电子系统和用于在其中考虑到太阳热负载的热管理的方法

电子系统和用于在其中考虑到太阳热负载的热管理的方法
【技术领域】
[0001] 本发明总体上设及对电子系统的热管理，并且更具体地，设及电子系统和在电子 系统中使用的考虑到太阳热负载的热管理方法。
【背景技术】
[0002] 诸如智能电话、平板计算机、多媒体设备、机动载具的移动式和便携式电子系统W 及各种其他移动式和便携式的基于处理器的系统利用在过热情况下可能响应或执行较差 或者甚至变得危险的部件。例如，当前用于许多类型的移动式和便携式电子系统中的基于 裡的电池在暴露于高溫时（不管是自身变热还是自生变热和其他系统部件变热的组合的 结果）可能会发生故障、点燃或者甚至爆炸。另外，处理器和其他电路部件在暴露于过高溫 度时可能会发生故障或不充分发挥功能。
[0003] 归因于由于电子系统内的过热而可能出现的不合需要的结果，运样的系统一般包 括监测系统内的溫度并在检测到不合需要的溫度之后执行热减缓过程的热管理或保护电 路。热管理电路一般包括具有随着溫度而改变的电阻的一个或多个热敏电阻。热敏电阻 的电阻的溫度变化性质产生溫度变化的输出电压，其可W通过处理器基于热敏电阻的电 压-溫度关系而被转换为估计的溫度。尽管对热敏电阻的使用辅助了热管理，但是运样的 部件本质上是反应式的，从而导致了反应式的热管理系统。反应式的热管理方案的弊端在 于一旦检测到不合需要的溫度，就会迅速进行激进的热减缓过程。运样的过程可能具有不 期望的后果，例如阻止了对输入数据的接收或紧急信息的传输。
[0004] 导致电子系统变热的一个外部因素是围绕电子系统的环境溫度的上升。环境溫度 可能例如由于太阳加热的原因而自然上升，或者，可能例如由于使用邻近电子系统的其他 发热设备或系统（例如，其他电子系统或加热、通风和空调（HVAC)系统）而机械上升。太 阳加热在电子系统或其环境直接暴露于太阳福射的情况下是特别重要的外部加热因素。例 如，在电子系统是直接暴露于太阳福射的便携式电子设备的情况下，环境溫度上升可能包 括对环境空气的加热W及由于对太阳能的吸收而导致的对电子设备的外壳的加热。
[0005] 图1中示意了暴露于太阳加热的电子系统的一个例子。在该例子中，电子系统 101 (在该情形中为智能电话）定位于紧固到汽车的仪表板105的巧站103中。电子系统 101通过汽车挡风玻璃107直接暴露于太阳福射（并且因此直接暴露于太阳加热）。取决 于一天中的时间、一年中的时间、汽车的地理位置、天空中的云量、仪表板105和/或电子系 统的外壳的颜色W及其他因素，施加给电子系统101的太阳热负载单独或者与和系统操作 相关的加热组合地对于激活电子系统101内的热减缓过程来说可能是足够的。然而，由于 运样的减缓程序是反应式的并且在激活后往往是激进的，因此它们可能会导致电子系统性 能的不期望的、快速的下降。
【附图说明】
[0006] 图1示意了定位于巧站中的现有技术电子系统，该电子系统由于巧站放置在汽车 的仪表板上而经受太阳加热。
[0007]图2是根据本发明的第一示例性实施例的考虑到太阳热负载来执行热管理的电 子系统的电气框图。
[0008]图3是根据本发明的第二示例性实施例的考虑到太阳热负载来提供热管理的电 子系统的电气框图。
[0009]图4是根据本发明的示例性实施例的由电子系统通过能动地考虑到太阳热负载 执行热管理所执行的步骤的逻辑流程图。
[0010] 熟练技工将了解，图中的元件是出于简便和清楚的目的进行示意的并且并不一定 按照比例绘制。例如，图中一些元件的尺寸可W被单独地或者相对于其他元件夸大，或者元 件可WW框图形式示出W有助于改善对本发明的各种示例性实施例的理解。
【具体实施方式】
[0011] 总体上，本发明涵盖电子系统和在电子系统中使用的考虑到太阳热负载的热管理 方法。电子系统可W是便携式或可移置电子设备（例如，蜂窝电话、智能电话、便携式媒体 播放器、平板计算机、膝上型计算机、个人数字助理、手持式或便携式游戏设备、相机、摄录 机、手持式GI^单元、无线耳机或头戴式受话器或者便携式健康监测设备）或者利用电池作 为主要或者辅助电力的移动电子系统（例如，电动载具、混合式电动载具、飞机或者其他航 空系统、或船只或其他水上载具中的一个或多个系统）。
[0012] 根据本发明的一个示例性实施例，电子系统包括一个或多个溫度传感器和可操作 地禪接到溫度传感器的处理子系统。每个溫度传感器产生表示感测溫度的输出。例如，在 电子系统是智能电话的情况下，电子系统可W包括邻近电池（例如，在电池组中）、功率放 大器（例如，在印刷电路板上和/或在放大器的晶体管裸片内）或内置相机地定位W及适 当时位于其他位置的溫度传感器。在其他电子系统中，可W将溫度传感器包括并定位成监 测特定电子系统内的临界溫度。可W将传感器输出直接或间接（例如，通过一个或多个其 他部件）禪接到处理子系统。
