終端散熱系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及移動(dòng)通訊領(lǐng)域，特別是涉及一種終端散熱系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著智能手機(jī)配置不斷增高，手機(jī)的散熱越來(lái)越引起各大手機(jī)廠商的關(guān)注，手機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重也讓用戶對(duì)高配智能手機(jī)的抱怨與日俱增。智能手機(jī)向超薄化發(fā)展，使得手機(jī)結(jié)構(gòu)空間受到很大的限制，很難有足夠的散熱空間。智能手機(jī)向著大屏化、高配置的發(fā)展，使得手機(jī)本身的功耗、發(fā)熱量越來(lái)越大。大屏幕、高配置必然會(huì)消耗更多的電能，在電池技術(shù)還沒(méi)有突破性發(fā)展的情況下，消耗電池的電能主動(dòng)制冷也很難應(yīng)用到手機(jī)的散熱系統(tǒng)中。
[0003]由兩種不同材料制成的結(jié)點(diǎn)由于受到某種因素作用而出現(xiàn)了溫差，就有可能在兩結(jié)點(diǎn)間產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，回路中產(chǎn)生電流，這就是溫差電效應(yīng)。
[0004]溫差電效應(yīng)根據(jù)具體作用原理及表現(xiàn)形式，有賽貝克效應(yīng)(Seebeck Effect)、帕爾貼效應(yīng)(Peltier Effect)、湯姆遜效應(yīng)(Thomson Effect)三種。目前主要應(yīng)用前兩個(gè)效應(yīng)，賽貝克效應(yīng)應(yīng)用在半導(dǎo)體溫差發(fā)電技術(shù)上面，而帕爾貼效應(yīng)應(yīng)用在半導(dǎo)體致冷。
[0005]塞貝克效應(yīng)是在兩種不同導(dǎo)電材料構(gòu)成的閉合回路中，當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)溫度不同時(shí)，回路中產(chǎn)生的電勢(shì)使熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N現(xiàn)象。在兩種金屬A和B組成的回路中，如果使兩個(gè)接觸點(diǎn)的溫度不同，則在回路中將出現(xiàn)電流，稱為熱電流。塞貝克效應(yīng)的實(shí)質(zhì)在于兩種金屬接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生接觸電勢(shì)差，該電勢(shì)差取決于金屬的電子溢出功和有效電子密度這兩個(gè)基本因素。半導(dǎo)體的溫差電動(dòng)勢(shì)較大，可用作溫差發(fā)電器。
[0006]珀?duì)栙N效應(yīng)是1834年法國(guó)科學(xué)家珀?duì)栙N發(fā)現(xiàn)的熱電致冷和致熱現(xiàn)象。由N、P型材料組成一對(duì)熱電偶，當(dāng)熱電偶通入直流電流后，因直流電通入的方向不同，將在電偶結(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生吸熱和放熱現(xiàn)象，稱這種現(xiàn)象為珀?duì)柼?yīng)。如果電流由導(dǎo)體I流向?qū)w2，則在單位時(shí)間內(nèi)，接頭處吸收/放出的熱量與通過(guò)接頭處的電流密度成正比。
[0007]隨著當(dāng)前手機(jī)軟件和硬件配置不斷的升級(jí)、Wifi的普及、電池容量的擴(kuò)充、高清大屏的使用，使得CPU、射頻、電池、屏幕等散熱大戶的發(fā)熱量急劇上升，當(dāng)前并沒(méi)有特別有效的手機(jī)散熱系統(tǒng)，幫助手機(jī)快速散熱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]鑒于上述對(duì)手機(jī)散熱不能有效解決的問(wèn)題，提出了本發(fā)明以便提供一種終端散熱系統(tǒng)及方法。
[0009]本發(fā)明提供一種終端散熱系統(tǒng)，包括:熱電轉(zhuǎn)換電路，包括由發(fā)電熱電材料和電容組成的第一回路，發(fā)電熱電材料的不同部位分別固定于終端中的發(fā)熱源和冷源，熱電材料用于在其不同部位具有溫差時(shí)在第一回路中產(chǎn)生電流，電容用于存儲(chǔ)熱電材料產(chǎn)生的電流；制冷電路，包括由制冷熱電材料和電容組成的第二回路，制冷熱電材料固定于終端中的發(fā)熱源，電容用于通過(guò)第二回路向制冷熱電材料放電，制冷熱電材料在電流通過(guò)時(shí)吸收發(fā)熱源釋放的熱量。
[0010]優(yōu)選地，終端散熱系統(tǒng)還包括:雙向開(kāi)關(guān)，連接于熱電轉(zhuǎn)換電路和制冷電路，用于在其達(dá)到預(yù)定溫度后，斷開(kāi)熱電轉(zhuǎn)換電路，閉合制冷電路，在其低于預(yù)定溫度后，閉合熱電轉(zhuǎn)換電路，斷開(kāi)制冷電路，或者，在所述電容充電完成后，斷開(kāi)所述熱電轉(zhuǎn)換電路，閉合所述制冷電路，在所述電容放完電量后，閉合所述熱電轉(zhuǎn)換電路，斷開(kāi)所述制冷電路。
