穿戴式调温装置的制作方法

1.本实用新型涉及生活家电技术领域，特别是涉及一种穿戴式调温装置。


背景技术：

2.随着人们生活水平的提高，人们对生活的舒适性与便利性也提出了更高的要求。近年来市面上出现了各种调温散热产品，现有的调温散热产品在使用过程中，制冷功能开启后通常将处于持续的维持制冷温度的状态，然而，人体适应该制冷温度后感受不到持续变冷，导致用户体验不佳。


技术实现要素：

3.为了解决现有存在的技术问题，本实用新型提供一种可提升调温体验的穿戴式调温装置。
4.为达到上述目的，本实用新型实施例的技术方案是这样实现的：
5.一种穿戴式调温装置，包括调温模块、驱动所述调温模块工作的驱动电路、温度检测电路及与所述驱动电路和所述温度检测电路连接的控制器，所述调温模块包括调温件，所述温度检测电路包括与所述调温件热传导连接的温度检测元件，所述温度检测元件用于检测所述调温件的工作温度并发送给所述控制器，所述调温件的工作温度达到设定温度时，所述控制器向所述驱动电路输出第一控制信号，控制所述驱动电路调节向所述调温模块输出的输出功率，使得所述调温件的工作温度调节至阈值温度和/或变化持续预设时间后，所述控制器再向所述驱动电路输出第二控制信号，控制所述驱动电路再次调节向所述调温模块输出的输出功率，使得所述调温件的工作温度再次达到所述设定温度。
6.其中，所述调温件的工作电压为第一电压，所述调温件的工作温度达到设定温度时，通过所述第一控制信号控制所述驱动电路向所述调温件的输出电压小于所述第一电压，使得所述调温件的工作温度调节至阈值温度和/或变化持续预设时间后，通过所述第二控制信号控制所述驱动电路向所述调温件的输出电压等于所述第一电压，使得所述调温件的工作温度再次达到所述设定温度。
7.其中，所述驱动电路包括与所述调温件连接的驱动芯片及与所述驱动芯片连接的降压电路，所述降压电路将输入电压转换成所述驱动芯片所需大小的工作电压后并输出给所述驱动芯片，所述驱动芯片的两个输出端分别与所述调温件的正、负极连接。
8.其中，所述调温模块还包括对所述调温件进行散热的风扇，所述风扇的工作电压为第二电压，所述调温件的工作温度达到设定温度时，通过所述第一控制信号控制所述驱动电路向所述风扇的输出电压大于所述第二电压，所述风扇转速提升以降低所述调温件的工作温度；所述调温件的工作温度调节至阈值温度和/或变化持续预设时间后，所述控制器通过所述第二控制信号控制所述驱动电路向所述风扇的输出电压等于所述第二电压，使得所述调温件的工作温度再次达到所述设定温度。
9.其中，所述驱动电路包括与风扇连接的调压电路和电压采样电路，所述电压采样
电路采集所述风扇的当前工作电压并反馈给所述控制器，所述控制器根据所述电压采样电路反馈的所述当前工作电压控制所述调压电路调节输出至所述风扇的输出电压。
10.其中，所述驱动电路还包括与所述风扇连接的开关控制电路，所述开关控制电路包括第一场效应管，所述第一场效应管的栅极与所述控制器连接，漏极和源极分别与所述风扇的负极连接端和电极地连接。
11.其中，所述驱动电路还包括储容滤波电路，所述储容滤波电路包括并联连接于所述调压电路的第一信号输出端和电极地之间的多个电容。
12.其中，当接收到制冷模式关闭指令或关机指令后，所述控制器向所述驱动电路输出第三控制信号，所述控制器通过所述第三控制信号控制所述驱动电路降低向所述调温件的输出电压持续设定时长后，控制所述穿戴式调温装置相应关闭制冷模式或关机。
13.其中，所述穿戴式调温设备还包括充电接口及连接于所述充电接口和可充电电池之间的充电管理电路，所述充电管路电路包括电压检测电路和开关电路，所述电压检测电路用于检测外接电源端的电压大小反馈给所述控制器，所述控制器根据所述外接电源端的电压大小和所述可充电电池的剩余电量，控制所述开关电路切换供电状态为电源供电模式或电池供电模式。
14.其中，所述温度检测电路还包括用于检测环境温度的温度传感器，所述温度传感器采集当前环境温度并发送给所述控制器，所述控制器根据所述穿戴式调温装置的当前工作模式、以及所述当前环境温度与所述调温件的工作温度的相对大小确定出现异常时，控制所述驱动电路断开向所述调温件的供电。
