TWI656329B - 用於估計可攜式設備的表面溫度的方法及可攜式設備 - Google Patents

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Abstract

本發明公開一種用於估計可攜式設備的表面溫度的方法及可攜式設備，該方法包括：偵測可攜式設備的內部溫度；以及使用該內部溫度和環境溫度作為電路模型的輸入來估計表面溫度，其中該電路模型描述該可攜式設備的熱行為。本發明中採用內部溫度和環境溫度來，從而使獲取的表面溫度更加準確，便於對可攜式設備實現精確地動態溫度管理，並且最大限度地減少了設備的未利用的溫度空間和過早的過熱降頻。

Description

用於估計可攜式設備的表面溫度的方法及可攜式設備
本發明涉及可攜式設備的溫度管理領域，更具體地，涉及一種用於估計可攜式設備的表面溫度的方法及可攜式設備。
當今的可攜式設備，例如可攜式電腦、平板電腦、智慧手機、智慧手錶、遊戲裝置和其他消費電子設備，均設計為當使用者握持設備或使用者與設備接觸時運轉系統和運轉使用者空間(user space)的應用程式。這些設備的溫度管理(thermal management)不僅可以調節設備的內部溫度以確保安全運轉，還可以調節設備的表面溫度，使使用者可以舒適地接觸這些設備。溫度管理可防止這些設備過熱，因為過高的溫度會降低設備的性能、壽命和可靠性。動態溫度管理的一種形式係過熱降頻(thermal throttling)。當設備中的處理器負載過高時，過熱降頻會降低處理器的性能，從而將內部溫度和表面溫度限制在可接受的水準。
估計可攜式設備的表面溫度的一種方法係使用內部溫度減去固定偏移量(fixed offset)來計算表面溫度。然而，內部溫度和表面溫度之間的差異(即偏移量)可能隨著一個設備產品到另一個而變化，並且同樣的設備的差異可能隨著不同的使用場景和不同的功耗水準而變化。使用這種過於簡單的方法經常導致表面溫度的估量不準確，並且可能導致在表面溫度達到預設限定之前性能就被降低。
估計可攜式設備的表面溫度的另一種方法係將溫度感測器放置在設備表面處，例如顯示器。但係，這種感測器偵測的方式只能偵測設備上有限表面積的溫度。在一些使用場景中，可能會存在設備的不同部位中的複數個熱源，導致設備表面的溫度不均勻升高。此外，在不同的使用場景中，設備內可能存在不同的熱源，導致設備表面的表面溫度在不同的部位升高。因此，在這些使用場景下，表面位置固定的溫度感測器可能無法偵測到表面溫度的變化。
因此，需要改進表面溫度的確定方式，從而實現可攜式設備精確地動態溫度管理。
有鑑於此，本發明提供一種用於估計可攜式設備的表面溫度的方法及可攜式設備，以更加準確地獲取可攜式設備的表面溫度，便於對可攜式設備實現精確地動態溫度管理。
根據本發明的第一方面，公開一種用於估計可攜式設備的表面溫度的方法，包括：偵測可攜式設備的內部溫度；以及使用該內部溫度和環境溫度作為電路模型的輸入來估計表面溫度，其中該電路模型描述該可攜式設備的熱行為。
根據本發明的第二個方面，公開一種可攜式設備，用於估計該可攜式設備的表面溫度，包括：感測器，用於偵測該可攜式設備的內部溫度；電路裝置，用於使用內部溫度和環境溫度作為電路模型的輸入來估計表面溫度，該電路模型描述該可攜式設備的熱行為。
根據本發明的第三個方面，公開一種可攜式設備，用於估計該可攜式設備的表面溫度，包括：記憶體；處理器，該記憶體耦合到該處理器，並配置為從該記憶體載入程式碼，以執行以下步驟：偵測可攜式設備的內部溫度；以及使用該內部溫度和環境溫度作為電路模型的輸入來估計表面溫度，其中該電路模型描述該可攜式設備的熱行為。
