CN221101316U - 电子设备温度检测控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电子设备温度检测控制电路，包括：用于检测电子设备不同位置温升的温度检测模块；比较处理模块，与所述温度检测模块电连接，用于将所述第一检测单元和所述第二检测单元检测到的温升与软件预设的温升门限T_TH1和温升门限T_TH2依次进行比较，并根据比较结果相应地输出控制信号，以对电子设备的温度进行控制。本实用新型所设计的电子设备温度检测控制电路，实现了对设备在不同位置温升的检测，并设置双温升门限比较，当温度处于不同范围时，有针对性地输出不同的温度控制信号，将温度控制在合适的范围内，避免因过热导致的故障，且结构简单，制造成本低，为中低端电子设备提供了简单可行的温控方案，降低了应用门槛。

Description

电子设备温度检测控制电路

技术领域

本实用新型涉及技术领域，特别是一种电子设备温度检测控制电路。

背景技术

在现有技术中，随着电子设备在现代社会中广泛应用，人们对其可靠性要求也越来越高，同时随着电子设备的体积越来越小，功能越来越多导致功耗越来越大，降低温度以减小温升越来越被重视。如果电子设备不能妥善处理运行过程中的高温问题，将会对电子设备的性能和耐用性产生不可逆转的影响。在日常生活环境中，电子设备在通流工作后产生电流热效应，随着时间的推移，电子设备在温升过高后，对电子设备的硬件和软件都会有不良影响。比如高温会导致如下问题：

1.高温导致电子设备内部元器件热膨胀，引起焊接点出现断裂导致芯片脱落。

2.高温导致元器件老化，降低寿命以及可靠性。

3.高温导致电子设备***崩溃，数据丢失等。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种结构简单，制造成本低，为中低端电子设备提供了简单可行的温控方案，降低了应用门槛的电子设备温度检测控制电路。

为了达到上述目的，本实用新型设计的电子设备温度检测控制电路，包括：

温度检测模块，所述温度检测模块包括电阻R1、热敏电阻R2、电阻R3和热敏电阻R4，所述电阻R1和所述热敏电阻R2构成用于检测电子设备第一位置温升的第一检测单元；所述电阻R3和所述热敏电阻R4构成用于检测电子设备第二位置温升的第二检测单元；

比较处理模块，与所述温度检测模块电连接，用于将所述第一检测单元和所述第二检测单元检测到的温升与预设的温升门限T_TH1和温升门限T_TH2依次进行比较，并根据比较结果相应地输出控制信号，以对电子设备的温度进行控制。

为了减小电路的体积和复杂度，所述温度检测模块还包括集成于电子设备SOC芯片U1内的12位ADC模块，所述ADC模块具有模数转换输入引脚ADC_AP和模数转换输入引脚ADC_PA；所述电阻R1和热敏电阻R2串联后一端接至电子设备PMIC电源U2的引脚VDD18，另一端接地；所述模数转换输入引脚ADC_AP接至电阻R1和热敏电阻R2的连接节点；所述电阻R3和热敏电阻R4串联后一端接至电子设备PMIC电源U2的引脚VDD18，另一端接地；所述模数转换输入引脚ADC_PA接至电阻R3和热敏电阻R4的连接节点。

为了实现对特定位置温升的准确检测，所述第一位置为电子设备的SOC模块，所述第二位置为电子设备的射频模块；所述热敏电阻R2设置于电子设备SOC模块附近，以使第一检测单元检测电子设备SOC模块的实时温升；所述热敏电阻R4设置于电子设备射频模块附近，以使第二检测单元检测电子设备射频模块的实时温升。

为了更具弹性地应对不同温度情况，所述第一检测单元或第二检测单元检测到的温升高于温升门限T_TH1并低于温升门限T_TH2时，所述比较处理模块相应地输出控制信号降低电子设备的充电电流和屏幕背光亮度；所述第一检测单元或第二检测单元检测到的温升高于温升门限T_TH2时，所述比较处理模块相应地输出控制信号降低电子设备的CPU频率和CPU运行核数。

为了过滤瞬时温度波动造成的误判，所述比较处理模块具有一时间判断模块，用于检测第一检测单元和第二检测单元检测温度变化时对应电压值的稳定时间，当检测到温度变化对应的电压值变化稳定时间大于等于预设时间阈值S_TH时，判断为有效温度变化并相应地输出控制信号；当检测到温度变化对应电压值变化的稳定时间小于预设时间阈值S_TH时，判断为无效温度变化且不输出控制信号。

本实用新型所设计的电子设备温度检测控制电路，通过温度检测模块，实现对设备在不同位置温升的检测，并设置双温升门限比较，当温度处于不同范围时，有针对性地输出不同的温度控制信号，从而动态调节电子设备的工作参数，将温度控制在合适的范围内，避免因过热导致的故障，有效扩大了应用该控制电子设备的适用环境和使用场景，使其能够在更复杂的条件下正常工作，且结构简单，制造成本低，为中低端电子设备提供了简单可行的温控方案，降低了应用门槛。