15.其中，所述穿戴式调温设备还包括与所述控制器连接的语音芯片及与所述语音芯片连接的喇叭，所述控制器根据当前所选定的语言模式，控制所述语音芯片将播报信息转换成对应所述语言模式下的播报信息，并通过所述喇叭进行播放。
16.上述实施例所提供的穿戴式调温设备，通过温度检测元件检测调温件的工作温度并发送给控制器，当调温件的工作温度达到设定温度时，控制器输出第一控制信号以控制驱动电路调节向调温模块输出的输出功率，使得调温件的工作温度调节至阈值温度和/或变化持续预设时间后，控制器再向驱动电路输出第二控制信号，控制驱动电路再次调节向调温模块输出的输出功率，使得调温件的工作温度再次达到设定温度，如此，当穿戴式调温装置在相应调温模式开启后，通过调节向调温模块的输出功率控制调温件的工作温度在一定范围内的起伏变化，使得穿戴式调温装置在长时间持续工作中，用户能够持续感受到调温作用，提升使用体验。
附图说明
17.图1为一实施例中穿戴式调温装置的示意图；
18.图2为一实施例中控制器的电路图；
19.图3为一实施例中降压电路的电路图；
20.图4为一实施例中驱动芯片的电路图；
21.图5为一实施例中驱动电路的部分电路图；
22.图6为一实施例中充电接口和充电管理电路的电路图；
23.图7为一实施例中温度检测电路的电路图；
24.图8为一实施例中语音芯片的电路图。
具体实施方式
25.以下结合说明书附图及具体实施例对本实用新型技术方案做进一步的详细阐述。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，并不是旨在于限制本实用新型。在以下描述中，涉及到“一些实施例”的表述，其描述了所有可能实施例的子集，但是应当理解的是，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。
26.另需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“竖直的”、“水平的”、“内”、“外”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
27.请参阅图1和图2，本技术实施例提供一种穿戴式调温装置，包括调温模块10、驱动所述调温模块10工作的驱动电路20、温度检测电路30及与所述驱动电路20和所述温度检测电路30连接的控制器u1，所述调温模块10包括调温件11，所述温度检测电路30包括与所述调温件11热传导连接的温度检测元件，所述温度检测元件用于检测所述调温件11的工作温度并发送给所述控制器u1，所述调温件11的工作温度达到设定温度时，所述控制器u1向所述驱动电路20输出第一控制信号，控制所述驱动电路20调节向所述调温模块10输出的输出功率，使得所述调温件11的工作温度调节至阈值温度和/或变化持续预设时间后，所述控制器u1再向所述驱动电路20输出第二控制信号，控制所述驱动电路20再次调节向所述调温模块10输出的输出功率，使得所述调温件11的工作温度再次达到所述设定温度。
28.上述实施例中，穿戴式调温装置通过温度检测元件检测调温件11的工作温度并发送给控制器u1，当调温件11的工作温度达到设定温度时，控制器u1输出第一控制信号以控制驱动电路20调节向调温模块10输出的输出功率，使得调温件11的工作温度调节至阈值温度和/或变化持续预设时间后，控制器u1再向驱动电路20输出第二控制信号，控制驱动电路20再次调节向调温模块10输出的输出功率，使得调温件11的工作温度再次达到设定温度，如此，当穿戴式调温装置在相应调温模式开启后，通过调节向调温模块10的输出功率，以控制调温件11的工作温度保持在一定范围内的起伏变化，使得穿戴式调温装置在长时间持续工作中，用户能够持续感受到调温作用，提升使用体验。
