芯片热控制装置和电子设备的制作方法

本技术涉及热控制，尤其涉及一种芯片热控制装置和电子设备。

背景技术：

1、目前，摄像机的使用环境越来越恶劣，如摄像机在极寒地区、冷库等环境中使用且低于零下40℃时，在上电后摄像机内的cpu因温度过低而无法启动。同时，随着摄像机功能的多样化，功耗随之增大，在长期运行后摄像机内的cpu等关键芯片发热严重，进而影响设备的工作寿命。因此，如何对关键芯片进行热控制，如在芯片发热时及时散热，在过冷时及时加热是目前亟需解决的问题。

2、现有技术中，如图1所示，一般将散热钣金、导热垫、加热膜依次叠加至芯片上，利用加热膜对芯片进行加热，确保低温环境下芯片加热启动，同时，导热垫和散热钣金对芯片进行散热，从而实现芯片集加热、散热于一体。然而，加热膜一般为聚酰亚胺(polyimide，pi)材料，热阻较大，在芯片散热时为被动散热，且热量经过加热膜再传导至导热垫，散热效果较差，导致热控制效果较差，影响芯片的工作寿命。

技术实现思路

1、本实用新型提供一种芯片热控制装置和电子设备，用以解决现有技术中热控制效果较差的缺陷，实现对芯片温度的有效控制，延长设备工作寿命。

2、本实用新型提供一种芯片热控制装置，包括电源模块，还包括：半导体制冷器、控制模块和热敏模块，其中：

3、所述电源模块连接所述控制模块，所述控制模块连接所述半导体制冷器和所述热敏模块，所述半导体制冷器和所述热敏模块均设置于芯片上；

4、所述控制模块用于基于所述热敏模块中各热敏电阻的阻值，控制流经所述半导体制冷器的电流方向，所述半导体制冷器用于基于所述电流方向对所述芯片进行热控制，所述电源模块初始上电时，所述半导体制冷器基于所述电流方向对所述芯片加热。

5、根据本实用新型提供的芯片热控制装置，所述控制模块包括：开关组件和控制电路，其中：

6、所述控制电路的输入端连接所述热敏模块，所述控制电路的输出端连接所述开关组件，所述开关组件还连接所述电源模块和所述半导体制冷器，所述控制电路用于控制所述开关组件内各开关的状态，以控制流经所述半导体制冷器的电流方向。

7、根据本实用新型提供的芯片热控制装置，所述开关组件包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，其中：

8、所述第一开关管的第一端连接所述控制电路的第一输出端，所述第一开关管的第二端连接所述电源模块，所述第一开关管的第三端连接第二开关管的第三端和所述半导体制冷器的第一端，所述第二开关管的第一端和第二端分别连接所述控制电路的第二输出端，所述第三开关管的第一端连接第四开关管的第一端和所述控制电路的第三输出端，所述第三开关管的第二端连接所述电源模块，所述第三开关管的第三端连接所述第四开关管的第三端和所述半导体制冷器的第二端，所述第四开关管的第一端连接所述控制电路的第四输出端，所述第四开关管的第二端接地，所述电源模块初始上电时，所述第一开关管和所述第四开关管处于导通状态，且所述第二开关管和所述第三开关管处于截止状态。

9、根据本实用新型提供的芯片热控制装置，所述第一开关管与第三开关管的类型相同，所述第二开关管与所述第四开关管的类型相同，所述第一开关管和所述第二开关管的类型不同。

10、根据本实用新型提供的芯片热控制装置，所述控制电路包括：第一分压电阻、第二分压电阻、第一比较器、第二比较器、第三比较器和第四比较器，其中：

11、所述第一分压电阻的一端连接所述第一比较器的同相输入端和第二比较器的反相输入端，且所述第一分压电阻的一端作为所述控制电路的第一输入端，所述第一分压电阻的另一端接地；

12、所述第一比较器的反相输入端连接参考电压端，所述第一比较器的输出端作为所述控制电路的第一输出端；

13、所述第二比较器的同相输入端连接参考电压端，所述第二比较器的输出端作为所述控制电路的第四输出端；

14、所述第二分压电阻的一端连接所述第三比较器的同相输入端和第四比较器的反相输入端，且所述第二分压电阻的一端作为所述控制电路的第二输入端，所述第二分压电阻的另一端接地；