附图说明

图1是本实用新型电路结构示意图；

图2是本实用新型实施例1中降低电子设备温升的流程图。

其中：温度检测模块10、第一检测单元11、第二检测单元12、比较处理模块20、时间判断模块21。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1。

如图1所示，本实施例描述的电子设备温度检测控制电路，包括：

温度检测模块10，所述温度检测模块10包括电阻R1、热敏电阻R2、电阻R3和热敏电阻R4，所述电阻R1和所述热敏电阻R2构成用于检测电子设备第一位置温升的第一检测单元11；所述电阻R3和所述热敏电阻R4构成用于检测电子设备第二位置温升的第二检测单元12；

比较处理模块20，与所述温度检测模块10电连接，用于将所述第一检测单元11和所述第二检测单元12检测到的温升与软件预设的温升门限T_TH1和温升门限T_TH2依次进行比较，并根据比较结果相应地输出控制信号，以对电子设备的温度进行控制。在本实施例中，其热敏电阻R2和热敏电阻R4是负温度系数热敏电阻器(NTC)，且热敏电阻R2和热敏电阻R4的电阻值随温度的升高而减小。在本实施例中，第一位置温升和第二位置温升是温度检测模块10检测到相应位置的实时温度减去电子设备相应的位置的初始温度，以判断电子设备相应位置的发热温度上升情况。工作时，温度检测模块10中的第一检测单元11通过电阻R1与热敏电阻R2进行分压采集第一位置温升；第二检测单元12通过电阻R3与热敏电阻R4进行分压采集第二位置温升，并将检测的温度值传输至比较处理模块20，比较处理模块20将第一检测单元11或第二检测单元12的检测温度分别与预设温升门限T_TH1进行比较，如果检测到的温升高于温升门限T_TH1，则与第二预设的温升门限T_TH2进行比较，如果介于温升门限T_TH1与温升门限T_TH2之间，则输出控制信号降低充电电流和屏幕背光亮度，充电电流和屏幕背光消耗大量电流，是电子设备发热的主要来源，当判定发热温度高于温升门限T_TH1时，说明电子设备发热已经比较严重，通过降低充电电流和降低屏幕亮度来降低发热，以使电子设备后续正常工作；如果高于温升门限T_TH2，则输出控制信号降低电子设备CPU频率，当判定发热温度高于温升门限T_TH2时，说明电子***发热已经非常严重，光靠降低充电电流和降低屏幕背光亮度已经不能彻底解决，所以通过降低CPU的运行频率和减小运行核数，这对于降低电子设备使用时的温度非常有效。通过上述工作流程，实现了搭载该控制电路的电子设备可以根据其内热源温度的实时变化情况，采取不同层级的控制措施进行动态调节，将电子设备温度控制在合理范围内，避免过热造成损坏。在本实施例中，温升门限T_TH1＝35摄氏度，温升门限T_TH2＝40摄氏度，即温度检测模块10检测到第一位置温升和\或第二位置温升超过40摄氏度(温升门限T_TH2)，则比较处理模块20输出控制信号降低电子设备CPU频率。

具体的，如图1所示，为了减小了电路的体积和复杂度，所述温度检测模块10包括集成于电子设备SOC芯片U1内的12位ADC模块，所述ADC模块具有模数转换输入引脚ADC_AP和模数转换输入引脚ADC_PA；所述电阻R1和热敏电阻R2串联后一端接至电子设备PMIC电源U2的引脚VDD18，另一端接地；所述模数转换输入引脚ADC_AP接至电阻R1和热敏电阻R2的连接节点；所述电阻R3和热敏电阻R4串联后一端接至电子设备PMIC电源U2的引脚VDD18，另一端接地；所述模数转换输入引脚ADC_PA接至电阻R3和热敏电阻R4的连接节点。工作时，随着电子设备内第一位置和第二位置温度的上升，热敏电阻R2和热敏电阻R4的电阻值相应下降，此时PMIC电源U2的引脚VDD18输出的电压经过电阻R1和热敏电阻R2分压后的电压值为V_{ADC_AP}，经过电阻R3和热敏电阻R4分压后的电压值为V_{ADC_PA}，以V_{ADC_AP}和V_{ADC_PA}作为电压输入值，分别输入到SOC芯片U1的引脚ADC_AP和引脚ADC_PA，即SOC芯片U1可以根据检测到的电压值V_{ADC_AP}和电压值V_{ADC_PA}通过内置的电压值与温度值对应表反向计算出第一位置和第二位置的实时温度。综上所述，使用串联的电阻和热敏电阻进行分压采样温度，可以通过电压变化反映温度变化，转换精度高，且价格低廉，获得精确的温度与电阻值对应关系，电路结构简单，易于实现，便于集成在不同电子设备中，适用范围广。

