CN101271356A

CN101271356A - 计算机

Info

Publication number: CN101271356A
Application number: CNA2008100844137A
Authority: CN
Inventors: 具坰河
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2007-03-21
Filing date: 2008-03-21
Publication date: 2008-09-24
Also published as: US7969738B2; KR101380752B1; US20080232063A1; KR20080085995A

Abstract

一计算机，包括：壳体，其中形成开口；热产生元件，其设置在所述壳体内部；主冷却单元，其布置在所述壳体的所述开口和所述热产生元件之间，并冷却从所述热产生元件产生的热；和辅助冷却单元，其设置在所述壳体内部并额外地冷却导向所述主冷却单元的内部空气。

Description

计算机

技术领域

本发明的总体发明构思涉及一种计算机，更具体地，涉及一种具有改进的结构以冷却从热产生元件产生的热的计算机。

背景技术

通常，冷却单元，其包括风扇，安装在计算机中以防止电子电路由于热产生元件产生的热而发生故障。

在本说明书中，计算机可包括例如台式计算机、膝上型计算机等计算机。膝上型计算机将在此及后通过例子描述。

参照图1，传统的计算机包括计算机主体10和显示器(未示出)，显示器可旋转地连接到计算机主体10并形成图象。

计算机主体10包括：壳体20，其具有开口20a；电路板30，其容纳在壳体20内；热产生元件40，其连接到电路板30；和冷却单元50，其布置在开口20a和热产生元件40之间，并冷却从热产生元件40产生的热。

冷却单元50包括：风扇51；热辐射鳍状物52，其连接到风扇51并露出到开口20a；和热管53，其布置在热辐射鳍状物52和热产生元件40之间，并引导从热产生元件40产生的热。

然而，在传统的计算机中，随着计算机系统的操作，提供给冷却单元50的空气的温度被其它热产生元件升高，或者提供给冷却单元50的空气的温度并不低于计算机所用地方的室温，从而恶化冷却单元50的冷却性能。

再者，冷却单元50的能力应该被提高以最小化对冷却性能的恶化，这样，冷却单元50的尺寸被加大，并由于风扇51的旋转增加而产生噪声。

此外，随着冷却单元50的冷却性能恶化，计算机系统的稳定性可被削弱。

发明内容

本发明的总体发明构思提供一通过额外地冷却计算机内部的空气到低于计算机所用地方的室温的温度而具有改善的冷却性能的计算机。

本发明的总体发明构思还提供一具有最小化的尺寸的冷却单元并通过改善的冷却性能可降低噪声的计算机。

本发明的总体发明构思还提供一通过改善的冷却性能而其系统稳定性改善的计算机。

本发明的总体发明构思的其它方面和效用将部分在随后的描述中提出，并且，部分地，从所述描述将是明显的，或者可通过实施本发明的总体发明构思而学到。

本发明的总体发明构思的前面和其它方面和效用可通过提供一计算机而实现，该计算机包括：壳体，其中形成开口；热产生元件，其设置在壳体内部；主冷却单元，其布置在壳体的开口和热产生元件之间，并冷却从热产生元件产生的热；和辅助冷却单元，其设置在壳体内部并额外地冷却导向主冷却单元的内部空气。

辅助冷却单元可包括：热吸收件，其与壳体的内部空气进行热交换；和冷却元件，其与热吸收件连接并冷却壳体的内部空气。

辅助冷却单元可还包括：热辐射件，其包括多个鳍状物并连接到热吸收件。

热吸收件可包括具有板形状的热吸收板。

冷却元件可包括波尔帖元件。

波尔帖元件可包括：热吸收表面，其与热吸收件接触，并从热吸收件吸收热；热辐射表面，其至少部分露出到壳体的外部并辐射热；并且计算机可还包括提供电能给波尔帖元件的电源。