29.需要说明的是，调温件11可以提供制冷和制热两种功能，相应的，穿戴式调温装置可以包括制冷模式和制热模式，控制器u1控制调温件11的工作温度保持在一定范围内起伏变化，可以是仅针对调温件11的制冷功能适用、也可以是仅针对调温件11的制热功能适用、还可以是针对调温件11的制冷功能和制热功能均适用。若是针对调温件11的制冷功能和制热功能均适用的情况，可以针对调温件11的制冷功能下工作温度进行调节时，设置第一设定温度和第一阈值温度，在制冷模式下时，控制器u1相应控制调温件11的工作温度保持在第一设定温度和第一阈值温度的范围内起伏变化；针对调温件11的制热功能下工作温度进行调节时，设置第二设定温度和第二阈值温度，在制热模式下时，相应控制调温件11的工作温度保持在第二设定温度和第二阈值温度的范围内起伏变化。
30.其中，阈值温度可以是预先设定、且不同于调温件11在对应调温模式下的设定温度，通过控制调温件11的工作温度在设定温度和阈值温度之间起伏变化以使得用户可持续感受到调温作用。可选的，穿戴式调温装置也可以提供配置模式，以供用户对阈值温度进行设置和修改，如设置用户连续触控开关按键后可进入对阈值温度进行设置的配置模式，此时用户可以触控音量加、减按键或触控模式切换按键等方式来调节阈值温度。变化持续的预设时间可以是预先设定的时间长度，相应的，穿戴式调温装置也可以提供配置模式，以供用户对预设时间进行设置和修改，如设置用户连续触控开关按键后可进入对预设时间进行设置的配置模式，此时用户可以触控音量加、减按键或触控模式切换按键等方式来调节预设时间。
31.其中，控制器u1控制所述驱动电路20调节向所述调温模块10输出的输出功率，以使得调温件11的工作温度降低的方式主要包括两种方式，第一是直接调节向调温件11的输出功率使得调温件11降低工作温度，第二是调节调温模块10内其它能够影响调温件11的工作温度的调温组件，使得调温件11可以降低工作温度。在一些实施例中，所述调温件11的工作电压为第一电压，所述调温件11的工作温度达到设定温度时，通过所述第一控制信号控制所述驱动电路20向所述调温件11的输出电压小于所述第一电压，使得所述调温件11的工作温度调节至阈值温度和/或变化持续预设时间后，通过所述第二控制信号控制所述驱动电路20向所述调温件11的输出电压等于所述第一电压，使得所述调温件11的工作温度再次达到所述设定温度。在一个可选的具体示例中，第一电压如可以是3v，当检测到调温件11的工作温度达到设定温度t1时，控制器u1通过向驱动电路20发出第一控制信号，控制驱动电路20向调温件11的输出电压小于3v，等到调温件11的温度升高到阈值温度t2、或调温件11的温度升高持续预设时间后，控制器u1通过向驱动电路20发出第二控制信号，控制驱动电路20向调温件11的输出电压再次恢复到3v，直至调温件11的工作温度再次达到设定温度t1，如此循环，变频工作，可实现穿戴式调温装置制冷模式长时间开启时，用户能够感受到持续的变冷；穿戴式调温装置制热模式长时间开启时，用户能够感受到持续的温暖。
32.可选的，请参阅图3和图4，所述驱动电路20包括与所述调温件11连接的驱动芯片u3及与所述驱动芯片u3连接的降压电路，所述降压电路将输入电压转换成所述驱动芯片u3所需大小的工作电压后输出给所述驱动芯片u3，所述驱动芯片u3的两个输出端out_a、out_b分别与所述调温件11的正、负极t1 、t1-连接。降压电路包括降压芯片u2，所述降压芯片u2的输入端in与穿戴式调温装置的电源，如电池b 连接，降压芯片u2的开关输出端sw与驱动芯片u3的供电端pg连接，其中，降压芯片u2的开关输出端sw还通过采样电阻r20与控制器u1的第一反馈端fb连接。可选的，所述调温件11采用半导体制冷片，驱动芯片u3的两个输入端in_a、in_b分别与控制器u1的制冷片正极控制端和负极控制端连接，驱动芯片u3的两个输出端分别与制冷片的正极t1 en和负极t1-en连接，降压电路可以将穿戴式调温装置的电源电压转换为可适配驱动芯片u3及制冷片工作所需大小的电压，且保持制冷片在各个工作阶段中的电压稳定性。
33.在另一些实施例中，所述调温模块10还可以包括对所述调温件11进行散热的风扇12，所述风扇12的工作电压为第二电压，所述调温件11的工作温度达到设定温度时，通过所述第一控制信号控制所述驱动电路20向所述风扇12的输出电压大于所述第二电压，所述风扇12转速提升以降低所述调温件11的工作温度；所述调温件11的工作温度调节至阈值温度
