终端设备的温度控制装置的制作方法

1.本实用新型涉及温度控制领域，具体地涉及一种终端设备的温度控制装置。


背景技术：

2.随着工业智能互联概念的普及，用于工业数据采集与控制的终端技术发展日益成熟。工业场景相对于家庭或政企用户场景环境更为恶劣，对稳定性和可靠性要求更高，硬件电气指标要求更为严格。温度指标便是对终端设备的一大考验，工业场景下设备会在户外部署，直接暴露在外部环境温度下，因此要求设备能够在-40℃～70℃环境下长期稳定正常工作，不能因长时间低温或高温环境运行异常。
3.目前适用于终端设备的主流芯片工作温度多为-20℃～70℃，部分芯片工作温度需在0℃以上，寒冷环境适应性差；在高温环境下，设备本身功耗发热、温升高，需保障设备正常散热，维持正常工作温度。在宽温环境下需解决以下问题：
4.低温环境启动问题。设备在在寒冷环境下启动上电，启动时芯片温度与环境温度相同、在设备可支持的正常工作温度范围外，直接上电会导致无法启动或启动异常。
5.低温环境温度维持问题。设备启动后，在寒冷环境下，芯片本身的发热不足以维持自身温度，无法保持温度在正常工作温度范围内。长时间处于该状态会导致芯片损坏或出现异常。
6.高温环境散热问题。高温环境下，需保证设备的散热能力，维持正常的工作温度，保证能在工作温度下启动、运行。终端系统于宽温环境下，需要有能同时解决以上问题的温度控制设计方案。


技术实现要素：

7.本实用新型实施例的目的是提供一种终端设备的温度控制装置，该装置设置带有欧姆阻抗的散热片，散热片相当于是电阻，在散热片供电回路导通情况下，供电单元为散热片供电，散热片在电能的作用下发热，产生的热量对终端设备进行加热，提升芯片的温度，保证芯片正常启动；在散热片供电回路断开情况下，散热片对芯片散热，维持正常的工作温度，防止芯片工作温度过高。
8.为了实现上述目的，本实用新型实施例提供一种终端设备的温度控制装置，所述终端设备的温度控制装置包括：散热片、供电单元以及散热片供电回路；所述供电单元的输出端与所述散热片供电回路的输入端连接，所述散热片供电回路的输出端与所述散热片的电源端连接；所述散热片供电回路用于控制所述散热片的电源的通断，以使所述散热片在加热模式与散热模式之间切换；所述散热片为具有欧姆阻抗的散热片。
9.进一步地，所述散热片供电回路包括：温度检测装置、温控开关以及多段电连接线；所述温控开关的第一端通过电连接线与所述供电单元的输出端连接，第二端通过电连接线与所述散热片的电源端连接；
10.所述温度检测装置的温度数据输出端与所述温控开关的温度数据输入端连接，所
述温度检测装置用于采集终端设备的温度并输出温度数据；
11.所述温控开关用于在接收自所述温度检测装置的温度数据低于第一温度预设值时闭合以连通所述散热片的电源，使得所述散热片进入加热模式，在接收自所述温度检测装置的温度数据高于第二温度预设值时断开以切断所述散热片的电源，使得所述散热片进入散热模式；
12.所述第二温度预设值大于第一温度预设值。散热片供电回路设置温度检测装置，用于检测环境温度并传输到温控开关，温控开关在温度低于第一预设阈值时闭合，散热片发热；在温度大于第二预设阈值时断开，散热片散热。
13.可选的，所述散热片供电回路还包括指示灯，所述指示灯通过电连接线连接在所述温控开关与所述散热片之间。指示灯在供电回路导通时亮起，用于指示散热片发热状态。
14.可选的，所述供电单元为独立供电装置。设置独立的供电装置为整个温度控制装置供电，将温度控制装置的电源与终端设备的电源分开设置，温度控制装置和终端设备的供电互不影响。
15.可选的，所述供电单元为所述终端设备的供电系统。采用终端设备的供电系统对温度控制装置进行供电，降低硬件成本。
16.可选的，所述温度检测装置为热电偶型温度传感器。
17.可选的，所述温度检测装置为热电阻型温度传感器，所述热电阻型温度传感器的供电端与所述供电单元连接。
18.可选的，所述温控开关包括控制电路和开关模块，所述温度检测装置的温度数据输出端与所述控制电路的输入端连接，所述控制电路的开关控制端与所述开关模块的控制端连接，以控制所述开关模块闭合或断开。
19.可选的，所述控制电路包括微控制器，所述微控制器的温度数据输入端与所述温度检测装置的温度数据输出端连接，所述微控制器的开关控制端与所述开关模块的控制端连接。
20.可选的，所述控制电路包括比较器，所述比较器的输入端与所述温度检测装置的温度数据输出端连接，所述比较器的输出端与所述开关模块的控制端连接。
