提升能耗效率的方法及其移动终端和热电转换模块的用途

摘要

本发明公开了一种提升能耗效率的方法及其移动终端和热电转换模块的用途，其方法包括以下步骤：A、与该移动终端的电路板电性连接的功率放大模块放大所述移动终端的通讯信号，发热并产生热能；B、输出端与所述电路板电性连接的热电转换模块吸收所述功率放大模块工作时产生的热能；C、所述热电转换模块将吸收的热能转换成电能，输出到所述电路板上。由于在移动终端上采用了热电转换模块，吸收了功率放大器工作时产生的热能，并将其转换成了电能加以利用，从而提升了该移动终端的能耗效率；同时，也降低了移动终端长时间通话后的温升，减少了高温给用户的使用造成的影响，提高了移动终端电池的安全性。

说明书

技术领域

本发明涉及带功率放大器的移动通讯终端、采用热电转换模块提升能耗效率的方法以及热电转换模块的用途领域，更具体的说，改进涉及的是一种提升能耗效率的方法及其移动终端和热电转换模块的用途。

背景技术

目前，通讯终端的能耗效率并不是很高，大部分的能量都被其功率放大器Power Amplifier(简称PA)所消耗；即使在发射时PA最大功率的效率也只有40％左右，这就意味着有60％左右的电能将转换成热能被消耗掉。

以WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址)终端为例，PA最大功率的工作电流可达500～700mA，该WCDMA终端在进行长时间的通话后，由于能耗效率不高，大部分的电量被转换为无用的热量，导致所述WCDMA终端比较烫手，其温度可达到60℃甚至更高，这对于用户的使用会造成一定影响；此外，高温也给该WCDMA终端上的电池留下了安全方面的隐患。

因此，现有技术尚有待改进和发展。

发明内容

本发明的目在于，提供一种提升能耗效率的方法及其移动终端和热电转换模块的用途，可提升移动通讯终端的能耗效率。

本发明的技术方案如下：

一种提升能耗效率的方法，用于移动终端的内部，其中，包括以下步骤：

A、与该移动终端的电路板电性连接的功率放大模块放大所述移动终端的通讯信号，发热并产生热能；

B、输出端与所述电路板电性连接的热电转换模块吸收所述功率放大模块工作时产生的热能；

C、所述热电转换模块将吸收的热能转换成电能，输出到所述电路板上。

所述的方法，其中，所述步骤C还包括温度检测的操作：

分别检测所述热电转换模块的高温端和所述热电转换模块的低温端的温度值；

判断所述高温端的温度值与所述低温端的温度值之间的温度差值；

当所述温度差值达到预设的温差阀值时，引入所述热电转换模块的输出端电压。

所述的方法，其中，所述步骤C还包括：

检测所述热电转换模块输出端的电压值；

将检测的电压值与预设的电压阀值进行比较；

当检测的电压值达到预设的电压阀值时，引入所述热电转换模块的输出端电压。

一种提升能耗效率的移动终端，包括一电路板和至少一功率放大器模块，所述功率放大器模块电性连接在所述电路板上，用于放大移动终端的通讯信号；其中，在所述移动终端上还设置有一用于吸收由所述功率放大器模块产生的热能并转换成电能的热电转换模块，所述热电转换模块的输出端电性连接在所述电路板上。

所述的移动终端，其中，所述热电转换模块的高温端位于所述电路板的背面，相对所述功率放大器设置；所述功率放大器位于所述电路板的正面。

所述的移动终端，其中，所述热电转换模块的输出端电性连接在所述电路板上的充电电路中，用于给所述移动终端上的电池充电。

所述的移动终端，其中，所述热电转换模块的输出端电性连接在所述电路板上的供电电路中，用于给所述移动终端上的LED灯供电。

所述的移动终端，其中，所述热电转换模块的输出端电性连接在所述电路板上的供电电路中，用于给所述移动终端上的显示屏供电。

所述的移动终端，其中，所述热电转换模块为一适配所述功率放大器布局的热电转换片。

一种热电转换模块的用途，其中，热电转换模块设置在移动终端的内部，用于吸收所述移动终端上的功率放大器在放大通讯信号时产生的热能；所述热电转换模块的输出端电性连接在所述移动终端的电路板上，用于将转换后的电能输出到所述移动终端的充电电路或所述耗电模块中。