和/或变化持续预设时间后，所述控制器u1通过所述第二控制信号控制所述驱动电路20向所述风扇12的输出电压等于所述第二电压，使得所述调温件11的工作温度再次达到所述设定温度。在一个可选的具体示例中，第一电压如可以是5v，当检测到调温件11的工作温度达到设定温度t1时，控制器u1通过向驱动电路20发出第一控制信号，控制驱动电路20向风扇12的输出电压大于5v，风扇12的转速提升而使得调温件11的工作温度可以降低，等到调温件11的温度降低至阈值温度t3、或调温件11的温度降低持续预设时间后，控制器u1通过向驱动电路20发出第二控制信号，控制驱动电路20向风扇12的输出电压再次恢复到5v，直至调温件11的工作温度再次达到设定温度t1，如此循环，变频工作，可实现穿戴式调温装置制冷模式长时间开启时，用户能够感受到持续的变冷；穿戴式调温装置制热模式长时间开启时，用户能够感受到持续的温暖。
34.可选的，请参阅图5，所述驱动电路20包括与风扇12连接的调压电路21和电压采样电路22，所述电压采样电路22采集所述风扇12的当前工作电压并反馈给所述控制器u1，所述控制器u1根据所述电压采样电路22反馈的所述当前工作电压控制所述调压电路21调节输出至所述风扇12的输出电压。所述调压电路21包括调压芯片q2，所述调压芯片q2的数据端d1、d2与穿戴式调温装置的电源，如电池b 连接，调压芯片q2的控制端g2与控制器u1的pwm控制端pwm_n连接，第一信号输出端s1分别与风扇12的正极输入端fan 连接，第二信号输出端s2与电极地连接。电压采样电路22包括串联连接的第一采样电阻r14和第二采样电阻r18，电压采样电路22的一端与调压芯片q2的第一信号输出端s1连接，另一端与控制器u1的第二反馈端fan-fb连接。电压采样电路22可采集风扇12当前工作的实时电压反馈给控制器u1，控制器u1可以根据第二反馈端fan-fb接收到的反馈电压，确定风扇12当前工作的实时电压大小，控制调压芯片q2升压或降压以调节风扇12的工作电压使其满足当前工作需求。
35.可选的，所述驱动电路20还包括与所述风扇12连接的开关控制电路23，所述开关控制电路23包括第一场效应管q7，所述第一场效应管q7的栅极g与所述控制器u1连接，漏极d和源极s分别与所述风扇12的负极连接端fan-和电极地连接。其中，通过开关控制电路23的设置，当检测到调压芯片q2向风扇12输出的工作电压异常时或需要控制风扇12停止时，控制器u1可通过控制第一场效应管q7截止，以断开调压芯片q2对风扇12的供电回路。可选的，所述驱动电路20还包括储容滤波电路24，所述储容滤波电路24包括并联连接于所述调压电路21的第一信号输出端s1和电极地之间的多个电容。如本实施例中，储容滤波电路24包括并联连接的第一电容c11、第二电容c12和第三电容c13，第一电容c11、第二电容c12和第三电容c13的设置，一方面可以对调压芯片q2的输出起到滤波作用，减小干扰而影响调压芯片q2的输出精度，另一方面，可以对调压芯片q2在调节对风扇12的输出电压的过程中，吸收电压波动过程中释放的电能，避免电路中产生尖峰而损毁电路元器件，起到储能缓冲以保护电路元器件的作用。
36.在一些实施例中，当穿戴式调温装置接收到制冷模式关闭指令或关机指令后，所述控制器u1向所述驱动电路20输出第三控制信号，所述控制器u1通过所述第三控制信号控制所述驱动电路20降低向所述调温件11的输出电压持续设定时长后，控制所述穿戴式调温装置相应关闭制冷模式或关机。设定时长可以是预先设置的一个固定时长，如2分钟，当穿戴式调温装置关闭制冷模式或关机时，控制器u1通过输出第三控制信号，控制调温件11先
降低工作温度并维持设定时长后，再关闭制冷，如此，在调温件11关闭制冷功能后，其中关闭制冷功能包括将穿戴式调温装置从制冷模式切换到其它模式或关机的情况，采用阶段关闭的方式，可以在无声无息中使调温件11的工作温度缓慢上升，在使用时候，让人体可以在设定时长内有过渡适应的过程，不会感感受到温度的突然上升，提升佩戴体验。
