控制所述吸热散热单元散发热量，在所述温度传感器检测到设备温度高于预设温度范围时控制所述吸热散热单元吸收热量，以及在所述温度传感器检测到设备温度处于预设温度范围时控制不启动所述吸热散热单元。

本发明实施例还提供一种设备，包括上述温度控制装置。

本发明提供的温度控制装置及设备，通过所述温度传感器对设备温度进行实时检测，控制所述吸热散热单元相应地进行散发热量或吸收热量，实现对所述设备温度的动态恒温补偿控制，以使所述设备的温度持续处于预设的最优工作温度范围内，提升了所述设备的系统性能和使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例中温度控制装置的结构示意图。

图2为本发明另一个实施例中温度控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步更详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

本发明所述的温度控制装置，可固定或可拆卸地设置在设备表面、内部以及相邻的位置，用于控制所述设备持续处于预设温度范围内。所述温度控制装置可应用于任何电子设备或非电子设备以及相关元件上，比如计算机、手机、集成电路、PCB板、CPU等。

图1为本发明实施例中温度控制装置的结构示意图。如图所示，所述温度控制装置10，包括电源101、温度传感器102、吸热散热单元103和控制单元104。

其中，所述电源101可以为独立的电源，也可以为与所述设备共用的电源，用于给所述温度控制装置10整体供电。所述温度传感器102固定设置在所述设备表面或内部，用于实时检测所述设备表面或内部的温度。

所述吸热散热单元103，可固定设置在所述设备表面上或内部PCB板、重要发热元件上，用于吸收热量和散发热量。具体的，在所述设备的温度低于预设的最优工作温度范围时，所述吸热散热单元103可用于散发热量，给所述设备进行升温补偿，以使所述设备的温度恢复到所述预设的最优工作温度范围内；在所述设备的温度高于预设的最优工作温度范围时，所述吸热散热单元103可用于吸收热量，给所述设备进行降温散热，以使所述设备的温度恢复到所述预设的最优工作温度范围内。所述吸热散热单元103可以为任意同时具有吸热降温和发热升温的功能装置或热电材料模块。

所述控制单元104，为所述温度控制装置10的核心控制部件，与所述温度传感器102和吸热散热单元013连接。所述控制单元104可根据所述温度传感器102检测到的所述设备温度控制所述吸热散热单元103进行吸收热量或散发热量，以控制所述设备持续处于恒定的最优工作温度范围内。具体的，当所述温度传感器102检测到所述设备温度低于预设温度范围T(比如20-25度)时，所述控制单元104控制所述吸热散热单元103散发热量，给所述设备进行升温补偿，以使所述设备的温度恢复到所述预设的最优工作温度范围内；以及当所述温度传感器102检测到所述设备温度高于预设温度范围T时，所述控制单元104控制所述吸热散热单元103吸收热量，给所述设备进行降温散热，以使所述设备的温度恢复到所述预设的最优工作温度范围内。当所述温度传感器102检测到设备温度处于预设温度范围时，所述控制单元104控制不启动所述吸热散热单元，持续保持所述设备当前的温度，仅在当所述温度传感器102检测到设备温度超出预设温度范围时，才会触发温度调整控制的指令，所述控制单元104才会进行温度控制，所述设备的温度恢复到所述预设的最优工作温度范围内。

在本发明实施例中，所述控制器104通过所述温度传感器102对设备温度进行实时检测，控制所述吸热散热单元103相应地进行散发热量或吸收热量，实现对所述设备温度的动态恒温补偿控制，以使所述设备的温度持续处于所述预设的最优工作温度范围内，提升了所述设备的系统性能和使用寿命。

图2为本发明另一个实施例中温度控制装置的结构示意图。如图所示，本实施例提供的温度控制装置10包括电源101、温度传感器102、吸热散热单元103、控制单元104和导热单元105。

帕尔贴模块由于帕尔贴效应，在电路中接通直流电流后可在两种半导体材料的接头处释放热量，当改变电流方向时还可在两种半导体材料的接头处吸收热量，同时具有吸热和散热的功能。在本发明实施例中，所述吸热散热单元103包括多个并联的帕尔贴模块，所述帕尔贴模块采用以碲化铋为基体的三元固溶体合金材料。优选的，所述帕尔贴模块的P型半导体材料为Bi2Te3-Sb2Te3，N型半导体材料为Bi2Te3-Bi2Se3。

所述控制单元104包括开关切换单元1042，所述开关切换单元1042可切换开关S2、S1控制所述帕尔贴模块的P型元件和N型元件分别与所述电源101的正极或负极连接。