本發明提供的用於估計可攜式設備的表面溫度的方法由於包括偵測可攜式設備的內部溫度；以及使用該內部溫度和環境溫度作為電路模型的輸入來估計表面溫度，其中該電路模型描述該可攜式設備的熱行為。本發明中採用內部溫度和環境溫度來，從而使獲取的表面溫度更加準確，便於對可攜式設備實現精確地動態溫度管理，並且最大限度地減少了設備的未利用的溫度空間和過早的過熱降頻。
100‧‧‧設備
110‧‧‧PCB
120‧‧‧處理器
130‧‧‧記憶體
140‧‧‧其他電路
150‧‧‧感測器
160‧‧‧溫度控制器
170‧‧‧電源
180‧‧‧顯示器
190‧‧‧估計器
280‧‧‧SoC
310‧‧‧Tamb參數
320‧‧‧Tint參數
400、410、460‧‧‧電路模型
411、412、413、414‧‧‧熱電阻器
401、402、403‧‧‧熱電容器
420、430‧‧‧電壓源
N1、N2、450‧‧‧點
440‧‧‧接地端子
500、600、602、650、700‧‧‧方法
510、520、530、540、610、620、630、640、612、622、632、642、660、670、710、720‧‧‧步驟
第1圖示出了根據本發明一個實施例的執行估計表面溫度的設備的示例性視圖。
第2圖示出了根據本發明一個實施例的包括用於偵測內部溫度的感測器的設備的側視圖；第3A圖和3B圖示出了根據本發明兩個可替代實施例的溫度估計器的示意圖；第4A圖、4B圖和4C圖示出了根據本發明可替代實施例的用於估計設備的表面溫度的電路模型的示意圖；第5圖係示出根據本發明一個實施例的溫度管理方法的流程圖； 第6A圖、6B圖和6C圖係示出根據本發明可替代實施例的用於估計環境溫度的方法的流程圖；第7圖係示出根據本發明一個實施例的用於估計可攜式設備的表面溫度的方法的流程圖。
以下描述為本發明實施的較佳實施例。以下實施例僅用來例舉闡釋本發明的技術特徵，並非用來限制本發明的範疇。在通篇說明書及申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域技術人員應可理解，製造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的元件。本說明書及申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區別元件的方式，而係以元件在功能上的差異來作為區別的基準。本發明的範圍應當參考後附的申請專利範圍來確定。本發明中使用的術語“元件”、“系統”和“裝置”可以係與電腦相關的實體，其中，該電腦可以係硬體、軟體、或硬體和軟體的結合。在以下描述和申請專利範圍當中所提及的術語“包含”和“包括”為開放式用語，故應解釋成“包含，但不限定於…”的意思。此外，術語“耦接”意指間接或直接的電氣連接。因此，若文中描述一個裝置耦接至另一裝置，則代表該裝置可直接電氣連接於該另一裝置，或者透過其它裝置或連接手段間接地電氣連接至該另一裝置。
對這些實施例進行了詳細的描述係為了使本領域的技術人員能夠實施這些實施例，並且應當理解，在不脫離本發明的精神和範圍情況下，可以利用其他實施例進行機械、化學、電氣和程式上的改變。因此，以下詳細描述並非係限制性的，並且本發明的實施例的範圍僅由所附申請專利範圍第限定。
下面將參考特定實施例並且參考某些附圖來描述本發明，但係本發明不限於此，並且僅由申請專利範圍限制。所描述的附圖僅係示意性的而並非 限制性的。在附圖中，為了說明的目的，一些元件的尺寸可能被誇大，而不係按比例繪製。在本發明的實踐中，尺寸和相對尺寸不對應於實際尺寸。