21.通过上述技术方案提供一种终端设备的温度控制装置，该装置设置带有欧姆阻抗的散热片，散热片相当于是电阻，在散热片供电回路导通情况下，供电单元为散热片供电，散热片在电能的作用下发热，产生的热量对终端设备进行加热，提升芯片的温度，保证芯片正常启动；在散热片供电回路断开情况下，散热片对芯片散热，维持正常的工作温度，防止芯片工作温度过高。
22.本实用新型实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
23.附图是用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型实施例，但并不构成对本实用新型实施例的限制。在附图中：
24.图1是本实用新型一种实施方式提供的终端设备的温度控制装置；
25.图2是本实用新型一种实施方式提供的终端设备的温度控制装置；
26.图3是本实用新型另一种实施方式提供的终端设备的温度控制装置。
具体实施方式
27.以下结合附图对本实用新型实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型实施例，并不用于限制本实用新型实施例。
28.在本实用新型实施例中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系。
29.术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.实施例一
32.图1是本实用新型一种实施例提供的终端设备的温度控制装置，如图1所示，所述温度控制装置包括：散热片、供电单元以及散热片供电回路；所述供电单元的输出端与所述散热片供电回路的输入端连接，所述散热片供电回路的输出端与所述散热片的电源端连接；所述散热片供电回路用于控制所述散热片的电源的通断，以使所述散热片在加热模式与散热模式之间切换；所述散热片为具有欧姆阻抗的散热片。
33.在本实施例中，所述供电单元为独立供电装置，所述散热片供电回路包括：温度检测装置、温控开关以及多段电连接线；所述温控开关的第一端通过电连接线与所述供电单元的输出端连接，第二端通过电连接线与所述散热片的电源端连接；所述温度检测装置的温度数据输出端与所述温控开关的温度数据输入端连接，所述温度检测装置用于采集终端设备的温度并输出温度数据；
34.所述温控开关用于在接收自所述温度检测装置的温度数据低于第一温度预设值时闭合以连通所述散热片的电源，使得所述散热片进入加热模式，在接收自所述温度检测装置的温度数据高于第二温度预设值时断开以切断所述散热片的电源，使得所述散热片进入散热模式；所述第二温度预设值大于第一温度预设值。
35.散热片供电回路设置温度检测装置，用于检测环境温度并传输到温控开关，温控开关在温度低于第一预设阈值时闭合，散热片发热；在温度大于第二预设阈值时断开，散热片散热。设置独立的供电装置为整个温度控制装置供电，将温度控制装置的电源与终端设备的电源分开设置，温度控制装置和终端设备的供电互不影响。
36.在本实施例中，所述温度开关应用制作材料特有的物理特性，在温度达到预设温度时发生形变，以达到切换开关状态的效果。
37.在布置本技术的温度控制装置时，将温度传感器、温控开关和散热片设置在需要
进行温度控制的终端设备或者芯片上，温度传感器采集终端设备或者芯片的温度，同时温控开关在终端设备或者芯片的温度达到预设温度时，发生形变，切换开关的状态。例如，当温度从较低温度升温到预设温度时，温控开关发生形变，将散热片供电回路断开，散热片对终端设备或者芯片散热；当温度从较高温度降温到小于预设温度时，温控开关发生形变，将散热片供电回路导通，散热片作为电阻发热。
38.实施例二
39.图2是本实用新型一种实施例提供的终端设备的温度控制装置，如图2所示，所述温度控制装置包括：散热片、供电单元以及散热片供电回路；所述供电单元的输出端与所述散热片供电回路的输入端连接，所述散热片供电回路的输出端与所述散热片的电源端连接；所述散热片供电回路用于控制所述散热片的电源的通断，以使所述散热片在加热模式与散热模式之间切换；所述散热片为具有欧姆阻抗的散热片。
40.在本实施例中，所述供电单元为独立供电装置，所述散热片供电回路包括：温度检测装置、温控开关以及多段电连接线；所述温控开关的第一端通过电连接线与所述供电单元的输出端连接，第二端通过电连接线与所述散热片的电源端连接；所述温度检测装置的温度数据输出端与所述温控开关的温度数据输入端连接，所述温度检测装置用于采集终端设备的温度并输出温度数据；