计算机可还包括：传感单元，其传感热辐射表面的温度；和控制单元，其控制电源以使得热辐射表面的温度可基于从传感单元所传感的温度维持在参考温度内。

辅助冷却单元可还包括连接到冷却元件的热辐射表面的散热片。

主冷却单元可包括：风扇；热辐射鳍状物，其与风扇连接并通过开口露出；和热管，其布置在热辐射鳍状物和热产生元件之间并将从热产生元件产生的热导引到热辐射鳍状物。

辅助单元可布置在主冷却单元和壳体之间的空间内。

计算机可包括便携计算机。

本发明的总体发明构思的前面和/或其它方面和效用还可通过提供一计算机而实现，该计算机包括：壳体，其用以支撑热产生元件，壳体限定至少一个风扇开口；主冷却单元，包括：风扇，其用以通过至少一个风扇开口交换壳体内部的空气与壳体外部的空气，热管，其连接到热产生元件以将热从其传导出去，和热辐射鳍状物，其连接到热管以辐射所传导的热；和辅助冷却单元，包括：热吸收件，其用以吸收壳体内部的空气的热，和冷却件，其用以冷却壳体内部的空气。

冷却件可以是连接到热吸收件的波尔帖元件。

计算机可还包括：电源，其用以提供电能给辅助冷却单元；和控制器，其中控制器控制提供给辅助单元的电能以防止由于冷却件过冷却所致的冷凝的形成。

控制器可根据预定的参考温度控制提供给辅助单元的电能。

控制器可根据预定的参考电压或电流控制提供给辅助单元的电能。

辅助冷却单元可还包括：热辐射件，其连接到热吸收件以从其辐射热，和散热片，其连接到冷却件，并具有至少一部分露出到壳体的外部，用以将热冷却离开冷却件。

热产生元件可以是电路板或其元件。

辅助冷却单元可布置在主冷却单元和至少一个风扇开口的空气通道上。

辅助冷却单元可布置的以使得其冷却进入主冷却单元的风扇的空气。

辅助冷却单元可布置的以使得其冷却风扇向着壳体内部的出口。

主冷却单元可从壳体的外部并向着热产生单元引入空气，并且从热产生元件通过热管和热辐射鳍状物向外辐射热。

辅助冷却单元可通过热吸收件吸收内部空气的热，并通过冷却件通过波尔帖效应冷却内部空气。

计算机可还包括传感器以传感辅助冷却单元的温度，其中控制器可根据传感到的温度和预定参考温度的比较控制提供给辅助冷却单元的功率。

计算机可还包括传感器以传感在冷却件上的冷凝的产生，并且如果检测到冷凝，控制器可减少提供给辅助冷却单元的电能。

本发明的总体发明构思的前面和/或其它方面和效用还可通过提供一计算机而实现，该计算机包括：壳体；布置在壳体中的热产生元件；用以冷却热产生元件的第一冷却单元；和用以根据壳体内部的温度冷却壳体内部的空气的第二冷却单元。