可攜式設備的表面溫度可根據本發明的實施例估計(estimate)。表面溫度(也稱為皮膚溫度)係基於環境溫度(ambient temperature)和設備的內部溫度估計的。表面溫度的估計可以使用電路模型來執行，該電路模型描述了具有複數個熱電容器(thermal capacitors)和熱電阻器(thermal resistors)的設備的熱行為(thermal behavior)。電路模型的使用驅使高精度的估計得以進行，從而最大限度地減少了設備的未利用的溫度空間(thermal headroom)和過早的過熱降頻(thermal throttling)。在一個實施例中，環境溫度的估計可以基於設備的一個內部溫度或一個時間序列(time-series)的內部溫度(即在一段時間內連續偵測到的內部溫度)。環境溫度係設備運轉環境的溫度。根據本發明描述的實施例，環境溫度可以在沒有溫度感測器嵌入或直接附接到設備表面的情況下估計。
第1圖示出了根據本發明一個實施例的可攜式設備(“設備100”)的簡化圖。設備100包括印刷電路板(PCB)110，印刷電路板110還包括一個或複數個處理器120(例如中央處理單元(CPU)、圖形處理單元(GPU)、數位訊號處理器(DSP)、和/或其他類型的專用/通用處理器或處理電路)，一個或複數個記憶體130(例如，揮發性記憶體如隨機存取記憶體(RAM)和/或非揮發性記憶體如唯讀記憶體(ROM)、快閃記憶體等)，以及其他電路140(例如記憶控制器、網路介面卡、時脈電路、電壓調節器等)。設備100的附加部件在圖中未示出，以簡化描述。
在繼續描述第1圖之前，根據第2圖中的本發明一個實施例示出了設備100的側視圖。在第2圖中示出的側視圖中，設備100包括PCB 110，PCB 110還包括系統級晶片(SoC，system-on-a-chip)280。在一個實施例中，參考第1圖和2圖，處理器120和記憶體130一些或全部，以及其他電路140的一些部件可位於SoC 280中。第1圖示出了感測器150安裝在PCB 110上以感測或偵測設備100的內部溫度，例如PCB 110的溫度。在可替代實施例中，感測器150可以附接於SoC 280(如第2圖所示)、處理器120(如第1圖所示)或其他電路部件。也就係說，內部溫度可以係PCB 110的溫度、SOC 280的溫度或感測器150所附接到的任何電路部件的溫度。在一個實施例中，設備100可以包括多於一個的感測器150，用於偵測內部溫度。
設備100的非限制性示例可以包括：手機、智慧手錶、電子閱讀器或任何手持或可穿戴電子設備，這些設備在使用時設備的表面與使用者的皮膚相接觸。
請再次參考第1圖，設備100還包括溫度控制器160，溫度控制器160至少基於表面溫度的估計對設備100執行動態溫度管理。儘管圖示中溫度控制器160為在PCB 110外部的部件，但係在可替代實施例中，溫度控制器160可以實施為位於PCB 110上，或者作為作業系統(OS，operating system)的一部分儲存在記憶體130中，並且包含硬體來控制電壓供給和/或時脈電路，從而動態地調整處理器120的電壓和/或頻率。在運轉時調整處理器電壓和/或頻率實際上係調整處理器的功耗和熱量輸出。參考第1圖和2圖，在一個實施例中，設備100可以進一步包括電源170(例如電池)，顯示器180和其他硬體部件。
溫度控制器160可以包括或者耦合於溫度估計器，溫度估計器在一個實施例中為第1圖示出的估計器190。估計器190使用內部溫度和環境溫度作為電路模型的輸入來估計設備100的表面溫度，其中電路模型表徵設備100的熱行為。電路模型中使用的參數可能隨不同的設備產品線變化，並且可以由設備100的製造商基於類比或實驗來識別或選擇。參數選擇為使得所估計的表面溫度接近設備表面最熱部分的溫度，其中最熱部分可以係顯示器、後蓋、側表面等，這取決於正在執行的應用程式和正在使用的硬體。基於估計器的結果，溫度控制器 160可以確定係否降低處理器120的性能。
