用于利用热电冷却器维持恒定电话皮肤温度方法和装置以及包括用于利用热电冷却器维 ...的制作方法
【专利说明】用于利用热电冷却器维持恒定电话皮肤温度方法和装置以及包括用于利用热电冷却器维持恒定电话皮肤温度的代码的计算机程序产品
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求享受2013年9月18日提交的、标题为“METHOD OF AND AN APPARATUSFOR MAINTAINING ⑶NSTANT TEMPERATURE WITH A THERMOELECTRIC COOLER ANDINCREASING ALLOWABLE POWER/PERFORMANCE LIMIT FOR DIE IN A MOBILE SEGMENT”的美国非临时申请N0.14/030，901的优先权，故以引用方式将其全部内容明确地并入本文。
技术领域
[0003]概括地说，本公开内容涉及移动设备，而更具体而言，涉及优化移动设备的性能和用户体验。
【背景技术】
[0004]诸如移动设备和计算设备之类的设备具有产生热量的部件。通常，随着移动设备部件提供更高的性能，这些部件产生更多的热量。为了确保对设备的最佳用户体验，散热往往是必要的。此外，如果用户直接与设备进行接触，则接触的设备部分应当维持在某个温度范围之内，以优化用户对于该设备的体验。例如，如果设备散发的热量造成该设备变热，则与该设备接触的用户可能发现设备的高温使人不愉快。制造商对设备进行设计，以便在不会显著地降低移动设备的性能的基础上，高效地从移动设备中散热。因此，期望用于在优化设备性能的同时，维持期望的温度的方法。
【发明内容】
[0005]在本公开内容的一个方面，提供了一种方法、计算机程序产品和装置。该装置可以确定移动设备的皮肤部分的皮肤温度是否大于门限温度。如果皮肤温度大于门限温度，则该装置可以为热电冷却器(TEC)供电以冷却该TEC的第一面，同时加热该TEC的第二面，其中该TEC的第一面接触皮肤部分以冷却皮肤部分，而该TEC的第二面面向移动设备的内核。可以基于以下各项中的至少一项来确定皮肤温度:管芯温度、电源管理集成电路(PMIC)功率输出或者PMIC温度。
[0006]此外，如果所确定的皮肤温度等于或小于门限温度，则该装置还可以经由该TEC的第一面和第二面之间的温度差来生成电量。可以将生成的电量存储在移动设备的电池中，或者直接提供给移动设备的部件。
[0007]此外，当确定皮肤温度等于或小于门限温度时，该装置还可以禁止向TEC供电。
[0008]该TEC的第二面可以接触散热解决方案，以冷却从该TEC的第二面产生的热量。所述散热解决方案可以包括以下各项中的至少一项:铜散热器、铝制散热器、碳散热器或相变材料(PCM)。皮肤温度被测量的移动设备的皮肤部分，位于该移动设备的显示器面。替代地，皮肤温度被测量的移动设备的皮肤部分，位于该移动设备的无显示器面。
[0009]此外，该装置还可以确定移动设备的第二皮肤部分处的第二皮肤温度是否大于门限温度。如果第二皮肤温度大于门限温度，则该装置还可以为第二 TEC供电以冷却第二 TEC的第一面，同时加热第二TEC的第二面，其中第二TEC的第一面接触第二皮肤部分以冷却第二皮肤部分，第二 TEC的第二面面向该移动设备的内核。
[0010]此外，该装置还可以经由第二TEC的第一面和第二 TEC的第二面之间的温度差来生成电量，其中第二 TEC位于该装置中与所述TEC的相反面。第二 TEC的第一面可以接触移动设备的第二皮肤部分，第二 TEC的第二面面向该移动设备的内核。替代地，第二 TEC的第一面面向该移动设备的内核，第二 TEC的第二面接触该移动设备的第二皮肤部分。第二 TEC的第一面和第二面中的至少一个可以接触散热解决方案。
【附图说明】
[0011]图1A和图1B是不出移动设备的例子的图。
[0012]图2A和图2B是示出一种示例性移动设备的横截面的图。
[0013]图3是示出用于珀耳帖(Peltier)效应的热电冷却器的图。
[0014]图4是示出用于塞贝克(Seebeck)效应的热电冷却器的图。
[0015]图5示出了在移动设备中实现的示例性热电冷却器结构。
[0016]图6A-6C示出了移动设备中的热电冷却器的示例性实施方式。
[0017]图7根据一个实施例，示出了使用热电冷却器的闭环温度控制系统。
