電子系統(tǒng)和用于在其中考慮到太陽熱負載的熱管理的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明總體上設(shè)及對電子系統(tǒng)的熱管理，并且更具體地，設(shè)及電子系統(tǒng)和在電子 系統(tǒng)中使用的考慮到太陽熱負載的熱管理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 諸如智能電話、平板計算機、多媒體設(shè)備、機動載具的移動式和便攜式電子系統(tǒng)W 及各種其他移動式和便攜式的基于處理器的系統(tǒng)利用在過熱情況下可能響應(yīng)或執(zhí)行較差 或者甚至變得危險的部件。例如，當前用于許多類型的移動式和便攜式電子系統(tǒng)中的基于 裡的電池在暴露于高溫時（不管是自身變熱還是自生變熱和其他系統(tǒng)部件變熱的組合的 結(jié)果）可能會發(fā)生故障、點燃或者甚至爆炸。另外，處理器和其他電路部件在暴露于過高溫 度時可能會發(fā)生故障或不充分發(fā)揮功能。
[0003] 歸因于由于電子系統(tǒng)內(nèi)的過熱而可能出現(xiàn)的不合需要的結(jié)果，運樣的系統(tǒng)一般包 括監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)的溫度并在檢測到不合需要的溫度之后執(zhí)行熱減緩過程的熱管理或保護電 路。熱管理電路一般包括具有隨著溫度而改變的電阻的一個或多個熱敏電阻。熱敏電阻 的電阻的溫度變化性質(zhì)產(chǎn)生溫度變化的輸出電壓，其可W通過處理器基于熱敏電阻的電 壓-溫度關(guān)系而被轉(zhuǎn)換為估計的溫度。盡管對熱敏電阻的使用輔助了熱管理，但是運樣的 部件本質(zhì)上是反應(yīng)式的，從而導(dǎo)致了反應(yīng)式的熱管理系統(tǒng)。反應(yīng)式的熱管理方案的弊端在 于一旦檢測到不合需要的溫度，就會迅速進行激進的熱減緩過程。運樣的過程可能具有不 期望的后果，例如阻止了對輸入數(shù)據(jù)的接收或緊急信息的傳輸。
[0004] 導(dǎo)致電子系統(tǒng)變熱的一個外部因素是圍繞電子系統(tǒng)的環(huán)境溫度的上升。環(huán)境溫度 可能例如由于太陽加熱的原因而自然上升，或者，可能例如由于使用鄰近電子系統(tǒng)的其他 發(fā)熱設(shè)備或系統(tǒng)（例如，其他電子系統(tǒng)或加熱、通風和空調(diào)（HVAC)系統(tǒng)）而機械上升。太 陽加熱在電子系統(tǒng)或其環(huán)境直接暴露于太陽福射的情況下是特別重要的外部加熱因素。例 如，在電子系統(tǒng)是直接暴露于太陽福射的便攜式電子設(shè)備的情況下，環(huán)境溫度上升可能包 括對環(huán)境空氣的加熱W及由于對太陽能的吸收而導(dǎo)致的對電子設(shè)備的外殼的加熱。
[0005] 圖1中示意了暴露于太陽加熱的電子系統(tǒng)的一個例子。在該例子中，電子系統(tǒng) 101 (在該情形中為智能電話）定位于緊固到汽車的儀表板105的巧站103中。電子系統(tǒng) 101通過汽車擋風玻璃107直接暴露于太陽福射（并且因此直接暴露于太陽加熱）。取決 于一天中的時間、一年中的時間、汽車的地理位置、天空中的云量、儀表板105和/或電子系 統(tǒng)的外殼的顏色W及其他因素，施加給電子系統(tǒng)101的太陽熱負載單獨或者與和系統(tǒng)操作 相關(guān)的加熱組合地對于激活電子系統(tǒng)101內(nèi)的熱減緩過程來說可能是足夠的。然而，由于 運樣的減緩程序是反應(yīng)式的并且在激活后往往是激進的，因此它們可能會導(dǎo)致電子系統(tǒng)性 能的不期望的、快速的下降。
【附圖說明】
[0006] 圖1示意了定位于巧站中的現(xiàn)有技術(shù)電子系統(tǒng)，該電子系統(tǒng)由于巧站放置在汽車 的儀表板上而經(jīng)受太陽加熱。
[0007]圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實施例的考慮到太陽熱負載來執(zhí)行熱管理的電 子系統(tǒng)的電氣框圖。
[0008]圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實施例的考慮到太陽熱負載來提供熱管理的電 子系統(tǒng)的電氣框圖。