第3A圖和第3B圖示出了根據本發明兩個可替代實施例的估計器190。估計器190可以由硬體(例如通用處理器或特殊應用積體電路(ASIC，Application-Specific Integrated Circuit))，軟體(包含儲存在記憶體130中並且可由處理器120執行的指令)或兩者的組合來實現。在第3A圖中，估計器190係在溫度控制器160內或耦合到溫度控制器160的硬體部件。本實施例中可以感測器150或通過其他方式獲得設備的初始溫度，初始溫度使用Ts表示。初始溫度Ts可以係設備100剛開機或剛開始運行時設備的內部溫度，或者設備100已經開始運轉、在運轉期間選定的某一時刻的內部溫度。如果初始溫度Ts係設備100剛開機或剛開始運行時的設備內部溫度，則可以將初始溫度Ts設置為與環境溫度相等。當然初始溫度Ts也可以通過感測器150感測。本實施例中還可以通過感測器150感測當前的內部溫度，該內部溫度可以使用Tint表示，內部溫度Tint可以係當前這一時刻感測器150感測到的內部溫度。根據內部溫度Tint與初始溫度Ts可以計算環境溫度，例如使用內部溫度Tint與初始內部溫度Ts之間的差值計算環境溫度，環境溫度可以使用Tamb表示。估計器190接收感測器150對當前內部溫度的測量結果(內部溫度(Tint)參數320)，並使用環境溫度(Tamb)參數310和初始溫度(Ts)參數來計算設備100的估計表面溫度；其中，內部溫度(Tint)參數320為設備當前的內部溫度的數值，例如測得的內部溫度是30℃，則內部溫度(Tint)參數為30；環境溫度(Tamb)參數310為環境溫度所對應的數值，例如環境溫度為20℃，則環境溫度(Tamb)參數為20；同樣，初始溫度(Ts)參數為設備初始內部溫度所對應的數值，例如設備初始內部溫度為25℃，則初始溫度(Ts)參數為25。在計算時，估計器190將會根據內部溫度(Tint)參數(例如30)、環境溫度(Tamb)參數310(例如20)、初始溫度(Ts)參數(例如25)來計算設備100的表面溫度。此外，為方便表示，本實施中所有圖示中直接使用 Tint、Tamb、Tsurf等表示對應的電壓，在本實施例的圖示和本實施例的描述中，它們所代表的數值是相同的，只是單位不同，例如代表溫度時單位為攝氏度(。C)，代表電壓時單位為伏特(V)；例如25℃，25V，或僅用數值表示為25。在隨後的示例中，為描述方便，可能會使用Tint、Tamb、Tsurf表示電壓等；然而可以根據情況加上或去掉單位(℃或V)。此外，估計表面溫度的結果由溫度控制器160用來控制處理器120的運轉。
在第3B圖中，估計器190係儲存在記憶體130中的軟體程式。處理器120使用Tint(內部溫度)參數320、Tamb(環境溫度)參數310和Ts(初始溫度)參數作為輸入來執行估計器190軟體程式的指令來估計表面溫度。下面結合第4A圖和第4B圖來描述由估計器190或根據估計器190執行的估計。
第4A圖和4B圖示出了根據本發明一些實施例的用於估計表面溫度的熱等效電路圖。這些熱等效電路圖中的每一個示出了一種電路模型，該電路模型係描述設備100的熱行為的電類比電路，例如熱傳導。
第4A圖示出了包括階梯式RC電路部件的電路模型400，其中RC電路部件包括熱電容器(401，402，403)和熱電阻器(411，412，413，414)。這些熱電容器和熱電阻係它們的電氣對應部件的熱等效器件。電路模型400係熱系統的電氣描述，並遵循克契霍夫電路定律(Kirchhoff’s circuit laws)。內部溫度(Tint)和環境溫度(Tamb)可以分別建模為電壓源420和430。表面溫度(Tsurf)可以建模為電路模型400中的內部點450。熱電容器(401，402，403)和熱電阻器(411，412，413，414)建模或描述為設備100的熱行為。在該電路模型400中，電壓源420和電壓源430分別位於兩端，在電壓源420和電壓源430之間設有多個串聯的熱電阻器，在相鄰的兩個熱電阻器之間設有熱電容器連接，熱電容器的另一端耦接於接地端。