本发明所提供的一种提升能耗效率的方法及其移动终端和热电转换模块的用途，由于在移动终端上采用了热电转换模块，吸收了功率放大器工作时产生的热能，并将其转换成了电能加以利用，从而提升了该移动终端的能耗效率；同时，也降低了移动终端长时间通话后的温升，减少了高温给用户的使用造成的影响，提高了移动终端电池的安全性。

附图说明

图1是本发明提升移动终端能耗效率方法的流程图；

图2是本发明提升移动终端能耗效率方法中检测温度的流程图；

图3是本发明提升移动终端能耗效率方法中检测电压的流程图；

图4是本发明提升能耗效率移动终端的一种堆叠结构示意图；

图5是本发明提升能耗效率移动终端的一种典型的功放电路示意图；

图6是本发明移动终端所应用的热电转换模块转换原理示意图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的具体实施方式和实施例加以详细说明。

本发明一种提升能耗效率的方法，用于移动终端的内部，其具体实施方式之一，如附图1所示，包括以下步骤：

步骤S110、用于放大通讯信号的功率放大器设置在所述移动终端的电路板上，位于所述移动终端的内部，与所述电路板电性连接；所述功率放大器工作时发热并产生热能；例如，在使用所述移动终端进行通话的过程中，所述功率放大器工作时放大发射和/或接收的通讯信号，并在工作过程中产生大量热量；

步骤S120、设置在所述移动终端内部的热电转换模块，通过热传导吸收所述功率放大器工作时产生的热能；包括以热传导、热对流、热辐射方式直接和/或间接吸收热能；

步骤S130、所述热电转换模块将吸收的热能转换成电能，输出到所述电路板上加以利用。

其中，在所述步骤S130中还可包括温度检测和/或电压检测的操作：

(1)温度检测，如附图2所示

步骤S131、检测所述热电转换模块高温端的温度值T₁，和检测所述热电转换模块低温端的温度值T₂；

步骤S132、将所述高温端的温度值T₁和所述低温端的温度值T₂之间的温度差值ΔT＝T₁-T₂，与预设的温差阀值T₃进行比较；

当所述温度差值ΔT达到或超过预设的温差阀值T₃时，即ΔT≥T₃时，进入步骤S133a、引入所述热电转换模块的输出端电压；

当所述温度差值ΔT小于或未达到预设的温差阀值T₃时，即ΔT＜T₃时，进入步骤S133b、断开所述热电转换模块的输出端电压引入。

(2)电压检测，如附图3所示

步骤S134、检测所述热电转换模块输出端的电压值U₁；

步骤S135、将检测的电压值U₁与预设的电压阀值U₂进行比较；

当检测的电压值U₁达到或超过预设的电压阀值U₂时，即U₁≥U₂时，进入步骤S136a、引入所述热电转换模块的输出端电压；

当检测的电压值U₁小于或未达到预设的电压阀值U₂时，即U₁＜U₂时，进入步骤S136b、断开所述热电转换模块的输出端电压引入。

为此，本发明提出了一种提升能耗效率的移动终端，包括一电路板和一个以上的功率放大器模块，所述功率放大器模块电性连接在所述电路板上，用于放大移动终端的通讯信号；其具体实施方式之一，在所述移动终端上还设置有一热电转换模块，用于吸收由所述功率放大器模块产生的热能并将其转换成电能；所述热电转换模块设置在所述移动终端的内部，所述热电转换模块的输出端电性连接在所述电路板上，用于将转换的电能返回到所述电路板上加以利用。