具体的，为了实现对特定位置温升的准确检测，如图1所示，所述第一位置为电子设备的SOC模块，所述第二位置为电子设备的射频模块；所述热敏电阻R2设置于电子设备SOC模块附近，以使第一检测单元11检测电子设备SOC模块的实时温升；所述热敏电阻R4设置于电子设备射频模块附近，以使第二检测单元12检测电子设备射频模块的实时温升。在本实施例中，第一检测单元11(引脚ADC_AP)用于检测电子设备SOC芯片U1通信连接的充电模块和背光模块实时温度对应的电压值；第二检测单元12(引脚ADC_PA)用于检测电子设备网络通信或者通话时，射频模块的实时温度对应的电压值，通过在这些发热部件附近布置热敏电阻，可以直接、准确地采集关键部件的温度，以实现精确、有效的细粒度温度检测和后续针对性的控制操作需求。

在一些实施例中，如图1所示，为了过滤瞬时温度波动造成的误判，所述比较处理模块20具有一时间判断模块21，用于检测第一检测单元11和第二检测单元12检测温度变化时对应电压值的稳定时间，当检测到温度变化对应电压值变化的稳定时间大于等于预设时间阈值S_TH时，判断为有效温度变化并相应地输出控制信号；当检测到温度变化对应电压值变化的稳定时间小于预设时间阈值S_TH时，判断为无效温度变化且不输出控制信号。由于电子设备内温度的变化和热敏电阻R2以及热敏电阻R4的电阻的变化并不是单调的逐步升高或降低，由于噪声和温度漂移存在，当温差(温度检测模块10检测的实时温度减去电子设备SOC芯片U1设置的基准温度得到实际温差)的值在温升门限T_TH1或温升门限T_TH2门限值附近时，会在门限值附近来回变化，导致***中断响应频繁变化，所以在检测温度变化时，时间判断模块21的存在，通过其设置的预设时间阈值S_TH，可以有效排除噪声和温漂的干扰，只有检测到温度变化对应的变化电压值的稳定时长大于预设时间阈值S_TH时，才被判断为有效温度变化，避免这些无效变化导致***频繁响应。在本实施例中，预设时间阈值S_TH＝20秒。

下面，如图2所示，以手机这一应用场景为例，对本实施例提供的温度检测控制电路的工作原理进一步说明：

STEP1:手机开机，参数初始化后将数据装载进SOC芯片U1，其中设置基准温度为T0(室内温度25摄氏度)，预设温升门限T_TH1，预设温升门限T_TH2，且预设温升门限T_TH2大于预设温升门限T_TH1，预设时间阈值S_TH，异常状态STATE1，异常状态STATE2，之后进入STEP2。

STEP2:随着手机运行后温度的上升，热敏电阻R2和热敏电阻R4的阻值会变小，从而使分压后的引脚ADC_AP和引脚ADC_PA的电压值随温度变化，最后SOC芯片U1根据不同的输入电压值通过对应关系来计算出温度大小，同时获取并记录实时温度T1。(在本实施例中，如在25摄氏度时，电阻R1＝电阻R3＝390K，热敏电阻R2＝热敏电阻R4＝100K，PMIC电源U2的引脚VDD18输出1.8V，经过电阻R1和电阻R2分压后，引脚ADC_AP的电压值为0.367V，当手机主板(SOC芯片U1)温度升高到60度时，热敏电阻R2电阻值下降到60K，此时引脚ADC_AP的电压值为0.24V，接着SOC芯片U1根据检测到的引脚ADC_AP的电压值以及***存储单元内部的温度值和电压值的对应表来反向计算出手机主板实时温度)，之后进入STEP3。

STEP3:将SOC芯片U1采样到的实时温度T1减去预设的基准温度为T0，得到实际温差△T＝T1-T0，即实际温差△T即为温升，之后进入STEP4。

STEP4:***内部处理器(SOC芯片U1)判断实际温差△T是否大于预设温升门限T_TH1，且小于预设温升门限T_TH2，即T_TH1<△T<T_TH2，且预设温升门限T_TH2大于预设温升门限T_TH1，如果判断为“是”则进入STEP5；如果判断为“否”则进入STEP9。

STEP5:如果实际温差△T大于预设温升门限T_TH1，且小于预设温升门限T_TH2，即T_TH1<△T<T_TH2成立，则***内部定时器获取T_TH1<△T<T_TH2的实际持续时间值S，并保存到寄存器，之后进入STEP6。