同時電壓源420和電壓源430的一端均耦接於接地端，例如電壓源420和電壓源430的負極端耦接於接地端。在可替代實施例中，電路模型400中的熱電 容器和熱電阻器的數量，和/或階梯的級數可以不同於這裡所示的示例。在電路模型400中，內部點N1，N2和Tsurf所處的溫度的數值可以由這些點各自所處的電壓所對應的數值表示；例如，第4A圖中Tsurf所處的電壓為18V，則Tsurf的溫度的數值為18，即Tsurf為18℃。此外，內部點N1和N2在本實施例中並沒有特別的指代，可以根據需要檢測內部點N1和N2所處的電壓所對應的數值，從而得到它們對應的溫度的數值。電路模型400可以使用Tint參數和Tamb參數作為輸入來計算估計值Tsurf所對應的數值(例如18)，從而得到Tsurf(例如18℃)，其中Tint係由第1圖的感測器150測量、然後取Tint的數值得到Tint參數。在一個實施例中，Tamb可以係恒定值，不隨時間和設備環境變化。或者，Tamb可以隨時間緩慢變化(即隨時間變化(time-varying))。本實施例中將參考第5圖來描述估計Tamb的方法。電路模型400描述了沿著較低溫度(即從熱到冷)的方向從Tint到Tamb的溫度梯度。
第4B圖示出了電路模型410，電路模型410包括與電路模型400中相同的熱電容器(401，402，403)和熱電阻器(411，412，413，414)，但係代表Tamb的電壓源430由接地端子440代替。電路模型410可以在Tamb係已知恒定值時使用。△內部溫度(△Tint)為感測器150偵測的內部溫度值減去Tamb(即△Tint=Tint-Tamb)，例如當Tamb設定為0時，△Tint=Tint；在電路模型410中，△Tint建模為電壓源420處的電壓輸出。與△Tint相對應的△表面溫度(△Tsurf)可以使用△Tint和Tamb參數320作為輸入來計算。更具體地說，△Turf係由設備內部到設備表面的熱傳導引起的溫差。例如，以下三個方程可以根據在電路模型410上應用的克契霍夫電路定律來制定。三個未知值(點N1，N2處的溫度和點450處的△Turf，所有這些都用電壓表示)可以係從以下三個方程求解。
△Tsurf求解之後，Tsurf可以通過下式計算：Tsurf=△Tsurf+Tamb。
第4C圖示出了電路模型460，第4C圖中的電路模型460包括與第4B圖中相同的熱電容器和熱電阻器，不同之處在於第4C圖的電路模型460包括從點N1延伸的兩個分支，每個分支具有相應的熱電容器和熱電阻器，熱電容器和熱電阻器的連接關係可參考第4A圖的示例所描述的，並且每個分支具有電壓源，分別為代表△Tint_1的第一△附加電壓源421和代表△Tint_2的第二△附加電壓源422；該第一△附加電壓源421所代表的溫度為由相應的感測器偵測到的相應的第一附加內部溫度(Tint_1)減去環境溫度(Tamb)所得的值。該第二△附加電壓源422所代表的溫度為由相應的感測器檢測到的相應的第二附加內部溫度(Tint_2)減去環境溫度所得的值。其中，第一△附加電壓源421的數值與△Tint_1所對應的數值相同，例如均為16；第二△附加電壓源422的數值為△Tint_2所對應的數值，例如均為19；此外，環境溫度(Tamb)可以是0，則第一△附加電壓源(△Tint_1)421與第一附加內部溫度(Tint_1)相等，第二△附加電壓源(△Tint_2)422與第二附加內部溫度(Tint_2)相等。據此電路模型可計算得到第一附加電壓源的數值(例如16)，從而得到第一附加內部溫度(例如16℃)；並且計算得到第二附加電壓源的數值(例如19)，從而得到第二附加內部溫度(例如19℃)。