壳体可包括开口，并且第一冷却单元可控制壳体内部的空气以通过开口与壳体外部的空气相通。

第二冷却单元可以不布置在开口和热产生元件之间的内部空气的流动通道上。

第一冷却单元可根据热产生元件的操作而操作，并且第二冷却单元根据温度选择性地操作。

温度可包括内部温度、第二冷却单元的温度及其比较的至少之一。

附图说明

本发明的这些和/或其它方面和效用从下面结合附图的实施例的描述将变得明显并更加易于理解，其中：

图1是示出传统的计算机主体的内部的平面视图；

图2是根据本发明的总体发明构思的示例性实施例的计算机的分解透视图；

图3是示出图2所示的计算机主体的内部的平面视图；

图4是图3所示的计算机主体的一部分的横截面视图；

图5是图2所示的计算机的控制方块图；

图6是图4所示的辅助冷却单元的流程图。

具体实施方式

现将详细参照本发明的总体发明构思的实施例，其例子在附图中示出，其中全文中相同的标号表示相同的部件。下面参照附图描述实施例以解释本发明的总体发明构思。

如图2-5所示，根据本发明的总体发明构思的计算机100可包括显示器110以显示图像和连接到显示器110的计算机主体120。

如图4所示，计算机主体120可包括壳体130、电路板140、热产生元件150、主冷却单元160和辅助冷却单元170。

如图2和图4所示，壳体130可包括形成计算机主体120的上部外观并具有键盘开口131a的上壳体131、连接到上壳体131并形成计算机主体120的下部外观的下壳体132、连接到上壳体131并通过键盘开口131a露出到壳体130外部的键盘单元133和形成在壳体130的侧壁的风扇开口134。

如图2-4所示，电路板140可设置在壳体130内部，并且各种电子部件，包括至少一个热产生元件150，可安装在其上。

如图2-4所示，热产生元件150可安装在电路板140上，并可包括中央处理单元(CPU)、图象处理单元(GPU)、存储控制器集线器(MCH)和输入输出控制器集线器(IOCH)的至少之一。当计算机100操作时，热产生元件150可产生大量热。

如图2-4所示，主冷却单元160可布置在壳体130的风扇开口134和热产生元件150之间，并可冷却从热产生元件150产生的热，并可包括风扇161、热辐射鳍状物162、热管163和接触板164。

如图3-4所示，风扇161冷却通过风扇开口134从外部引入到壳体130内部的空气，并提供空气给热产生元件150或者辐射从热产生元件150产生的热通过风扇开口134到壳体130外部。风扇161可包括横流风扇、轴向风扇等。

如图2-4所示，热辐射鳍状物162连接到风扇161，并通过风扇开口134露出到外部，从而交换壳体130的内部空气与壳体130的外部空气，并冷却从热产生元件150产生的热。

如图3-4所示，热管163布置在热辐射鳍状物162和热产生元件150之间，并将热从热产生元件150产生的热导引到热辐射鳍状物162。

如图3-4所示，接触板164连接到热管163的末端部分，并支撑热管163和热产生元件150的连接。

如图2-4所示，辅助冷却单元170设置在壳体130内部，并额外地冷却壳体130内部导向主冷却单元160的空气。优选地，但非必须地，辅助冷却单元170可布置在主冷却单元160和壳体130之间的空间里面，并设置在通过其壳体130的内部空气流动的通道中。

辅助冷却单元170可包括热吸收件171、冷却元件172、热辐射件173和散热片174。或者，只要辅助冷却单元170可根据冷却元件172的过冷却防止过载，辅助冷却单元170可不包括热辐射件173和散热片174。

相应地，辅助冷却单元170可冷却计算机100的内部空气，并可降低计算机100内部的空气的温度到小于计算机100所用地方的室温，从而提高主冷却单元160的冷却性能和计算机100的系统稳定性。

如图2-4所示，热吸收件171可形成为板形状并安装在通过其壳体130的内部空气流动的通道中以交换壳体130的内部空气的热。热吸收件171可安装在主冷却单元160的上面部分，不过替换地，可根据需要安装在其的其它部分。

如上所述，吸收件171可具有板形状并可安装在通过其壳体130的内部空气流动的通道中，从而为壳体130的内部空气增大热交换面积。

如图4所示，冷却元件172可与热吸收件171连接并冷却壳体130的内部空气，用以额外地冷却从热产生元件150产生的热。冷却元件172可包括波尔帖元件。

冷却元件172应用波尔帖现象，即彼此连接的两种不同金属随着那里的电流流动一个吸收热而其另一个辐射热。这样，根据本发明的总体发明构思的冷却元件172，如图2和图4所示，可包括与热吸收件171接触并从热吸收件171吸收热的热吸收表面172a，和具有至少一部分露出到壳体130外部并辐射热到壳体130外部的热辐射表面172b。冷却元件172可设置为包括连接到电源181的电源线的热电冷却器(thermal electric cooler)(ETC)(见图5)。

