终端散热系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及移动通讯领域，特别是涉及一种终端散热系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着智能手机配置不断增高，手机的散热越来越引起各大手机厂商的关注，手机发热严重也让用户对高配智能手机的抱怨与日俱增。智能手机向超薄化发展，使得手机结构空间受到很大的限制，很难有足够的散热空间。智能手机向着大屏化、高配置的发展，使得手机本身的功耗、发热量越来越大。大屏幕、高配置必然会消耗更多的电能，在电池技术还没有突破性发展的情况下，消耗电池的电能主动制冷也很难应用到手机的散热系统中。
[0003]由两种不同材料制成的结点由于受到某种因素作用而出现了温差，就有可能在两结点间产生电动势，回路中产生电流，这就是温差电效应。
[0004]温差电效应根据具体作用原理及表现形式，有赛贝克效应(Seebeck Effect)、帕尔贴效应(Peltier Effect)、汤姆逊效应(Thomson Effect)三种。目前主要应用前两个效应，赛贝克效应应用在半导体温差发电技术上面，而帕尔贴效应应用在半导体致冷。
[0005]塞贝克效应是在两种不同导电材料构成的闭合回路中，当两个接点温度不同时，回路中产生的电势使热能转变为电能的一种现象。在两种金属A和B组成的回路中，如果使两个接触点的温度不同，则在回路中将出现电流，称为热电流。塞贝克效应的实质在于两种金属接触时会产生接触电势差，该电势差取决于金属的电子溢出功和有效电子密度这两个基本因素。半导体的温差电动势较大，可用作温差发电器。
[0006]珀尔贴效应是1834年法国科学家珀尔贴发现的热电致冷和致热现象。由N、P型材料组成一对热电偶，当热电偶通入直流电流后，因直流电通入的方向不同，将在电偶结点处产生吸热和放热现象，称这种现象为珀尔帖效应。如果电流由导体I流向导体2，则在单位时间内，接头处吸收/放出的热量与通过接头处的电流密度成正比。
[0007]随着当前手机软件和硬件配置不断的升级、Wifi的普及、电池容量的扩充、高清大屏的使用，使得CPU、射频、电池、屏幕等散热大户的发热量急剧上升，当前并没有特别有效的手机散热系统，帮助手机快速散热。
【发明内容】
[0008]鉴于上述对手机散热不能有效解决的问题，提出了本发明以便提供一种终端散热系统及方法。
[0009]本发明提供一种终端散热系统，包括:热电转换电路，包括由发电热电材料和电容组成的第一回路，发电热电材料的不同部位分别固定于终端中的发热源和冷源，热电材料用于在其不同部位具有温差时在第一回路中产生电流，电容用于存储热电材料产生的电流；制冷电路，包括由制冷热电材料和电容组成的第二回路，制冷热电材料固定于终端中的发热源，电容用于通过第二回路向制冷热电材料放电，制冷热电材料在电流通过时吸收发热源释放的热量。
[0010]优选地，终端散热系统还包括:双向开关，连接于热电转换电路和制冷电路，用于在其达到预定温度后，断开热电转换电路，闭合制冷电路，在其低于预定温度后，闭合热电转换电路，断开制冷电路，或者，在所述电容充电完成后，断开所述热电转换电路，闭合所述制冷电路，在所述电容放完电量后，闭合所述热电转换电路，断开所述制冷电路。
[0011]优选地，热电转换电路进一步包括:限流电阻，与电容并联，用于控制流经电容的电流大小。
[0012]优选地，发电热电材料包括:N型半导体热电材料；制冷热电材料包括:由P型半导体热电材料和N型半导体热电材料组成的PN结热电材料，PN结热电材料在通过电流时，该电流由N型半导体热电材料流向P型半导体热电材料。
[0013]优选地，终端中的发热源包括:终端的中央处理器、射频、电池、和/或屏幕；终端中的冷源包括:能够接触到终端外部环境的结构件。
[0014]本发明还提供了一种终端散热方法，基于上述终端散热系统，包括:热电转换电路中的发电热电材料在其不同部位具有温差时产生电流，其中，发电热电材料的不同部位分别固定于终端中的发热源和冷源；热电转换电路中的电容将电流进行存储，并向制冷电路中的制冷热电材料进行放电；制冷电路中的制冷热电材料在电流通过时进行吸热，其中，制冷热电材料固定于终端中的发热源。
[0015]优选地，上述方法进一步包括:在连接于热电转换电路和制冷电路的双向开关达到预定温度后，断开热电转换电路，闭合制冷电路，在双向开关低于预定温度后，闭合热电转换电路，断开制冷电路，或者，在所述电容充电完成后，断开所述热电转换电路，闭合所述制冷电路，在所述电容放完电量后，闭合所述热电转换电路，断开所述制冷电路。
[0016]优选地，上述方法进一步包括:通过与电容并联的限流电阻控制流经电容的电流大小。