15、所述第三比较器的反相输入端连接参考电压端，所述第三比较器的输出端作为所述控制电路的第二输出端；

16、所述第四比较器的同相输入端连接参考电压端，所述第四比较器的输出端作为所述控制电路的第三输出端。

17、根据本实用新型提供的芯片热控制装置，所述热敏模块包括第一热敏电阻和第二热敏电阻，其中：

18、所述第一热敏电阻的一端连接所述控制电路的第一输入端，所述第二热敏电阻的一端连接所述控制电路的第二输入端，所述第一热敏电阻的另一端和所述第二热敏电阻的另一端均连接所述电源模块。

19、根据本实用新型提供的芯片热控制装置，所述装置还包括：第一限流电阻和第二限流电阻，其中：

20、所述第一限流电阻的一端连接所述电源，所述第一限流电阻的另一端连接所述第一开关管的第二端；

21、所述第二限流电阻的一端连接所述电源，所述第二限流电阻的另一端连接所述第三开关管的第二端。

22、根据本实用新型提供的芯片热控制装置，所述装置还包括散热钣金，所述散热钣金设置于所述半导体制冷器上与所述芯片相对一侧。

23、根据本实用新型提供的芯片热控制装置，所述装置还包括导热介质，所述导热介质设置于所述散热钣金和所述半导体制冷器之间，以及所述半导体制冷器和所述芯片之间，所述热敏模块设置于所述半导体制冷器和所述芯片之间的所述导热介质内。

24、本实用新型提供一种电子设备，包括芯片和上述任一项所述芯片热控制装置，所述芯片设置于所述芯片热控制装置内所述控制模块和所述半导体制冷器之间。

25、本实用新型提供的芯片热控制装置和电子设备，利用热敏模块中各热敏电阻的阻值随温度升高而降低的特性，通过控制模块基于热敏模块中各热敏电阻的阻值，控制流经半导体制冷器的电流方向，半导体制冷器基于不同的电流方向，对芯片进行主动加热或散热，提高对芯片温度的有效控制，确保芯片工作在合适的温度范围内，延长芯片的工作寿命。

技术特征：

1.一种芯片热控制装置，包括电源模块，其特征在于，还包括：半导体制冷器、控制模块和热敏模块，其中：

2.根据权利要求1所述的芯片热控制装置，其特征在于，所述控制模块包括：开关组件和控制电路，其中：

3.根据权利要求2所述的芯片热控制装置，其特征在于，所述开关组件包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，其中：

4.根据权利要求3所述的芯片热控制装置，其特征在于，所述第一开关管与第三开关管的类型相同，所述第二开关管与所述第四开关管的类型相同，所述第一开关管和所述第二开关管的类型不同。

5.根据权利要求2-4任一项所述的芯片热控制装置，其特征在于，所述控制电路包括：第一分压电阻、第二分压电阻、第一比较器、第二比较器、第三比较器和第四比较器，其中：

6.根据权利要求5所述的芯片热控制装置，其特征在于，所述热敏模块包括第一热敏电阻和第二热敏电阻，其中：

7.根据权利要求3或4所述的芯片热控制装置，其特征在于，所述装置还包括：第一限流电阻和第二限流电阻，其中：

8.根据权利要求2-4任一项所述的芯片热控制装置，其特征在于，所述装置还包括散热钣金，所述散热钣金设置于所述半导体制冷器上与所述芯片相对一侧。

9.根据权利要求8所述的芯片热控制装置，其特征在于，所述装置还包括导热介质，所述导热介质设置于所述散热钣金和所述半导体制冷器之间，以及所述半导体制冷器和所述芯片之间，所述热敏模块设置于所述半导体制冷器和所述芯片之间的所述导热介质内。

10.一种电子设备，其特征在于，包括芯片和权利要求1-9任一项所述芯片热控制装置，所述芯片设置于所述芯片热控制装置内所述控制模块和所述半导体制冷器之间。

技术总结
本技术提供一种芯片热控制装置和电子设备，涉及热控制技术领域，所述装置包括电源模块，还包括：半导体制冷器、控制模块和热敏模块，其中：所述电源模块连接所述控制模块，所述控制模块连接所述半导体制冷器和所述热敏模块，所述半导体制冷器和所述热敏模块均设置于芯片上；所述控制模块用于基于所述热敏模块中各热敏电阻的阻值，控制流经所述半导体制冷器的电流方向，所述半导体制冷器用于基于所述电流方向对所述芯片进行热控制，所述电源模块初始上电时，所述半导体制冷器基于所述电流方向对所述芯片加热。本技术可实现对芯片温度的有效控制，延长设备工作寿命。

技术研发人员：陈佳能,阮斌
受保护的技术使用者：浙江宇视科技有限公司
技术研发日：20230423
技术公布日：2024/1/15