在此，热吸收表面172a可通过粘合剂例如具有高热传导性的热环氧树脂贴附到热吸收件171。

另一方面，在键盘单元133连接到上壳体131的状态下，一小的间隙可产生在上壳体131和键盘单元133之间在键盘开口131a中。一部分热辐射表面172b可通过该小的间隙露出到壳体130外部。

上面已经描述了热吸收件171包括波尔帖元件，不过替换地，冷却元件172可包括本领域已知的小的机械或化学冷却器。

相应地，计算机100内部的空气的温度可用壳体130内部的相对小的空间容易地降低到小于计算机100所用地方的室温。

如图2-4所示，热辐射件173可包括多个鳍状物，并可与热吸收件171连接。再者，热辐射件173可连接到与冷却元件172连接的热吸收件171的平坦表面。

如图2和图4所示，散热片174连接到冷却元件172的热辐射表面172b，并且其至少一部分露出到壳体130外部，并额外地冷却热辐射表面172b的热。

相应地，由于冷却元件172的过冷却计算机系统可防止从热辐射表面172b产生的热引起的不稳定。

如图5所示，计算机100可还包括电源181、输入单元182、存储器183、传感单元184和控制单元185。在此，电源181、输入单元182、存储器183、传感单元184和控制单元185可设置在计算机主体120中，不过替换地，可根据需要设置在显示器110中。

电源181根据控制单元185的控制提供电能给冷却元件172。

输入单元182被输入并传输热辐射表面172b的限制温度，在该限制温度根据冷却元件172的过冷却的冷凝并未产生，也就是说，热辐射表面172b的参考温度到控制单元185用以防止冷凝。

存储器183存储通过输入单元182输入的信息，并且如果控制单元185需要，存储器183提供相关信息给控制单元185。

传感单元184包括传感热辐射表面172b的温度的温度传感器。或者，传感单元184可包括湿度传感传感器以根据冷却元件172的操作直接传感冷凝的产生。

如图5-6所示，控制单元185控制电源181以使得热辐射表面172b的温度可基于从传感单元184所传感到的温度维持在参考温度内。控制单元185可确定来自传感单元184的传感到的热辐射表面172b的温度是否高于参考温度。如果确定所传感到的温度高于参考温度，控制单元185可控制电源181以使得热辐射表面172b的温度可通过降低提供给冷却元件172的电能水平而维持在参考温度内。

相应地，热辐射表面172b的温度可通过控制单元185维持在参考温度内，从而防止由于冷却元件172过冷却所致的冷凝，并防止由于冷凝所致的短路。

再者，控制单元185可控制电源181以控制施加到冷却元件172的电压或电流以使得提供给冷却元件172的电能水平可得以控制。相应地，冷却元件172的冷却水平可容易地由控制单元185控制。

上面已经针对便携计算机，例如笔记本计算机，进行了描述，但是其构型可应用到所有类型的计算机，例如台式计算机，其具有冷却单元以冷却从主体内部的热产生元件产生的热。

对于该构型，根据本发明的总体发明构思的冷却从计算机100中的热产生元件150产生的热的过程将被描述，参照图2-6。

首先，在操作S10中，在冷却元件172的热吸收表面172a上不产生冷凝的热辐射表面172b的限制温度，也就是热辐射表面172b的参考温度通过输入单元182输入。

随后，在操作S20中，电能由电源181提供给冷却元件172。

从热产生元件150产生的热通过接触板164和热管163被导引到热辐射鳍状物162。

风扇161冷却热辐射鳍状物162以在壳体130的内部和外部空气之间产生热交换，从而主要冷却从热产生元件150产生的热。

另一方面，随着计算机系统操作从热产生元件150和其它热产生部件连续产生的热转移到壳体130的内部。该热通过辅助冷却单元170的热吸收件171得以交换。

也就是，与热吸收件171接触的冷却元件172从热吸收件171吸收热，从而热吸收件171变得更冷，相应地，壳体130的内部空气变得更冷。

相应地，导向主冷却单元160的风扇161的壳体130的内部空气可被辅助冷却单元170有效地冷却。

当与热吸收件171接触的冷却元件172的热吸收表面172a被冷却时，热辐射表面172b被加热。此时，通过热吸收件171吸收的热被热辐射件173和散热片174辐射到壳体130外部。