[0013] 可W包括一个或多个处理器的处理子系统根据存储的操作指令进行操作W尤 其是执行与电子系统的热管理相关的多种功能。根据一个示例性实施例，用于控制处 理子系统W实施本发明的各种特征的存储的操作指令可W称为"热管理进程（thermal managementprocess)"。根据热管理进程的一个示例性实施例，处理子系统确定电子系统 的位置、表示预期会影响电子系统的位置的太阳热负载的太阳热负载值W及基于太阳热负 载值的溫度偏移值。另外，处理子系统接收来自每个溫度传感器的输出（例如，模拟电压或 其数字表示），并且基于接收到的输出确定感测溫度（例如，通过参照存储在处理子系统中 或存储在电子系统的存储器中的溫度-电压的查找表）。然后，处理子系统基于溫度偏移值 和一个或多个感测溫度预测电子系统的将来溫度。例如，处理子系统可W将基于太阳负载 的溫度偏移值和最高的感测溫度求和W获得电子系统的预测的溫度。在已经预测电子系统 的将来溫度之后，处理子系统将预测的溫度与一个或多个阔值进行比较，并且在预测的溫 度超过阔值的情况下执行对于电子系统的热减缓过程。
[0014] 在可替换实施例中，处理子系统可W包括基于预测的太阳热负载执行与提供热管 理相关的功能的软件（包括固件和/或中间件）和/或硬件模块。在运样的情形中，电子 系统可W尤其包括至少一个溫度传感器、位置确定模块、太阳热负载估计模块W及热管理 模块。在该实施例中，每个溫度传感器产生表示感测溫度的输出，并且位置确定模块可操作 来确定电子系统的位置。太阳热负载估计模块可操作来确定表示预期会影响电子系统的位 置的太阳热负载的太阳热负载值，并基于太阳热负载值确定溫度偏移值。可操作地（例如， 直接地、间接地和/或逻辑地）禪接到（一个或多个）溫度传感器和太阳热负载估计模块 的热管理模块可操作来接收来自（一个或多个）溫度传感器的输出、基于每个溫度传感器 输出确定感测溫度、基于由太阳热负载估计模块确定的溫度偏移值和一个或多个感测溫度 预测电子系统的将来溫度、将预测的溫度与一个或多个阔值进行比较W及在预测的溫度超 过阔值中的一个或多个的情况下执行对于电子系统的热减缓过程。
[0015] 在另一实施例中并且在确定太阳热负载值之前，处理子系统确定电子系统是否有 可能在其操作期间被暴露于太阳加热。如果电子系统有可能在其操作期间暴露于太阳加 热，则处理子系统确定太阳热负载值。换言之，在该实施例中，仅在处理子系统确定电子系 统有可能在其操作期间被暴露于太阳加热之后对太阳负载值的确定才出现。对电子系统是 否有可能在操作期间被暴露于太阳加热的确定可W基于多种因素，包括一天中的时间、一 年中的时间、电子系统的位置（包括电子系统是否安装在载具窗架置或者仪表板架置的巧 站中）和/或在运样的位置的预期的太阳通量强度。
[0016] 在另一实施例中，处理子系统可W通过基于电子系统的当时当前（then-current) 位置和电子系统的目的位置确定电子系统的预期行进路线来确定电子系统的位置。例如， 处理子系统可W从本地或远程执行的导航应用接收输出数据W基于由电子系统的用户输 入的当前和目的位置输入确定预期行进路线。另外，在电子系统包括可操作地禪接到处理 子系统的显示器的情况下，处理子系统可W通过确定并在显示器上显示与预期行进路线相 比预期遭受更少太阳加热的可替换行进路线来执行热减缓过程。例如，使用从本地或远程 可访问的太阳通量估计应用生成或者检索的数据并控制本地或远程执行的导航程序的执 行，处理子系统可W确定相比于预期行进路线将遭受更少的太阳加热的一个或多个行进路 线。然后，处理子系统可W在显示器上显示所述路线供电子系统的用户使用。所显示的一 个可替换路线或多个可替换路线可W可选地识别优选路线或使用视觉指示（例如，色码或 其他标记）来识别所确定的可替换路线的预期的太阳加热等级。
[0017] 在确定预期行进路线的另外的实施例中，电子系统可W确定对于预期行进路线中 的至少一部分的太阳热负载分布。例如，电子系统可W将预期行进路线分成两个或更多个 路线段并对一些或所有路线段估计太阳热负载W创建太阳热负载分布。取决于特定的预期 行进路线和其他因素，可W基于距离或时间确定每个路线段。例如，在预期行进路线是相对 较短的距离但电子系统确定在该距离上其用户将手持该系统的情况下，每个路线段可W基 于时间。可替换地，在电子系统确定预期行进路线比一般可W通过步行行进的距离长和/ 或电子系统安装在载具的巧站中的情况下，可W基于距离确定每个路线段。
[0018] 在另外的实施例中，电子系统可W包括可操作来存储溫度偏移值-太阳热负载值 的查找表的存储器。查找表可W基于确立特定电子系统内的溫度响应于被传输的太阳通量 上升（如果上升了的话）多少的实验室测试数据、经验的现场数据或数值模拟数据而预存 在存储器中。在该实施例中，在处理子系统确定对于预期的太阳热负载的太阳热负载值之 后，处理子系统可W通过从查找表读取或检索对应的溫度偏移值或从查找表内推对应的溫 度偏移值（例如，在确定的太阳热负载值驻留在两个存储的太阳热负载值之间的情况下） 来确定对应的溫度偏移值。在另外的实施例中，存储在查找表中的每个溫度偏移值可W与 某一范围的太阳热负载值相关联，而不是与单个太阳热负载值相关联。在运样的情形中，处 理子系统可W通过选择与包含确定的太阳热负载值的太阳热负载值范围相对