[0009]圖4是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的由電子系統(tǒng)通過能動地考慮到太陽熱負載 執(zhí)行熱管理所執(zhí)行的步驟的邏輯流程圖。
[0010] 熟練技工將了解，圖中的元件是出于簡便和清楚的目的進行示意的并且并不一定 按照比例繪制。例如，圖中一些元件的尺寸可W被單獨地或者相對于其他元件夸大，或者元 件可WW框圖形式示出W有助于改善對本發(fā)明的各種示例性實施例的理解。
【具體實施方式】
[0011] 總體上，本發(fā)明涵蓋電子系統(tǒng)和在電子系統(tǒng)中使用的考慮到太陽熱負載的熱管理 方法。電子系統(tǒng)可W是便攜式或可移置電子設(shè)備（例如，蜂窩電話、智能電話、便攜式媒體 播放器、平板計算機、膝上型計算機、個人數(shù)字助理、手持式或便攜式游戲設(shè)備、相機、攝錄 機、手持式GI^單元、無線耳機或頭戴式受話器或者便攜式健康監(jiān)測設(shè)備）或者利用電池作 為主要或者輔助電力的移動電子系統(tǒng)（例如，電動載具、混合式電動載具、飛機或者其他航 空系統(tǒng)、或船只或其他水上載具中的一個或多個系統(tǒng)）。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例，電子系統(tǒng)包括一個或多個溫度傳感器和可操作 地禪接到溫度傳感器的處理子系統(tǒng)。每個溫度傳感器產(chǎn)生表示感測溫度的輸出。例如，在 電子系統(tǒng)是智能電話的情況下，電子系統(tǒng)可W包括鄰近電池（例如，在電池組中）、功率放 大器（例如，在印刷電路板上和/或在放大器的晶體管裸片內(nèi)）或內(nèi)置相機地定位W及適 當時位于其他位置的溫度傳感器。在其他電子系統(tǒng)中，可W將溫度傳感器包括并定位成監(jiān) 測特定電子系統(tǒng)內(nèi)的臨界溫度?？蒞將傳感器輸出直接或間接（例如，通過一個或多個其 他部件）禪接到處理子系統(tǒng)。
[0013] 可W包括一個或多個處理器的處理子系統(tǒng)根據(jù)存儲的操作指令進行操作W尤 其是執(zhí)行與電子系統(tǒng)的熱管理相關(guān)的多種功能。根據(jù)一個示例性實施例，用于控制處 理子系統(tǒng)W實施本發(fā)明的各種特征的存儲的操作指令可W稱為"熱管理進程（thermal managementprocess)"。根據(jù)熱管理進程的一個示例性實施例，處理子系統(tǒng)確定電子系統(tǒng) 的位置、表示預(yù)期會影響電子系統(tǒng)的位置的太陽熱負載的太陽熱負載值W及基于太陽熱負 載值的溫度偏移值。另外，處理子系統(tǒng)接收來自每個溫度傳感器的輸出（例如，模擬電壓或 其數(shù)字表示），并且基于接收到的輸出確定感測溫度（例如，通過參照存儲在處理子系統(tǒng)中 或存儲在電子系統(tǒng)的存儲器中的溫度-電壓的查找表）。然后，處理子系統(tǒng)基于溫度偏移值 和一個或多個感測溫度預(yù)測電子系統(tǒng)的將來溫度。例如，處理子系統(tǒng)可W將基于太陽負載 的溫度偏移值和最高的感測溫度求和W獲得電子系統(tǒng)的預(yù)測的溫度。在已經(jīng)預(yù)測電子系統(tǒng) 的將來溫度之后，處理子系統(tǒng)將預(yù)測的溫度與一個或多個闊值進行比較，并且在預(yù)測的溫 度超過闊值的情況下執(zhí)行對于電子系統(tǒng)的熱減緩過程。
[0014] 在可替換實施例中，處理子系統(tǒng)可W包括基于預(yù)測的太陽熱負載執(zhí)行與提供熱管 理相關(guān)的功能的軟件（包括固件和/或中間件）和/或硬件模塊。在運樣的情形中，電子 系統(tǒng)可W尤其包括至少一個溫度傳感器、位置確定模塊、太陽熱負載估計模塊W及熱管理 模塊。在該實施例中，每個溫度傳感器產(chǎn)生表示感測溫度的輸出，并且位置確定模塊可操作 來確定電子系統(tǒng)的位置。太陽熱負載估計模塊可操作來確定表示預(yù)期會影響電子系統(tǒng)的位 置的太陽熱負載的太陽熱負載值，并基于太陽熱負載值確定溫度偏移值?？刹僮鞯兀ɡ?， 直接地、間接地和/或邏輯地）禪接到（一個或多個）溫度傳感器和太陽熱負載估計模塊 的熱管理模塊可操作來接收來自（一個或多個）溫度傳感器的輸出、基于每個溫度傳感器 輸出確定感測溫度、基于由太陽熱負載估計模塊確定的溫度偏移值和一個或多個感測溫度 預(yù)測電子系統(tǒng)的將來溫度、將預(yù)測的溫度與一個或多個闊值進行比較W及在預(yù)測的溫度超 過闊值中的一個或多個的情況下執(zhí)行對于電子系統(tǒng)的熱減緩過程。