41.所述温控开关用于在接收自所述温度检测装置的温度数据低于第一温度预设值时闭合以连通所述散热片的电源，使得所述散热片进入加热模式，在接收自所述温度检测装置的温度数据高于第二温度预设值时断开以切断所述散热片的电源，使得所述散热片进入散热模式；所述第二温度预设值大于第一温度预设值。散热片供电回路设置温度检测装置，用于检测环境温度并传输到温控开关，温控开关在温度低于第一预设阈值时闭合，散热片发热；在温度大于第二预设阈值时断开，散热片散热。设置独立的供电装置为整个温度控制装置供电，将温度控制装置的电源与终端设备的电源分开设置，温度控制装置和终端设备的供电互不影响。
42.在本实施例中，所述温控开关包括控制电路和开关模块，所述温度检测装置的温度数据输出端与所述控制电路的输入端连接，所述控制电路的开关控制端与所述开关模块的控制端连接，以控制所述开关模块闭合或断开。
43.在本实施例中，所述控制电路包括微控制器，所述微控制器的温度数据输入端与所述温度检测装置的温度数据输出端连接，所述微控制器的开关控制端与所述开关模块的控制端连接。
44.在本实施例中，所述温度检测装置为热电偶型温度传感器。
45.在一些实施例中，本技术的温度控制装置的散热片供电回路上还设置有电源开关，电源开关设置在独立供电装置的输出端与所述散热片供电回路的输入端之间，用于控制温度控制装置的电源通断。电源开关用于控制温度控制装置是否通电工作。当终端装置闲置时，可以断开电源开关，降低能耗。
46.在布置本技术的温度控制装置时，将温度传感器和散热片设置在需要进行温度控制的终端设备或者芯片上，温度传感器采集终端设备或者芯片的温度数据并传输到微控制器，微控制器将接收到的温度数据与第一预设值和第二预设值进行比较，若接收到的温度数据低于第一预设值，则控制开关模块闭合，散热片供电回路导通，散热片作为电阻发热；
若接收到的温度数据高于第二预设值，则控制开关模块断开，散热片供电回路断开，散热片对终端设备或者芯片散热。
47.由于加热及热传导需要一定的时间缓冲，因此，开关模块的启动温度应该设置在芯片或者终端设备最低工作温度之上，以实现在芯片或者终端设备温度降低到最低值之前启动加热，保障终端设备或者芯片的正常运行。另一方面，开关模块需要在达到一定的温度之后主动关闭，转换为散热功能，防止终端设备或者芯片过热。即第一预设值需要大于最低工作温度，第二预设值需要选取合适的值。例如，对于工作温度为0℃～70℃的芯片，第一预设值可以设为5℃，第二预设值可以设为10℃，上述第一预设值和第二预设值仅为温度示例。
48.在一些实施例中，还将第一预设值和第二预设值设为相同的值，例如，对于工作温度为-20℃～70℃的芯片，第一预设值和第二预设值可以设为0℃，上述第一预设值和第二预设值仅为温度示例。
49.本技术的温度控制装置在使用时，若终端设备或者芯片正常连接电源且不需要其工作，则断开电源开关，当终端设备或者芯片即将进行工作，且环境温度低于终端设备或者芯片的工作温度，则先开启温度控制装置，温度控制装置的温度传感器检测到温度数据并传输到微控制器，微控制器将接收到的温度数据与第一预设值和第二预设值比较，若温度数据低于第一预设值，则控制开关模块闭合，散热片供电回路导通，散热片作为电阻发热，等待一定时间后，芯片或者终端设备温度升高，温度传感器检测到的温度数据高于第二预设值，开关模块断开，此时可以开启终端设备或者芯片的电源，保证终端设备或者芯片正常启动。此后温度控制装置的电源开关始终闭合，温度控制装置持续监测终端设备或者芯片温度，在温度低于第一预设值时散热片进入加热模式，在温度高于第二预设值时，散热片进入散热模式，自动调节温度，不需要手动控制。
50.实施例三
51.如图3是本技术另一个实施例提供的终端设备的温度控制装置示意图，如图3所示，所述温度控制装置包括：散热片、供电单元以及散热片供电回路；所述供电单元的输出端与所述散热片供电回路的输入端连接，所述散热片供电回路的输出端与所述散热片的电源端连接；所述散热片供电回路用于控制所述散热片的电源的通断，以使所述散热片在加热模式与散热模式之间切换；所述散热片为具有欧姆阻抗的散热片。
52.在本实施例中，所述供电单元为所述终端设备的供电系统，所述散热片供电回路包括：温度检测装置、温控开关以及多段电连接线；所述温控开关的第一端通过电连接线与所述供电单元的输出端连接，第二端通过电连接线与所述散热片的电源端连接；所述温度检测装置的温度数据输出端与所述温控开关的温度数据输入端连接，所述温度检测装置用于采集终端设备的温度并输出温度数据；