具體地，可將得到的第一△附加電壓源(△Tint_1)421的數值加上環境溫度(Tamb)的數值，即得到了第一附加內部溫度(△Tint_1)的數值，進而換算為第一附加內部溫度(△Tint_1)的溫度值；可將得到的第二△附加電壓源 (△Tint_2)422的電壓值加上環境溫度的電壓值，即得到了第二附加內部溫度(△Tint_2)的電壓值，進而換算為第二附加內部溫度(△Tint_2)的溫度值。在本實施例中，可將代表環境溫度的一端耦接於接地端，因此第一附加內部溫度(△Tint_1)的電壓值等於第一△附加電壓源(△Tint_1)421的電壓值，即第一△附加電壓源(△Tint_1)421的數值與第一內部溫度的數值相等；第二附加內部溫度(△Tint_2)的電壓值等於第二△附加電壓源(△Tint_2)422的電壓值，即第二△附加電壓源(△Tint_2)422的數值與第二內部溫度(△Tint_2)的數值相等。更具體地說，在該示例中，使用兩個感測器來感測設備的內部溫度。在可替代實施例中，也可以使用多於兩個感測器。表面溫度可以通過求解根據克契霍夫電路定律制定的一組方程來計算。此外，本實施例中，也可以按照第4A圖中所示的，將代表環境溫度(Tamb)的一端不接地，則第4B圖和第4C圖中的△Tint、△Tint_1、△Tint_2就分別寫為Tint、Tint_1、Tint_2。對應的△Tsurf寫為Tsurf。上述這些示例雖未以圖示方式表示，然而在瞭解本實施例第4A-4C圖之後，可以根據這些進行改變。
第5圖係示出了根據本發明一個實施例的基於可攜式設備(例如第1圖的設備100)的表面溫度執行溫度管理的方法500的流程圖。方法500可以由設備100執行。步驟510-540可以以固定的時間間隔重複。
同樣參考第1圖，方法500從估計器190接收由感測器150偵測到的設備的內部溫度開始(步驟510)。估計器190確定環境溫度(步驟520)。在一個實施例中，環境溫度可以使用恒定值。在另一個實施例中，環境溫度係基於設備100的狀態確定的，這將參考第6圖進行描述。然後使用內部溫度和環境溫度作為電路模型的輸入來計算表面溫度(步驟530)。溫度控制器160可以使用表面溫度來確定係否降低設備100的性能(步驟540)；例如通過降低處理器120的主頻來降低設備的性能。
環境溫度可以根據一個時間序列的內部溫度來估計；也就係當前的內部溫度和連續的過去的內部溫度。實驗已經顯示，當設備100處於閒置狀態(例如當處理器120不處於活動運轉中時)，內部溫度及其隨時間的變化與環境溫度相關。當設備100不閒置時(例如當至少一個處理器120處於運轉狀態時)，內部溫度可能隨著處理器使用而迅速波動，並且因此可能難以辨別內部溫度和環境溫度之間的相關性。因此，在一個實施例中，當設備100運轉時(即不閒置的)，不更新環境溫度。
第6A圖係示出了根據本發明一個實施例的用於確定環境溫度的方法600的流程圖。第6B圖係示出了根據本發明另一個實施例的用於確定環境溫度的方法602的流程圖。方法600和602包括第5圖步驟520的進一步的細節，其中環境溫度為基於設備100的狀態(例如閒置或不閒置)來確定。方法600和602可以由第1圖的設備100執行。儘管方法600和602描述為在設備100的一個內部位置感測內部溫度，但係應當理解，方法600和602應用到在設備100的複數個位置處感測內部溫度。
同樣參考第1圖，方法600從估計器190接收(或獲取)設備100的狀態(例如處理器120的狀態)開始(步驟610)。如果狀態係閒置的(步驟620)，則可以使用一個時間序列的內部溫度作為環境溫度模型的輸入來估計環境溫度(步驟630)。環境溫度模型可以基於環境溫度相對於內部溫度的校準而在設備100的運轉之前構建，並且可以儲存在設備100中或由設備100存取。在一個實施例中，環境溫度模型記錄了隨著時間的推移環境溫度和內部溫度的相關性。作為舉例，環境溫度可以通過使用當前偵測的內部溫度和連續的過去的內部溫度所確定的相關的環境溫度來進行估計。