[0015] 在另一實施例中并且在確定太陽熱負載值之前，處理子系統(tǒng)確定電子系統(tǒng)是否有 可能在其操作期間被暴露于太陽加熱。如果電子系統(tǒng)有可能在其操作期間暴露于太陽加 熱，則處理子系統(tǒng)確定太陽熱負載值。換言之，在該實施例中，僅在處理子系統(tǒng)確定電子系 統(tǒng)有可能在其操作期間被暴露于太陽加熱之后對太陽負載值的確定才出現(xiàn)。對電子系統(tǒng)是 否有可能在操作期間被暴露于太陽加熱的確定可W基于多種因素，包括一天中的時間、一 年中的時間、電子系統(tǒng)的位置（包括電子系統(tǒng)是否安裝在載具窗架置或者儀表板架置的巧 站中）和/或在運樣的位置的預(yù)期的太陽通量強度。
[0016] 在另一實施例中，處理子系統(tǒng)可W通過基于電子系統(tǒng)的當時當前（then-current) 位置和電子系統(tǒng)的目的位置確定電子系統(tǒng)的預(yù)期行進路線來確定電子系統(tǒng)的位置。例如， 處理子系統(tǒng)可W從本地或遠程執(zhí)行的導(dǎo)航應(yīng)用接收輸出數(shù)據(jù)W基于由電子系統(tǒng)的用戶輸 入的當前和目的位置輸入確定預(yù)期行進路線。另外，在電子系統(tǒng)包括可操作地禪接到處理 子系統(tǒng)的顯示器的情況下，處理子系統(tǒng)可W通過確定并在顯示器上顯示與預(yù)期行進路線相 比預(yù)期遭受更少太陽加熱的可替換行進路線來執(zhí)行熱減緩過程。例如，使用從本地或遠程 可訪問的太陽通量估計應(yīng)用生成或者檢索的數(shù)據(jù)并控制本地或遠程執(zhí)行的導(dǎo)航程序的執(zhí) 行，處理子系統(tǒng)可W確定相比于預(yù)期行進路線將遭受更少的太陽加熱的一個或多個行進路 線。然后，處理子系統(tǒng)可W在顯示器上顯示所述路線供電子系統(tǒng)的用戶使用。所顯示的一 個可替換路線或多個可替換路線可W可選地識別優(yōu)選路線或使用視覺指示（例如，色碼或 其他標記）來識別所確定的可替換路線的預(yù)期的太陽加熱等級。
[0017] 在確定預(yù)期行進路線的另外的實施例中，電子系統(tǒng)可W確定對于預(yù)期行進路線中 的至少一部分的太陽熱負載分布。例如，電子系統(tǒng)可W將預(yù)期行進路線分成兩個或更多個 路線段并對一些或所有路線段估計太陽熱負載W創(chuàng)建太陽熱負載分布。取決于特定的預(yù)期 行進路線和其他因素，可W基于距離或時間確定每個路線段。例如，在預(yù)期行進路線是相對 較短的距離但電子系統(tǒng)確定在該距離上其用戶將手持該系統(tǒng)的情況下，每個路線段可W基 于時間?？商鎿Q地，在電子系統(tǒng)確定預(yù)期行進路線比一般可W通過步行行進的距離長和/ 或電子系統(tǒng)安裝在載具的巧站中的情況下，可W基于距離確定每個路線段。
[0018] 在另外的實施例中，電子系統(tǒng)可W包括可操作來存儲溫度偏移值-太陽熱負載值 的查找表的存儲器。查找表可W基于確立特定電子系統(tǒng)內(nèi)的溫度響應(yīng)于被傳輸?shù)奶柾?上升（如果上升了的話）多少的實驗室測試數(shù)據(jù)、經(jīng)驗的現(xiàn)場數(shù)據(jù)或數(shù)值模擬數(shù)據(jù)而預(yù)存 在存儲器中。在該實施例中，在處理子系統(tǒng)確定對于預(yù)期的太陽熱負載的太陽熱負載值之 后，處理子系統(tǒng)可W通過從查找表讀取或檢索對應(yīng)的溫度偏移值或從查找表內(nèi)推對應(yīng)的溫 度偏移值（例如，在確定的太陽熱負載值駐留在兩個存儲的太陽熱負載值之間的情況下） 來確定對應(yīng)的溫度偏移值。在另外的實施例中，存儲在查找表中的每個溫度偏移值可W與 某一范圍的太陽熱負載值相關(guān)聯(lián)，而不是與單個太陽熱負載值相關(guān)聯(lián)。在運樣的情形中，處 理子系統(tǒng)可W通過選擇與包含確定的太陽熱負載值的太陽熱負載值范圍相對