[0018]图8是根据一个实施例，示出包括热电冷却器的移动设备的横截面的图。
[0019]图9是根据另一个实施例，示出包括热电冷却器的移动设备的横截面的图。
[0020]图10是根据一个实施例，示出包括两个热电冷却器的移动设备的横截面的图。
[0021]图11是根据另一个实施例，示出包括两个热电冷却器的移动设备的横截面的图。
[0022]图12是根据另一个实施例，示出包括热电冷却器的移动设备的横截面的图。
[0023]图13是根据另一个实施例，示出包括两个热电冷却器的移动设备的横截面的图。
[0024]图14A和图14B是使用一个或多个热电冷却器的方法的流程图。
[0025]图15是示出示例性装置中的不同模块/单元/部件之间的数据流的概念性数据流图。
[0026]图16是示出用于使用处理系统的装置的硬件实现的例子的图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图描述的【具体实施方式】，仅仅旨在对各种配置进行描述，而不是旨在表示仅在这些配置中才可以实现本文所描述的概念。为了对各种概念有一个透彻理解，【具体实施方式】包括特定的细节。但是，对于本领域普通技术人员来说显而易见的是，可以在不使用这些特定细节的情况下实现这些构思。在一些实例中，为了避免使这些构思不明显，公知的结构和组件以框图形式示出。
[0028]现在参照各种装置和方法来给出本公开内容的一些方面。这些装置和方法将在下面的【具体实施方式】中进行描述，并在附图中通过各种框、模块、组件、电路、步骤、处理、算法等等(其统称为“元素”)来进行描绘。可以使用电子硬件、计算机软件或者其任意组合来实现这些元素。至于这些元素是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。
[0029]举例而言，元素或者元素的任何部分或者元素的任意组合，可以用包括一个或多个处理器的“处理系统”来实现。处理器的示例包括微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、状态机、门逻辑、分离硬件电路和被配置为执行贯穿本发明描述的各种功能的其它适当硬件。处理系统中的一个或多个处理器可以执行软件。软件应当被广泛地解释为意味着指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用、软件应用、软件包、例行程序、子例行程序、对象、可执行文件、执行的线程、过程、函数等等，无论其被称为软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言还是其它术语。
[0030]因此，在一个或多个示例性实施例中，本文所描述的功能可以用硬件、软件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以将这些功能存储或编码成计算机可读介质上的一个或多个指令或代码。计算机可读介质包括计算机存储介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。通过示例的方式而不是限制的方式，这种计算机可读介质可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(R0M)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、压缩光盘ROM(CD-ROM)或其它光盘存储、磁盘存储介质或其它磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机进行存取的任何其它介质。如本文所使用的，磁盘和光盘包括CD、激光光盘、光盘、数字通用光盘(DVD)和软盘，其中磁盘通常磁性地复制数据，而光盘则用激光来光学地复制数据。上面的组合也应当包括在计算机可读介质的保护范围之内。
[0031]图1A和图1B示出了一种示例性移动设备100。移动设备100可以是移动电话、平板电脑、便携式媒体播放器、照相机、高科技眼镜、机顶盒、音频/视频设备或者经由人机交互或皮肤接触进行操作的任何电子设备。图1A示出了移动设备100的前视图110，图1B示出了移动设备100的后视图150。移动设备100具有位于移动设备100的前表面上的前盖120、显示屏130和电源按钮140。前盖120覆盖移动设备100的正面部分。显示屏130可以包括覆盖移动设备100的正面部分的液晶显示器(LCD)单元和/或触摸屏。电源按钮140用于打开和关闭移动设备100的电源。移动设备100具有后盖160，以覆盖移动设备100的背面部分。摄像头170可以安装在移动设备100的背面。可以在前盖120上安装另外的摄像头。