37.可选的，请结合参阅图1和图6，穿戴式调温装置还包括充电接口41及连接于所述充电接口41和可充电电池40之间的充电管理电路42，所述充电管理电路42包括电压检测电路421和开关电路422，所述电压检测电路421用于检测外接电源端dcin的电压大小反馈给所述控制器u1，所述控制器u1根据所述外接电源端dcin的电压大小和所述可充电电池40的剩余电量，控制所述开关电路422切换供电状态为电源供电模式或电池供电模式。充电接口41连接的外部电源可以是通过电源适配器连接的市电电源，或者通过电源线连接的其它电子设备等。充电接口41可以是type-c接口、usb接口等各种标准的充电接口41。电压检测电路421连接于所述充电接口41的外接电源端dcin和电极地之间，包括串联连接的第一检测电阻r1和第二检测电阻r7，所述第一检测电阻r1和所述第二检测电阻r7之间连接的结点与控制器u1的第三反馈端dcin-v连接。所述开关电路422包括第二场效应管q5、第三场效应管q1和第四场效应管q3，所述第二场效应管q5的栅极g与控制器u1的供电控制端vin_en连接，源极s与电极地连接，漏极d与第三场效应管q1的栅极g和第四场效应管q3的栅极g连接；第三场效应管q1和第四场效应管q3反向串联连接于外接电源端dcin和负载之间，第三场效应管q1的漏极d与外接电源端dcin连接，源极s和第四场效应管q3的源极s连接形成供电端vin，第四场效应管q3的漏极d与负载连接。控制器u1根据第三反馈端dcin-v接收到的电压大小，确定外接电源端dcin连接有可用的外部电源时，开关电路422导通，穿戴式调温装置此时的供电状态为电源供电模式，充电接口41所连接的外部电源可通过第三场效应管q1和第四场效应管q3的供电端vin向负载进行供电，且第三场效应管q1和第四场效应管q3的反向串联可以将可充电电池40与负载之间的供电回路断开，于此同时，若可充电电池40的剩余电量小于预设值，可充电电池40进入充电模式。外接电源端dcin未连接有可用的外部电源时，开关电路422断开，穿戴式调温装置此时的供电状态为电池供电模式。
38.在一些实施例中，所述温度检测电路30还包括用于检测环境温度的温度传感器，所述温度传感器采集当前环境温度并发送给所述控制器u1，所述控制器u1根据所述穿戴式调温装置的当前工作模式、以及所述当前环境温度与所述调温件11的工作温度的相对大小确定出现异常时，控制所述驱动电路20断开向所述调温件11的供电。请参阅图7，温度传感器和温度检测元件可以分别为热敏电阻器，调温件11可以包括两个，温度检测电路30包括分别与两个调温件11热传导连接的第一热敏电阻ntc1和第二热敏电阻ntc2、以及用于检测穿戴式调温装置内部空间温度作为环境温度的第三热敏电阻ntc3，其中，第一热敏电阻ntc1和第二热敏电阻ntc2分别与两个调温件11热传导连接，可以是指分别与对应的调温件11的表面相贴设、或通过热传导介质与对应的调温件11接触等，当穿戴式调温装置处于制冷模式时，若检测到的环境温度低于调温件11的工作温度，可表示此时出现异常；相应的，当穿戴式调温装置处于制热模式时，若检测到环境温度高于调温件11的工作温度，也可表示此时出现异常，控制器u1控制所述驱动电路20断开向所述调温件11的供电，还可以进一步控制穿戴式调温装置发出异常提醒。
39.在一些实施例中，请参阅图8，所述穿戴式调温装置还包括与所述控制器u1连接的
语音芯片u8及与所述语音芯片u8连接的喇叭，所述控制器u1根据当前所选定的语言模式，控制所述语音芯片u8将播报信息转换成对应所述语言模式下的播报信息，并通过所述喇叭进行播放。其中，语音芯片u8可内置多种语言模式，如中文模式、英文模式、韩语模式等，控制器u1根据用户选定的语言模式而控制语音芯片u8切换到对应的语言模式，通过喇叭将播报信息用对应的语言模式下的语言进行播报。
40.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围以准。