STEP6：***获取T_TH1<△T<T_TH2的实际持续时间值S后，将实际持续时间值S与预设时间阈值S_TH进行对比，判断实际持续时间值S是否大于等于预设时间阈值S_TH，如果判断为“是”，则进入STEP7，否则进入STEP2重新开始采样和判断。

STEP7：STEP4和STEP6的判断都为“是”，则判定***发热异常等级为STATE1；之后进入STEP8。

STEP8：通过比较处理模块20相应地输出控制信号降低充电电流值，降低屏幕背光亮度；之后进入STEP14。

STEP9：在STEP4阶段判断为“否”后，如果进入STEP9则进行实际温差△T是否大于预设温升门限T_TH2的判断，即T_TH2<△T是否成立；如果判断为“否”则进入STEP2进行新的采样判断，如果判断为“是”则进入STEP10。

STEP10：如果实际温差△T大于预设温升门限T_TH2，即T_TH2<△T成立，则***内部定时器获取T_TH2<△T的实际持续时间值S，并保存到寄存器，之后进入STEP11。

STEP11：***获取T_TH2<△T的实际持续时间值S后，将实际持续时间值S与软件设置的预设时间阈值S_TH进行对比，判断实际持续时间值S是否大于等于软件预设时间阈值S_TH，如果判断为“是”，则进入STEP12，否则进入STEP2重新开始采样和判断。

STEP12：如STEP9和STEP11的判断都成立，则判定***发热异常等级为STATE2；之后进入STEP13。

STEP13：通过比较处理模块20相应地输出控制信号降低CPU的运行频率，减小CPU的运行核数；之后进入STEP14。

STEP14：在STEP8***做出降温响应来降低充电电流和降低屏幕亮度来降低发热后，***会再次判断实际温差△T与预设温升门限T_TH1、预设温升门限T_TH2的大小关系，当实际温差△T小于预设温升门限T_TH1时，说明电子设备的温度已经降低下来，温升已经正常，则进入STEP15结束阶段；如果实际温差△T大于等于预设温升门限T_TH1时，则进入STEP4阶段，重新开始新的判断。

综上，本实施例提供的电子设备温度检测控制电路，通过温度检测模块，实现对设备在不同位置温升的检测，并设置双温升门限比较，当温度处于不同范围时，有针对性地输出不同的温度控制信号，从而动态调节电子设备的工作参数，将温度控制在合适的范围内，避免因过热导致的故障，有效扩大了应用该控制电子设备的适用环境和使用场景，使其能够在更复杂的条件下正常工作，且结构简单，制造成本低，为中低端电子设备提供了简单可行的温控方案，降低了应用门槛。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种电子设备温度检测控制电路，其特征是，包括：温度检测模块（10），所述温度检测模块（10）包括电阻R1、热敏电阻R2、电阻R3和热敏电阻R4，所述电阻R1和所述热敏电阻R2构成用于检测电子设备第一位置温升的第一检测单元（11）；所述电阻R3和所述热敏电阻R4构成用于检测电子设备第二位置温升的第二检测单元（12）；

比较处理模块（20），与所述温度检测模块（10）电连接，用于将所述第一检测单元（11）和所述第二检测单元（12）检测到的温升与软件预设的温升门限T_TH1和温升门限T_TH2依次进行比较，并根据比较结果相应地输出控制信号，以对电子设备的温度进行控制；

所述比较处理模块（20）通信连接至充电模块、背光模块和射频模块。

2.根据权利要求1所述的电子设备温度检测控制电路，其特征是，所述温度检测模块（10）还包括集成于电子设备SOC芯片U1内的12位ADC模块，所述ADC模块具有模数转换输入引脚ADC_AP和模数转换输入引脚ADC_PA；所述电阻R1和热敏电阻R2串联后一端接至电子设备PMIC电源U2的引脚VDD18，另一端接地；所述模数转换输入引脚ADC_AP接至电阻R1和热敏电阻R2的连接节点；所述电阻R3和热敏电阻R4串联后一端接至电子设备PMIC电源U2的引脚VDD18，另一端接地；所述模数转换输入引脚ADC_PA接至电阻R3和热敏电阻R4的连接节点。

3.根据权利要求1所述的电子设备温度检测控制电路，其特征是，所述第一位置为电子设备的SOC模块，所述第二位置为电子设备的射频模块；所述热敏电阻R2设置于电子设备SOC模块附近，以使第一检测单元（11）检测电子设备SOC模块的实时温升；所述热敏电阻R4设置于电子设备射频模块附近，以使第二检测单元（12）检测电子设备射频模块的实时温升。

4.根据权利要求1所述的电子设备温度检测控制电路，其特征是，所述比较处理模块（20）具有一时间判断模块（21），用于检测第一检测单元（11）和第二检测单元（12）检测温度变化时对应电压值的稳定时间。