[0017]优选地，上述发电热电材料包括:N型半导体热电材料；制冷热电材料包括:由P型半导体热电材料和N型半导体热电材料组成的PN结热电材料，PN结热电材料在通过电流时，该电流由N型半导体热电材料流向P型半导体热电材料。
[0018]优选地，上述终端中的发热源包括:终端的中央处理器、射频、电池、和/或屏幕；终端中的冷源包括:能够接触到终端外部环境的结构件。
[0019]本发明有益效果如下:
[0020]通过温差电效应，首先将手机产生的热量转换为电能储存起来，当电容充满电后会放电，直流电通过制冷电路后会吸热，实现主动制冷的目的，解决了现有技术中手机散热量大引起的问题，能够通过能源回收利用的方式，实现了手机散热系统的主动制冷。
[0021]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的【具体实施方式】。
【附图说明】
[0022]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
[0023]图1是本发明实施例的终端散热系统的结构示意图；
[0024]图2是本发明实施例的基于温差电效应半导体的终端散热系统的模型示意图；
[0025]图3是本发明实施例的热能转电能模块的电路示意图；
[0026]图4是本发明实施例的半导体主动制冷电路模块的电路示意图；
[0027]图5是本发明实施例的终端散热系统的实施示意图；
[0028]图6是本发明实施例的终端散热方法的流程图。
【具体实施方式】
[0029]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0030]为了解决现有技术对手机散热不能有效解决的问题，本发明提供了一种终端散热系统及方法，以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
[0031]系统实施例
[0032]根据本发明的实施例，提供了一种终端散热系统，图1是本发明实施例的终端散热系统的结构示意图，如图1所示，根据本发明实施例的终端散热系统包括:热电转换电路10、以及制冷电路12。以下对本发明实施例的各个模块进行详细的说明。
[0033]热电转换电路10，包括由发电热电材料和电容组成的第一回路，发电热电材料的不同部位分别固定于终端中的发热源和冷源，热电材料用于在其不同部位具有温差时在第一回路中产生电流，电容用于存储热电材料产生的电流；其中，热电转换电路10进一步包括:限流电阻，与电容并联，用于控制流经电容的电流大小。
[0034]制冷电路12，包括由制冷热电材料和电容组成的第二回路，制冷热电材料固定于终端中的发热源，电容用于通过第二回路向制冷热电材料放电，制冷热电材料在电流通过时吸收发热源释放的热量。
[0035]优选地，终端散热系统还包括:双向开关，连接于热电转换电路10和制冷电路12，用于在其达到预定温度后，断开热电转换电路10，闭合制冷电路12，在其低于预定温度后，闭合热电转换电路10，断开制冷电路12，或者，在所述电容充电完成后，断开所述热电转换电路10，闭合所述制冷电路12，在所述电容放完电量后，闭合所述热电转换电路10，断开所述制冷电路12。
[0036]其中，发电热电材料包括:N型半导体热电材料；制冷热电材料包括:由P型半导体热电材料和N型半导体热电材料组成的PN结热电材料，PN结热电材料在通过电流时，该电流由N型半导体热电材料流向P型半导体热电材料。终端中的发热源包括:终端的中央处理器、射频、电池、和/或屏幕；终端中的冷源包括:能够接触到终端外部环境的结构件。
[0037]以下结合附图，对本发明实施例的上述技术方案进行详细说明。
[0038]在如图2所示的基于温差电效应半导体手机散热系统中，包括:
[0039]1、将手机CPU、射频、电池、屏幕等发热源发出的热量转换为电能的热能转电能模块(上述热电转换电路10)。
[0040]具体地，热电材料具有这样的性质，如果它不同部位的温度不一样，电子就会顺着温差从一端跑到另一端，由此产生的电流可以作为电源。P型半导体的温差电动势的方向是从低温端指向高温端(Seebeck系数为负)，相反，N型半导体的温差电动势的方向是高温端指向低温端(Seebeck系数为正)。热能转电能模块的实施电路图如图3所示,将热电材料的一端固定在CPU、射频模块、电池、屏幕背面等发热源，另外一端固定在可以接触手机外部环境的结构件边缘。并且形成回路进行连接。在回路中再接入电容，将热量转换成的电能储存起来。
[0041]2、使用热量转换为电能所存储起来的电能进行主动制冷的半导体主动制冷电路模块(上述制冷电路12)。
[0042]当有电流通过热电材料组成的回路时，回产生吸热、放热现象。当电流由N型半导体流向P型半导体时，热电材料吸热。半导体主动制冷电路模块的实施电路图如图4所示，在电容充足电后进行放电，给制冷的热电材料从N端向P端通以直流电，热电材料会