具体的，如附图5所示，所述功率放大器包括一个GSM的PA功率放大器401、一个WCDMA的PA1功率放大器402、以及一个WCDMA的PA2功率放大器403，均位于所述电路板400的正面400a；所述热电转换模块410的输入端包括一高温端410a和一低温端410b；所述高温端410a位于所述电路板400的背面400b上，相对所述功率放大器401、402和403设置；例如，所述热电转换模块410的高温端410a可紧贴在所述电路板400的背面400b上，由于位于所述功率放大器401、402或403下方的电路板400上会设置有很多用于辅助散热的通孔420，可使得所述功率放大器401、402或403在工作过程中产生的热量大部分都会通过这些通孔420热辐射和/或热对流到所述热电转换模块410的高温端410a；再加上所述功率放大器401、402或403与所述电路板400的正面400a接触，以及所述电路板400的背面400b与所述热电转换模块410的高温端410a接触产生的热传导作用，导致所述热电转换模块410高温端410a的温度迅速上升，并与该热电转换模块400的低温端400b形成较大的温差，从而使得具有两种不同类型材料特性的半导体组成的热电转换模块，或者采用两种不同类型的半导体材料相连接组成的热电转换模块在其输出端产生电动势ε：

ε＝α_s×(T₂-T₁)            公式(1)

公式(1)中，电动势ε的单位为V；α_s是所用热电转换半导体材料的塞贝克(Seebeck)系数，单位为V/K，T₁是高温端温度，单位为K；T₂是低温端温度，单位为K。

在实际应用中，可将多个PN结相串联构成一个热电转换模块；如今也有产品面世，例如，Hi-Z公司生产的热电转换模块系列产品，该系列热电转换模块可在一20℃到300℃之间的温度范围内进行有效地热电转换，输出功率达到2.5W至19W之间，输出端的负载电压在1.65V至3.30V之间。

本发明的移动终端仍以WCDMA终端为例，如附图5所示，其电路板400上的功放电路包括有三个PA，其中一个是GSM的PA，另两个是WCDMA的PA1和PA2；所述PA、PA1和PA2均设置在电路板400的正面，电路板400的背面不设置元器件可以获得更好的散热效果和EMC特性；在所述PA、PA1或PA2下方的电路板400上还设置有多个通孔420用于散热；如附图4所示，在所述电路板400的背面400b设置有热电转换模块410；该热电转换模410块呈矩形片件结构，两面分别为高温端410a和低温端410b；所述高温端410a紧贴所述电路板400的背面400b上，或者通过膏状或具有弹性的导热硅胶连接在所述电路板400的背面400b上。

所述热电转换模块的工作原理如下，该WCDMA终端在通话期间，GSM的PA或WCDMA的PA工作时产生热量，一部分的热量先传导到与其相接触的电路板上，再传导到与该电路板相接触的所述热电转换模块上；一部分的热量通过电路板上散热通孔处的热对流和热辐射到达所述热电转换模块上；所述热电转换模块吸收PA工作时产生的热能，如附图6所示，导致其高温端410a的温度上升，并与其低温端410b形成温差，由此利用半导体的塞贝克效应在所述热电转换模块的输出端产生电动势，将该输出端连入所述WCDMA终端的电路板上，可接入其电池的充电电路中，给电池进行充电，通过回收部分电能来达到提高能耗的目的，也可直接连接到该WCDMA终端的耗电模块上，例如，LED灯、显示屏、触摸屏、蓝牙、耳机等等，直接接入这些耗电模块的供电电路中即可，一样可以通过节省电池电能来达到提高能耗的目的；同时也降低了所述WCDMA终端的温升，减少了高温对用户使用造成的影响，也减少了高温给所述WCDMA终端的电池留下的安全隐患，提高了电池的安全性。

作为本发明移动终端的另一种具体实施方式，所述热电转换模块也可以直接设置在所述功率转换模块上，例如，所述热电转换模块的高温端与所述功率转换模块紧贴设置，通过热传导直接吸收所述功率转换模块工作中产生的热能。

本发明提升能耗效率的移动终端还可将上述两种方式合起来实施，即，在所述电路板的背面，以及在所述功率转换模块的正面，分别设置所述热电转换模块，以充分吸收所述功率转换模块产生的副热，进一步提高所述移动终端的能耗效率。

此外，本发明还提出一种热电转换模块的用途，其具体实施方式之一，热电转换模块设置在一移动终端的内部，用于吸收所述移动终端上的功率放大器在放大通讯信号时产生的热能，并将其转换成电能；所述热电转换模块的输出端电性连接在所述移动终端的电路板上，用于将转换后的电能输出到所述移动终端的充电电路或所述耗电模块中；所述耗电模块包括LED灯、显示屏、触摸屏、蓝牙、耳机等等，直接输出到这些耗电模块的供电电路中即可。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。