在一個實施例中，隨著時間偵測的內部溫度係一個時間序列的內部溫度，該時間序列的內部溫度可以通過將N階多項式擬合到N為任何正整數的時間序列來接近。在一個可選實施例中，環境溫度模型 記錄了環境溫度和相應的內部溫度之間的相關性，並且可以通過使用當前偵測到的內部溫度所確定相關的環境溫度來進行估計。如果狀態不係閒置的(步驟620)，則不更新環境溫度；即保持與前一時刻相同的環境溫度(步驟640)。因此，如果設備100從閒置狀態轉換到運轉狀態，則環境溫度可以保持在與閒置狀態中的最近估計值相同的值。
在第6B圖中，方法602從估計器190接收(或獲取)設備100的狀態(例如處理器120的狀態)開始(步驟612)。如果狀態係閒置的(步驟622)，則可以使用一個時間序列的內部溫度的作為環境溫度模型的輸入來估計環境溫度(步驟632)。環境溫度模型在上文中已經參考第6A圖描述。如果狀態不係閒置的(步驟622)，則可以使用當前偵測到的一個內部溫度或一個時間序列的內部溫度從查閱資料表中查找環境溫度(步驟642)。如前所述，該時間序列的內部溫度可以通過將N階多項式擬合到N為任意正整數的時間序列來接近。
第6C圖係示出了根據本發明另一實施例的用於確定環境溫度的方法650的流程圖。方法650包括第5圖步驟520的進一步的細節，其中環境溫度為基於設備100的狀態來確定，並且提供第6A圖的步驟630和640以及第6B圖的步驟632和642可供選擇。方法650可以由第1圖的設備100執行。儘管方法600和602描述為在設備100的一個內部位置感測內部溫度，但係應當理解，方法600和602應用到在設備100的複數個位置處感測內部溫度。
同樣參考第1圖，方法650從估計器190識別設備100運轉的場景(例如在處理器120上運轉有應用程式)開始(步驟660)。設備100可儲存或存取查閱資料表，該查閱資料表基於在設備100運轉之前對設備100可能運轉的每一組場景執行的校準，將內部溫度與對應的環境溫度相關聯。在一個實施例中，其中一個場景可以係閒置狀態(即沒有有應用程式運轉)。一旦識別了場景，就可以使用當前偵測到的一個內部溫度或一個時間序列的內部溫度從查閱資料表中查 找到環境溫度(步驟670)。如前所述，該時間序列的內部溫度可以通過將N階多項式擬合到N為任意正整數的時間序列來接近。
第7圖係示出了根據本發明一個實施例的估計可攜式設備(例如，第1圖的設備100)的表面溫度的方法700的流程圖。方法700從感測器偵測可攜式設備的內部溫度開始(步驟710)。可攜式設備的表面溫度的估計為使用內部溫度和環境溫度作為電路模型的輸入，該電路模型描述了可攜式設備的熱行為(步驟720)。
上文已經參考第1圖的示例性實施例描述了第5-7圖的流程圖的操作。然而，應當理解的係，第5-7圖的流程圖的運轉可以由除了參考第1圖討論的實施例之外的發明的實施例執行。儘管第5-7圖的流程圖示出了本發明的一些實施例執行的操作的特定順序，但係應當理解，這樣的順序係示例性的(例如可替代實施例可以以不同循序執行操作、組合某些操作、重疊某些操作等)。
這裡已經描述了各種功能部件或模組。如本領域技術人員可以理解的，功能模組將優選地通過電路(專用電路或在一個或複數個處理器和編碼指令的控制下操作的通用電路)來實現，這些電路通常包括電晶體，電晶體配置為根據這裡描述的功能和操作來控制這些電路的操作。
儘管已經對本發明實施例及其優點進行了詳細說明，但應當理解的係，在不脫離本發明的精神以及申請專利範圍所定義的範圍內，可以對本發明進行各種改變、替換和變更。所描述的實施例在所有方面僅用於說明的目的而並非用於限制本發明。本發明的保護範圍當視所附的申請專利範圍所界定者為准。本領域技術人員皆在不脫離本發明之精神以及範圍內做些許更動與潤飾。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