另一方面，随着电能连续地提供给冷却元件172，冷凝可由其过冷却产生。为了防止这发生，在操作S30中，传感单元184传感热辐射表面172b的温度以传感冷凝是否在热吸收表面172a中产生，鉴于随着冷却元件172的热辐射表面172b的温度升高，其热吸收表面172a的温度降低，反之亦然。

在操作S40中，控制单元185确定从传感单元184传感到的热辐射表面172b的温度是否高于参考温度。如果确定热辐射表面172b的温度高于参考温度，在操作S50中，控制单元185降低提供给冷却元件172的电能水平，并控制电源181以使得热辐射表面172b的温度维持在参考温度内。在S30中，如果确定热辐射表面172b的温度并不高于参考温度，控制单元185再次传感热辐射表面172b的温度。

相应地，热辐射表面172b的温度由控制单元185维持在参考温度内，从而防止由于冷却元件172的过冷却所致的冷凝。

上面已经描述了控制单元185确定热辐射表面172b的温度是否高于参考温度，不过替换地，控制单元185可控制电源181以使得其电能可在预定的电能水平提供给冷却元件172，在该电能水平冷凝并不产生到热吸收表面172a。

对于该构型，导向主冷却单元160的壳体130的内部的空气由辅助冷却单元170冷却，从而提高主冷却单元160的冷却效率。

如上所述，根据本发明的总体发明构思，计算机的内部空气由辅助冷却单元额外地冷却，并且内部空气的温度被降低到低于计算机所用地方的室温，从而提高主冷却单元的冷却效率。

再者，主冷却单元的尺寸被最小化，并且主冷却单元所致的噪声通过主冷却单元的改善的冷却效率而提高。

此外，计算机系统的稳定性通过主控制单元的改善的冷却效率而得以提高。

尽管本发明的总体发明构思的一些实施例已经被示出或描述，但是本领域技术人员将认识到，可在这些实施例中作出变化，其并未超出本发明的总体发明构思的原理和精神，本发明的总体发明构思的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种计算机，包括：