[0011]優(yōu)選地，熱電轉(zhuǎn)換電路進(jìn)一步包括:限流電阻，與電容并聯(lián)，用于控制流經(jīng)電容的電流大小。
[0012]優(yōu)選地，發(fā)電熱電材料包括:N型半導(dǎo)體熱電材料；制冷熱電材料包括:由P型半導(dǎo)體熱電材料和N型半導(dǎo)體熱電材料組成的PN結(jié)熱電材料，PN結(jié)熱電材料在通過(guò)電流時(shí)，該電流由N型半導(dǎo)體熱電材料流向P型半導(dǎo)體熱電材料。
[0013]優(yōu)選地，終端中的發(fā)熱源包括:終端的中央處理器、射頻、電池、和/或屏幕；終端中的冷源包括:能夠接觸到終端外部環(huán)境的結(jié)構(gòu)件。
[0014]本發(fā)明還提供了一種終端散熱方法，基于上述終端散熱系統(tǒng)，包括:熱電轉(zhuǎn)換電路中的發(fā)電熱電材料在其不同部位具有溫差時(shí)產(chǎn)生電流，其中，發(fā)電熱電材料的不同部位分別固定于終端中的發(fā)熱源和冷源；熱電轉(zhuǎn)換電路中的電容將電流進(jìn)行存儲(chǔ)，并向制冷電路中的制冷熱電材料進(jìn)行放電；制冷電路中的制冷熱電材料在電流通過(guò)時(shí)進(jìn)行吸熱，其中，制冷熱電材料固定于終端中的發(fā)熱源。
[0015]優(yōu)選地，上述方法進(jìn)一步包括:在連接于熱電轉(zhuǎn)換電路和制冷電路的雙向開(kāi)關(guān)達(dá)到預(yù)定溫度后，斷開(kāi)熱電轉(zhuǎn)換電路，閉合制冷電路，在雙向開(kāi)關(guān)低于預(yù)定溫度后，閉合熱電轉(zhuǎn)換電路，斷開(kāi)制冷電路，或者，在所述電容充電完成后，斷開(kāi)所述熱電轉(zhuǎn)換電路，閉合所述制冷電路，在所述電容放完電量后，閉合所述熱電轉(zhuǎn)換電路，斷開(kāi)所述制冷電路。
[0016]優(yōu)選地，上述方法進(jìn)一步包括:通過(guò)與電容并聯(lián)的限流電阻控制流經(jīng)電容的電流大小。
[0017]優(yōu)選地，上述發(fā)電熱電材料包括:N型半導(dǎo)體熱電材料；制冷熱電材料包括:由P型半導(dǎo)體熱電材料和N型半導(dǎo)體熱電材料組成的PN結(jié)熱電材料，PN結(jié)熱電材料在通過(guò)電流時(shí)，該電流由N型半導(dǎo)體熱電材料流向P型半導(dǎo)體熱電材料。
[0018]優(yōu)選地，上述終端中的發(fā)熱源包括:終端的中央處理器、射頻、電池、和/或屏幕；終端中的冷源包括:能夠接觸到終端外部環(huán)境的結(jié)構(gòu)件。
[0019]本發(fā)明有益效果如下:
[0020]通過(guò)溫差電效應(yīng)，首先將手機(jī)產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)換為電能儲(chǔ)存起來(lái)，當(dāng)電容充滿電后會(huì)放電，直流電通過(guò)制冷電路后會(huì)吸熱，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)制冷的目的，解決了現(xiàn)有技術(shù)中手機(jī)散熱量大引起的問(wèn)題，能夠通過(guò)能源回收利用的方式，實(shí)現(xiàn)了手機(jī)散熱系統(tǒng)的主動(dòng)制冷。
[0021]上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
【附圖說(shuō)明】
[0022]通過(guò)閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。而且在整個(gè)附圖中，用相同的參考符號(hào)表示相同的部件。在附圖中:
[0023]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的終端散熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的基于溫差電效應(yīng)半導(dǎo)體的終端散熱系統(tǒng)的模型示意圖；
[0025]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的熱能轉(zhuǎn)電能模塊的電路示意圖；
[0026]圖4是本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體主動(dòng)制冷電路模塊的電路示意圖；
[0027]圖5是本發(fā)明實(shí)施例的終端散熱系統(tǒng)的實(shí)施示意圖；
[0028]圖6是本發(fā)明實(shí)施例的終端散熱方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開(kāi)的示例性實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本公開(kāi)的示例性實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開(kāi)而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了能夠更透徹地理解本公開(kāi)，并且能夠?qū)⒈竟_(kāi)的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