Claims (14)

  1. 一種用於估計可攜式設備的表面溫度的方法，包括：偵測可攜式設備的內部溫度；以及使用該內部溫度和環境溫度作為電路模型的輸入來估計表面溫度，其中該電路模型描述該可攜式設備的熱行為；該電路模型包括複數個熱電容器、複數個熱電阻器、代表該內部溫度的第一電壓源、代表該環境溫度的第二電壓源和代表該表面溫度的節點。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的用於估計可攜式設備的表面溫度的方法，其中該偵測可攜式設備的內部溫度包括：感測該可攜式設備內部的至少一個硬體部件的溫度。
  3. 根據申請專利範圍第1項所述的用於估計可攜式設備的表面溫度的方法，其中還包括：偵測該可攜式設備的一個或複數個附加內部溫度，其中在該電路模型中，一個或複數個附加內部溫度由位於階梯式RC電路的不同分支中的一個或複數個附加電壓源表示。
  4. 根據申請專利範圍第1或3項所述的用於估計可攜式設備的表面溫度的方法，其中該電路模型進一步包括接地端子，該接地端子以固定值代表該環境溫度。
  5. 根據申請專利範圍第1或3項所述的用於估計可攜式設備的表面溫度的方法，其中該表面溫度Tsurf=△Tsurf+Tamb，其中Tsurf係表面溫度，Tamb係環境溫度，並且△Tsurf係由該可攜式設備的內部到表面的熱傳導引起的溫差。
  6. 根據申請專利範圍第1項所述的用於估計可攜式設備的表面溫度的方法，其中還包括：在確定環境溫度之前確定該可攜式設備係否處於閒置狀態。
  7. 根據申請專利範圍第6項所述的用於估計可攜式設備的表面溫度的方法，其中確定該環境溫度還包括：當該可攜式設備處於閒置狀態時，根據時間 序列的內部溫度估計該環境溫度。
  8. 根據申請專利範圍第6項所述的用於估計可攜式設備的表面溫度的方法，其中還包括：當該可攜式設備處於運轉狀態時，將該環境溫度保持在與該可攜式設備的閒置狀態中的最近估計值相同的值。
  9. 根據申請專利範圍第1項所述的用於估計可攜式設備的表面溫度的方法，其中還包括：識別該可攜式設備運轉的場景；以及使用該場景和至少該內部溫度從查閱資料表中確定該環境溫度。
  10. 一種可攜式設備，用於估計所述可攜式設備的表面溫度，包括：記憶體；處理器，該記憶體耦合到該處理器，並配置為從該記憶體載入程式碼，以執行以下步驟：偵測可攜式設備的內部溫度；以及使用該內部溫度和環境溫度作為電路模型的輸入來估計表面溫度，其中該電路模型描述該可攜式設備的熱行為；該電路模型包括複數個熱電容器、複數個熱電阻器、代表該內部溫度的第一電壓源、代表該環境溫度的第二電壓源和代表該表面溫度的節點。
  11. 一種可攜式設備，用於估計所述可攜式設備的表面溫度，包括：感測器，用於偵測該可攜式設備的內部溫度；估計器，用於使用電路模型及內部溫度和環境溫度作為該電路模型的輸入來估計表面溫度，該電路模型描述該可攜式設備的熱行為；該電路模型包括複數個熱電容器、複數個熱電阻器、代表該內部溫度的第一電壓源、代表該環境溫度的第二電壓源和代表該表面溫度的節點。
  12. 根據申請專利範圍第11項所述的可攜式設備，其中該電路模型包括 第一電壓源和第二電壓源，該第一電壓源和第二電壓源之間設有多個串聯的熱電阻器，相鄰的熱電阻器之間設有節點，至少一個節點耦接有熱電容器。
  13. 根據申請專利範圍第12項所述的可攜式設備，其中該第二電壓源為接地端。
  14. 根據申請專利範圍第12項所述的可攜式設備，其中至少一個其他的節點耦接有多個串聯的第一熱電阻器，多個串聯的第一熱電阻器的一端耦接有第一附加電壓源，相鄰的第一熱電阻器之間耦接有第一熱電容器。
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