[发明专利]一种基于TEC的边缘智能温控方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于TEC的边缘智能温控方法及系统，所述方法包括实时获取边缘计算产品中芯片所处环境的温度值；基于所述温度值，控制半导体制冷片TEC的电压方向，进行加热模式和制冷模式的切换，控制芯片所处的环境温度。本发明通过半导体制冷片TEC对边缘计算产品的芯片运行环境进行温度控制，分别设置加热模式和制冷模式，通过控制TEC电压的方向实现模式的切换，短时间内将环境温度调控至所需温度，满足边缘计算产品在极端温度下的适用场景，提高产品竞争力。

技术领域

本发明涉及边缘计算产品散热技术领域，尤其是一种基于TEC的边缘智能温控方法及系统。

背景技术

边缘计算场景复杂多样，在能源交通、通信、互联网、工业制造、金融、零售等行业均有一定应用。尤其在工业场景，边缘计算产品需要在高达70℃的高温下正常运行，同时需要在-40℃的极低温条件下正常启动并运行，这给当前的产品热设计带来很大难度。

当前应对此类极端温度下的边缘计算产品最为常用的热设计方案是自然散热+热传导+加热片加热技术。在高温环境下，将元器件的热量通过直接接触导热界面材料，传递至机箱外壳上，最后机箱外壳通过自然散热的方式对外交换热量。而在极低温环境下，部分元器件需要加热至0℃以上方可启动或者正常运行，因此将加热片贴在PCB背面或机壳上通过加热，在通过热传导将热量传递至元器件。

自然散热+加热片技术有很多缺陷，使其越来越难以满足极端温度的热设计需求。在极高温环境下，尺寸一定的产品解热能力会受限于核心芯片的温度规格，导致产品不能达到所需要支持的最高温度。而在极低温环境下，若需要产品正常启动，加热片将元器件加热至所能正常启动的温度，而这个时间一般较长，一般为1小时以上，导致现有边缘计算产品的热设计无法满足实际需求。

发明内容

本发明提供了一种基于TEC的边缘智能温控方法及系统，用于解决现有边缘计算产品的热设计无法满足实际需求的问题。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明第一方面提供了一种基于TEC的边缘智能温控方法，所述方法包括以下步骤：

实时获取边缘计算产品中芯片所处环境的温度值；

基于所述温度值，控制半导体制冷片TEC的电压方向，进行加热模式和制冷模式的切换，控制芯片所处的环境温度。

进一步地，所述方法还包括步骤：

在制冷模式时，基于TEC冷端温度通过PID控制风扇转速，进行温度调控。

进一步地，通过所述制冷模式，控制芯片所处环境的温度，具体过程为：

控制TEC靠近芯片的一端为冷端面，靠近导热凸台的一端为热端面；

热量由TEC冷端面传递至热端面，风扇基于TEC冷端面温度通过PID控制转速，调节TEC热端面的温度；

控制TEC电流数值，使TEC冷端面的温度达到冷端设计温度。

进一步地，传递至TEC热端面的热量通过导热界面材料、导热凸台传递至机壳和散热鳍片上。

进一步地，所述制冷模式在边缘计算产品开机状态下，TEC冷端面温度超过冷端设计温度时启动。

进一步地，所述加热模式在边缘计算产品通电未开机状态下，环境温度小于温度阈值时启动。

进一步地，所述加热模式，控制芯片所处环境的温度，具体过程为：

控制TEC靠近芯片的一端为热端面，靠近导热凸台的一端为冷端面；

TEC对导热界面材料进行加热，热量通过导热界面材料传递至芯片，达到芯片工作温度。