53.所述温控开关用于在接收自所述温度检测装置的温度数据低于第一温度预设值时闭合以连通所述散热片的电源，使得所述散热片进入加热模式，在接收自所述温度检测装置的温度数据高于第二温度预设值时断开以切断所述散热片的电源，使得所述散热片进入散热模式；
54.所述第二温度预设值大于第一温度预设值。散热片供电回路设置温度检测装置，用于检测环境温度并传输到温控开关，温控开关在温度低于第一预设阈值时闭合，散热片
发热；在温度大于第二预设阈值时断开，散热片散热。采用终端设备的供电系统对温度控制装置进行供电，降低硬件成本。
55.在本实施例中，所述温控开关包括控制电路和开关模块，所述温度检测装置的温度数据输出端与所述控制电路的输入端连接，所述控制电路的开关控制端与所述开关模块的控制端连接，以控制所述开关模块闭合或断开。
56.在本实施例中，所述控制电路包括比较器，所述比较器的输入端与所述温度检测装置的温度数据输出端连接，所述比较器的输出端与所述开关模块的控制端连接。
57.在本实施例中，所述温度检测装置为热电阻型温度传感器，所述热电阻型温度传感器的供电端与所述供电单元连接。
58.在本实施例中，所述散热片供电回路还包括指示灯，所述指示灯通过电连接线连接在所述温控开关与所述散热片之间。指示灯在供电回路导通时亮起，用于指示散热片发热状态
59.在布置本技术的温度控制装置时，将温度传感器和散热片设置在需要进行温度控制的终端设备或者芯片上，温度传感器采集终端设备或者芯片的温度数据并传输到比较器，比较器将接收到的温度数据与第一预设值和第二预设值进行比较，若接收到的温度数据低于第一预设值，则控制开关模块闭合，散热片供电回路导通，散热片作为电阻发热；若接收到的温度数据高于第二预设值，则控制开关模块断开，散热片供电回路断开，散热片对终端设备或者芯片散热。第一预设值和第二预设值通过设置比较器的参考电压来设置。
60.由于加热及热传导需要一定的时间缓冲，因此，开关模块的启动温度应该设置在芯片或者终端设备最低工作温度之上，以实现在芯片或者终端设备温度降低到最低值之前启动加热，保障终端设备或者芯片的正常运行。另一方面，开关模块需要在达到一定的温度之后主动关闭，转换为散热功能，防止终端设备或者芯片过热。即第一预设值需要大于最低工作温度，第二预设值需要选取合适的值。例如，对于工作温度为0℃～70℃的芯片，第一预设值可以设为5℃，第二预设值可以设为10℃，上述第一预设值和第二预设值仅为温度示例。
61.在一些实施例中，还将第一预设值和第二预设值设为相同的值，例如，对于工作温度为-20℃～70℃的芯片，第一预设值和第二预设值可以设为0℃，上述第一预设值和第二预设值仅为温度示例。
62.本技术的温度控制装置在使用时，若终端设备或者芯片正常连接电源，温度控制装置的温度传感器检测到温度数据并传输到比较器，比较器将接收到的温度数据与第一预设值和第二预设值比较，若温度数据低于第一预设值，则控制开关模块闭合，散热片供电回路导通，散热片作为电阻发热，等待一定时间后，芯片或者终端设备温度升高，温度传感器检测到的温度数据高于第二预设值，开关模块断开，此时可以开启终端设备或者芯片的电源，保证终端设备或者芯片正常启动。此后温度控制装置的电源开关始终闭合，温度控制装置持续监测终端设备或者芯片温度，在温度低于第一预设值时散热片进入加热模式，在温度高于第二预设值时，散热片进入散热模式，自动调节温度，不需要手动控制。
63.采用上述的温度控制装置可以保障终端设备在高低温宽温环境下正常使用，且温度自动调节不需手动启动关闭。终端设备适用场景更多、可部署范围更广，可以有效协助终端的工业级场景应用落地。
64.以上结合附图详细描述了本实用新型实施例的可选实施方式，但是，本实用新型实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型实施例的技术构思范围内，可以对本实用新型实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型实施例的保护范围。
65.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
66.本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
67.此外，本实用新型实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型实施例的思想，其同样应当视为本实用新型实施例所公开的内容。