具体的，当所述温度传感器102检测到所述设备温度低于预设温度范围时，所述开关切换单元1042切换控制所述帕尔贴模块的P型元件、N型元件连接的开关S2、S1分别与所述电源101的正极、负极连接，所述吸热散热单元103开始散发热量，给所述设备进行升温补偿，以使所述设备的温度恢复到所述预设的最优工作温度范围内；当所述温度传感器102检测到所述设备温度高于预设温度范围时，所述开关切换单元1042切换控制所述帕尔贴模块的P型元件、N型元件连接的开关S2、S1分别与所述电源101的负极、正极连接，所述吸热散热单元103开始吸收热量，给所述设备进行降温散热，以使所述设备的温度恢复到所述预设的最优工作温度范围内。

当所述温度传感器102检测到所述设备温度处于预设温度范围时，所述开关切换单元1042切换控制所述帕尔贴模块的P型元件、N型元件连接的开关S2、S1与所述电源101的负极、正极均断开，所述控制单元104控制不启动所述吸热散热单元103，持续保持所述设备当前的温度，仅在当所述温度传感器102检测到设备温度超出预设温度范围时，才会触发温度调整控制的指令，所述控制单元104才会通过所述开关切换单元1042切换开关进行对所述吸热散热单元103进行吸热或散热的温度控制，以使所述设备的温度恢复到所述预设的最优工作温度范围内。

为了提高所述温度控制装置10与外界的热量传导效率，所述温度控制装置10还可包括设置在所述设备上或邻近位置的导热单元105，用于传导所述吸热散热单元吸收和散发的热量。优选的，所述导热单元105可为设置在所述设备外表面的导热金属件比如铁片。

在本发明实施例中，所述控制器104通过所述温度传感器102对设备温度进行实时检测，所述开关切换单元1042通过切换控制所述帕尔贴模块的P型元件、N型元件连接的开关S2、S1分别与所述电源101的正极、负极连接以及与所述电源101的负极、正极连接，分别控制所述吸热散热单元103相应地进行散发热量或吸收热量，实现对所述设备温度的动态恒温补偿控制，以使所述设备的温度持续处于所述预设的最优工作温度范围内，提升了所述设备的系统性能和使用寿命。

需要说明的是，本发明实施例提供的所述温度控制装置既可以独立使用，也可以作为设备用于温度控制的功能部件。为此本发明还提供一种设备，其包括上述实施例所述的温度控制装置。所述设备可以是任何电子设备或非电子设备或相关元件，比如计算机、手机、集成电路、PCB板、CPU等。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种温度控制装置，包括电源和温度传感器，其特征在于，还包括：吸热散热单元，设置在设备上用于吸收热量和散发热量；以及控制单元，与所述温度传感器和吸热散热单元连接，用于根据所述温度传感器检测到的所述设备温度控制所述吸热散热单元吸收热量或散发热量，以控制所述设备处于预设温度范围内，其中，所述吸热散热单元包括多个并联的帕尔贴模块；所述控制单元包括开关切换单元，所述开关切换单元可切换控制所述帕尔贴模块的P型元件和N型元件分别与所述电源的正极或负极连接，在所述温度传感器检测到设备温度低于预设温度范围时控制所述吸热散热单元散发热量，在所述温度传感器检测到设备温度高于预设温度范围时控制所述吸热散热单元吸收热量，以及在所述温度传感器检测到设备温度处于预设温度范围时控制不启动所述吸热散热单元，且所述温度控制装置固定或可拆卸地设置在被散热设备表面、内部以及相邻的位置。

2.如权利要求1所述的温度控制装置，其特征在于，当所述开关切换单元切换控制所述帕尔贴模块的P型元件、N型元件分别与所述电源的正极、负极连接时，所述吸热散热单元散发热量；当所述开关切换单元切换控制所述帕尔贴模块的P型元件、N型元件分别与所述电源的负极、正极连接时，所述吸热散热单元吸收热量。

3.如权利要求1所述的温度控制装置，其特征在于，所述帕尔贴模块采用以碲化铋为基体的三元固溶体合金材料。

4.如权利要求3所述的温度控制装置，其特征在于，所述帕尔贴模块的P型半导体材料为Bi2Te3-Sb2Te3，N型半导体材料为Bi2Te3-Bi2Se3。

5.如权利要求1所述的温度控制装置，其特征在于，还包括导热单元，设置在所述设备上，用于传导所述吸热散热单元吸收和散发的热量。

6.如权利要求5所述的温度控制装置，其特征在于，所述导热单元为设置在所述设备外表面的导热金属件。

7.一种设备，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的温度控制装置。