天 璇
對(duì)于不斷發(fā)展的筆記本電腦行業(yè)來(lái)說(shuō),制造更高性能同時(shí)更小型化的筆記本電腦是所有設(shè)計(jì)師的最大愿望。單位功耗的電腦性能要取得進(jìn)步并不容易(舉例來(lái)說(shuō),在單位功耗的性能上有革命性改進(jìn)的酷睿系列cpu的研發(fā)經(jīng)歷了很多年),而筆記本電腦的輕薄化最終要依靠?jī)?nèi)部散熱技術(shù)的進(jìn)步。那么,筆記本電腦的散熱技術(shù)經(jīng)歷了哪些歷程呢?現(xiàn)在有什么新的散熱技術(shù)呢?下文將為你揭開(kāi)筆記本電腦散熱的奧秘。
筆記本電腦的主要散熱途徑
【外殼散熱】即利用筆記本電腦的金屬外殼進(jìn)行散熱。例如鋁鎂合金筆記本電腦外殼散熱相當(dāng)好,相比傳統(tǒng)的塑料外殼來(lái)說(shuō),對(duì)筆記本整體散熱性能提升很多。這種設(shè)計(jì)的另一大好處是,降低不必要的風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)造成的電力損耗及噪音,使系統(tǒng)更加穩(wěn)定、待機(jī)時(shí)間更長(zhǎng)。
【鍵盤(pán)散熱】鍵盤(pán)的底部有一塊散熱鋁板,這塊鋁板與筆記本電腦主板上的散熱鋁板相接觸,這樣就將主板上的散熱鋁板的熱量傳遞到了鍵盤(pán)底部。散熱鋁板上邊密密麻麻地分布了很多透氣孔,熱量就是從這些孔中排出,散發(fā)到空氣中。
【散熱孔散熱】散熱孔一般設(shè)計(jì)在筆記本電腦的四周和底部,工作時(shí)內(nèi)部的熱量就可以從這些小孔中排出。有的筆記本電腦內(nèi)部還采用一些特殊的風(fēng)道導(dǎo)流設(shè)計(jì),利用散熱孔位置與內(nèi)部結(jié)構(gòu)布局形成更好的空氣流通環(huán)境。
筆記本電腦的主要散熱原理
熱傳遞主要有三種方式:傳導(dǎo)——當(dāng)物質(zhì)與物質(zhì)接觸時(shí),能量的傳遞就被稱(chēng)為熱傳導(dǎo),這是最普遍的種熱傳遞方式,是由能量較低的粒子和能量較高的粒子直接碰撞來(lái)傳遞能量的,對(duì)流——流體(氣體或液體)與固體表面接觸,流體從固體表面將熱帶走的熱傳遞方式,輻射——在沒(méi)有任何介質(zhì)的情況下不需要接觸,就能夠發(fā)生熱交換的傳遞方式。也就是說(shuō),熱輻射其實(shí)就是以波的形式來(lái)達(dá)到熱交換的目的。
任何散熱器都會(huì)同時(shí)使用以上三種熱傳遞方式只是側(cè)重點(diǎn)有所不同。以筆記本電腦散熱器為例,熱由筆記本電腦部件不斷地散發(fā)出來(lái),通過(guò)與其緊密接觸的熱管以傳導(dǎo)的方式傳遞到散熱片,然后,到達(dá)散熱片的熱量,再通過(guò)其他方式如風(fēng)扇吹動(dòng)將熱量送走。整個(gè)散熱過(guò)程包括四個(gè)環(huán)節(jié):第是筆記本電腦部件,是熱源:第二是散熱片和熱管,是熱的傳導(dǎo)體,第三是散熱風(fēng)扇,是增加熱傳導(dǎo)的媒介:第四是空氣,它是熱交換的最終流向。
熱管散熱+風(fēng)冷散熱是目前筆記本電腦主要的散熱技術(shù)。
熱管:熱管是一種傳熱元件,它利用在全封閉真空管內(nèi)的液體的蒸發(fā)與凝結(jié)來(lái)傳遞熱量,具有導(dǎo)熱性極高,等溫性良好冷熱兩側(cè)的傳熱面積可任意改變,可遠(yuǎn)距離傳熱可控制溫度等優(yōu)點(diǎn)。
風(fēng)冷:風(fēng)冷散熱就是使用風(fēng)扇帶走散熱器所吸收的熱量。這種方式具有價(jià)格相對(duì)較低安裝方便的優(yōu)點(diǎn),但對(duì)環(huán)境依賴(lài)比較高,例如氣溫升高時(shí)其散熱性能就會(huì)大受影響。
筆記本電腦的特色散熱技術(shù)
為了解決筆記本電腦內(nèi)狹小空間的散熱問(wèn)題,各大廠商的工程師各出奇謀,吸收來(lái)自仿生學(xué)動(dòng)力學(xué)流體學(xué)等學(xué)科的知識(shí),發(fā)明了各種各樣的散熱器件和散熱技術(shù),為筆記本電腦的輕薄化趨勢(shì)奠定了最重要的基礎(chǔ)。華碩Ice Cool(酷涼)
華碩K40系列筆記本電腦采用了lce Cool技術(shù)。這個(gè)系列的筆記本電腦腕托部分的溫度低于人體標(biāo);隹體溫25%,是因?yàn)閮?nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較合理。簡(jiǎn)單地說(shuō),就是通過(guò)縮小PCB版面積的方法,把高熱芯片和散熱模組提到鍵盤(pán)上方位置。這樣,熱源遠(yuǎn)離了掌托,必然會(huì)使掌托部分的溫度下降。
ThinkPad“鷹翼”風(fēng)扇
“鷹翼”風(fēng)扇的思路來(lái)源于貓頭鷹。貓頭鷹為夜行動(dòng)物,其重要的獵食策略就是飛行時(shí)的翼動(dòng)非常安靜,使得同樣在夜司活動(dòng)而聽(tīng)覺(jué)靈敏的獵物感覺(jué)不到大敵正從頭上飛過(guò)來(lái)。貓頭鷹翅膀的獨(dú)特形狀,為T(mén)hinkPad改進(jìn)的散熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)了靈感。在ThinkPadT400系列中采用了第三代“鷹翼”風(fēng)扇。運(yùn)轉(zhuǎn)中的“鷹翼”風(fēng)扇就像飛行中的鷹翼,散熱片模仿羽翼的設(shè)計(jì)獲得了最大的散熱面積。采用這種散熱系統(tǒng)的效果是:降噪3dB,表面溫度降低了10%。