[0032]图2A和图2B是示出一种示例性移动设备的横截面的图。图1的移动设备100可以包括图2A和图2B中所示出的结构。图2A是示出图1A的移动设备100的横截面11的第一横截面视图200。图2B是示出图1A的横截面12的侧视图200。根据图2A，第一横截面视图200中所示出的移动设备100具有正面部分210和背面部分230，以及位于正面部分210和背面部分230之间的内部部分240。正面部分210包括触摸屏显示器212，后者包括位于显示器叠层216上的触摸屏214。显示器叠层216可以是IXD叠层。正面部分210包括位于触摸屏显示器212之下的第一散热层218，以减少从移动设备100产生的热量。第一散热层218可以包括石墨层220和石墨层220位于之上的散热器222。散热器222可以包括铜散热器、铝制散热器、碳散热器、均热板(vapor chamber)、热管或相变材料(PCM)中的至少一项。在正面部分210中，在触摸屏显示器212和第一散热层218之间可选地存在空气间隙224。背面部分230包括后盖232，以覆盖背面部分230，以及第二散热层234，从而减少从移动设备100产生的热量。第二散热层234可以包括石墨层，并可以另外包括铜散热器或者铝制散热器。
[0033]内部部分240包括其上具有一个或多个电组件的印刷电路板(PCB)242。用于执行移动设备100的任务的管芯或处理器244位于PCB 242上。诸如无线通信设备(W⑶)246、无线调制解调器248和射频收发机250之类的通信部件可以位于PCB 242上。无线通信设备246可以用于与蜂窝网络的核心网络进行通信。无线调制解调器248可以用于局域网通信。诸如嵌入式多媒体卡(EMMC)252、微用户识别模块(微SHO卡连接器254和微安全数字(微SD)卡连接器256之类的与存储相关部件可以位于PCBSASlt3PCB 242可以包括位于之上的一个或多个电源管理集成电路(PMIC)258、260以管理用于移动设备100的各个部件的功率，并包括一个或多个功率放大器262、264、266。音频编解码芯片268可以位于PCB 242上。在管芯244上可以提供第一管芯热界面材料部分(TIM-1)270，在??Μ-Ι 270上可以提供第二管芯热界面材料部分(!'頂-11)272，1'頂-11 272可以与散热器222相接触。可以在位于PCB 242上的电组件之上和周围，实现其它热界面材料部分(??Μ)274、276、278。应当注意的是，图2A中所示出的PCB部件的布局只是一个例子，位于PCB 242的顶面和底面上的PCB部件的布局可以变化。例如，如果从PCB布局中忽略位于PCB的背面的??Μ 274和??Μ 278，则在PCB 242的背面上的部件和包括第二散热层234和后盖232的背面部分230之间，可以存在较小的空气间隙。
[0034]图2Β是示出图1A的移动设备100的横截面12的第二横截面视图280。图2Β示出了图2Α中所示的正面部分210、背面部分230和内部部分240的侧视图。图2Β示出了以下部件的侧视图:图2Α中所示出的包括触摸屏214和显示器叠层216的触摸屏显示器212、包括石墨层220和散热器222的第一散热层218、空气间隙224、后盖232和第二散热层234。此外，图2Β还示出了图2Α中所示的PCB 242、管芯244、PMIC 258、TIM_I 270、TIM_II 272和??Μ 274的侧视图。如图2Β中所示，移动设备100包括电池282。
[0035]在移动设备(例如，移动设备100)中，可以经由移动设备内部的传导和经由移动设备的皮肤表面上的自然对流和辐射，来消除移动设备中的热量。在本公开内容中，移动设备皮肤可以是移动设备100中面向移动设备的外部的部分，例如，触摸屏显示器212和后盖232。例如，可以在移动设备100中，对来自移动设备100的内部部分240中的移动设备部件(例如，管芯244)的热量进行引导。该热量可以通过