[0030]為了解決現(xiàn)有技術(shù)對(duì)手機(jī)散熱不能有效解決的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種終端散熱系統(tǒng)及方法，以下結(jié)合附圖以及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不限定本發(fā)明。
[0031]系統(tǒng)實(shí)施例
[0032]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種終端散熱系統(tǒng)，圖1是本發(fā)明實(shí)施例的終端散熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的終端散熱系統(tǒng)包括:熱電轉(zhuǎn)換電路10、以及制冷電路12。以下對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的各個(gè)模塊進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0033]熱電轉(zhuǎn)換電路10，包括由發(fā)電熱電材料和電容組成的第一回路，發(fā)電熱電材料的不同部位分別固定于終端中的發(fā)熱源和冷源，熱電材料用于在其不同部位具有溫差時(shí)在第一回路中產(chǎn)生電流，電容用于存儲(chǔ)熱電材料產(chǎn)生的電流；其中，熱電轉(zhuǎn)換電路10進(jìn)一步包括:限流電阻，與電容并聯(lián)，用于控制流經(jīng)電容的電流大小。
[0034]制冷電路12，包括由制冷熱電材料和電容組成的第二回路，制冷熱電材料固定于終端中的發(fā)熱源，電容用于通過(guò)第二回路向制冷熱電材料放電，制冷熱電材料在電流通過(guò)時(shí)吸收發(fā)熱源釋放的熱量。
[0035]優(yōu)選地，終端散熱系統(tǒng)還包括:雙向開(kāi)關(guān)，連接于熱電轉(zhuǎn)換電路10和制冷電路12，用于在其達(dá)到預(yù)定溫度后，斷開(kāi)熱電轉(zhuǎn)換電路10，閉合制冷電路12，在其低于預(yù)定溫度后，閉合熱電轉(zhuǎn)換電路10，斷開(kāi)制冷電路12，或者，在所述電容充電完成后，斷開(kāi)所述熱電轉(zhuǎn)換電路10，閉合所述制冷電路12，在所述電容放完電量后，閉合所述熱電轉(zhuǎn)換電路10，斷開(kāi)所述制冷電路12。
[0036]其中，發(fā)電熱電材料包括:N型半導(dǎo)體熱電材料；制冷熱電材料包括:由P型半導(dǎo)體熱電材料和N型半導(dǎo)體熱電材料組成的PN結(jié)熱電材料，PN結(jié)熱電材料在通過(guò)電流時(shí)，該電流由N型半導(dǎo)體熱電材料流向P型半導(dǎo)體熱電材料。終端中的發(fā)熱源包括:終端的中央處理器、射頻、電池、和/或屏幕；終端中的冷源包括:能夠接觸到終端外部環(huán)境的結(jié)構(gòu)件。
[0037]以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0038]在如圖2所示的基于溫差電效應(yīng)半導(dǎo)體手機(jī)散熱系統(tǒng)中，包括:
[0039]1、將手機(jī)CPU、射頻、電池、屏幕等發(fā)熱源發(fā)出的熱量轉(zhuǎn)換為電能的熱能轉(zhuǎn)電能模塊(上述熱電轉(zhuǎn)換電路10)。
[0040]具體地，熱電材料具有這樣的性質(zhì)，如果它不同部位的溫度不一樣，電子就會(huì)順著溫差從一端跑到另一端，由此產(chǎn)生的電流可以作為電源。P型半導(dǎo)體的溫差電動(dòng)勢(shì)的方向是從低溫端指向高溫端(Seebeck系數(shù)為負(fù))，相反，N型半導(dǎo)體的溫差電動(dòng)勢(shì)的方向是高溫端指向低溫端(Seebeck系數(shù)為正)。熱能轉(zhuǎn)電能模塊的實(shí)施電路圖如圖3所示,將熱電材料的一端固定在CPU、射頻模塊、電池、屏幕背面等發(fā)熱源，另外一端固定在可以接觸手機(jī)外部環(huán)境的結(jié)構(gòu)件邊緣。并且形成回路進(jìn)行連接。在回路中再接入電容，將熱量轉(zhuǎn)換成的電能儲(chǔ)存起來(lái)。
[0041]2、使用熱量轉(zhuǎn)換為電能所存儲(chǔ)起來(lái)的電能進(jìn)行主動(dòng)制冷的半導(dǎo)體主動(dòng)制冷電路模塊(上述制冷電路12)。
[0042]當(dāng)有電流通過(guò)熱電材料組成的回路時(shí)，回產(chǎn)生吸熱、放熱現(xiàn)象。當(dāng)電流由N型半導(dǎo)體流向P型半導(dǎo)體時(shí)，熱電材料吸熱。半導(dǎo)體主動(dòng)制冷電路模塊的實(shí)施電路圖如圖4所示，在電容充足電后進(jìn)行放電，給制冷的熱電材料從N端向P端通以直流電，熱電材料會(huì)