壳体，其中形成开口；

热产生元件，其设置在所述壳体内部；

主冷却单元，其布置在所述壳体的所述开口和所述热产生元件之间，并冷却从所述热产生元件产生的热；和

辅助冷却单元，其设置在所述壳体内部，并额外地冷却导向所述主冷却单元的内部空气。

2.如权利要求1所述的计算机，其中，所述辅助冷却单元包括：

热吸收件，其与所述壳体的所述内部空气进行热交换；和

冷却元件，其与所述热吸收件连接，并冷却所述壳体的所述内部空气。

3.如权利要求2所述的计算机，其中，所述辅助冷却单元还包括：

热辐射件，其包括多个鳍状物并连接到所述热吸收件。

4.如权利要求2所述的计算机，其中，所述热吸收件包括具有板形状的热吸收板。

5.如权利要求2所述的计算机，其中，所述冷却元件包括波尔帖元件。

6.如权利要求5所述的计算机，其中：

所述波尔帖元件包括：

热吸收表面，其与所述热吸收件接触，并从所述热吸收件吸收热，和

热辐射表面，其至少部分露出到所述壳体的外部并辐射热；并且

所述计算机还包括提供电能给波尔帖元件的电源。

7.如权利要求6所述的计算机，还包括：

传感单元，其传感所述热辐射表面的温度；和

控制单元，其控制所述电源以使得所述热辐射表面的所述温度可基于从所述传感单元所传感的温度维持在参考温度内。

8.如权利要求6所述的计算机，其中，所述辅助冷却单元还包括连接到所述冷却元件的所述热辐射表面的散热片。

9.如权利要求1所述的计算机，其中，所述主冷却单元包括：

风扇；

热辐射鳍状物，其与所述风扇连接并通过所述开口露出；和

热管，其布置在所述热辐射鳍状物和所述热产生元件之间，并将从所述热产生元件产生的热导引到所述热辐射鳍状物。

10.如权利要求1所述的计算机，其中，所述辅助单元布置在所述主冷却单元和所述壳体之间的空间内。

11.如权利要求1-10所述的计算机，其中，所述计算机包括便携计算机。

12.一种计算机，包括：

壳体，其用以支撑热产生元件，所述壳体限定至少一个风扇开口；

主冷却单元，包括：

风扇，其用以通过所述至少一个风扇开口交换所述壳体内部的空气与所述壳体外部的空气，

热管，其连接到所述热产生元件以将热从其传导出去，和

热辐射鳍状物，其连接到所述热管以辐射所述所传导的热；和

辅助冷却单元，包括：

热吸收件，其用以吸收所述壳体内部的所述空气的热，和

冷却件，其用以冷却所述壳体内部的所述空气。

13.如权利要求12所述的计算机，其中，所述冷却件是连接到所述热吸收件的波尔帖元件。

14.如权利要求13所述的计算机，还包括：

电源，其用以提供电能给所述辅助冷却单元；和

控制器，

其中所述控制器控制提供给所述辅助单元的电能以防止由于所述冷却件过冷却所致的冷凝的形成。

15.如权利要求13所述的计算机，其中，所述控制器根据预定的参考温度控制所述提供给所述辅助单元的电能。

16.如权利要求13所述的计算机，其中，所述控制器根据预定的参考电压或电流控制所述提供给所述辅助单元的电能。

17.如权利要求13所述的计算机，其中，所述辅助冷却单元还包括：

热辐射件，其连接到所述热吸收件以从其辐射热，和

散热片，其连接到所述冷却件，并具有至少一部分露出到所述壳体的外部，用以将热冷却离开所述冷却件。

18.如权利要求12所述的计算机，其中，所述热产生元件是电路板或其元件。

19.如权利要求12所述的计算机，其中，所述辅助冷却单元布置在所述主冷却单元和所述至少一个风扇开口的空气通道上。

20.如权利要求12所述的计算机，其中，所述辅助冷却单元布置的以使得其冷却进入所述主冷却单元的所述风扇的空气。

21.如权利要求12所述的计算机，其中，所述辅助冷却单元布置的以使得其冷却所述风扇向着所述壳体的内部的出口。

22.如权利要求12所述的计算机，其中，所述主冷却单元从所述壳体的外部向着所述热产生单元引入空气，并且从所述热产生元件通过所述热管和热辐射鳍状物向外辐射热。

23.如权利要求12所述的计算机，其中，所述辅助冷却单元通过所述热吸收件吸收所述内部空气的热，并通过所述冷却件通过波尔帖效应冷却所述内部空气。

24.如权利要求15所述的计算机，还包括传感器以传感所述辅助冷却单元的温度，其中所述控制器根据所述传感到的温度和所述预定参考温度的比较控制提供给所述辅助冷却单元的所述电能。

25.如权利要求15所述的计算机，还包括传感器以传感在所述冷却件上的冷凝的产生，并且如果检测到冷凝，所述控制器减少提供给所述辅助冷却单元的所述电能。

26.一种计算机，包括：

壳体；

布置在所述壳体中的热产生元件；

用以冷却所述热产生元件的第一冷却单元；和

用以根据所述壳体内部的温度冷却所述壳体内部的空气的第二冷却单元。

27.如权利要求26所述的计算机，其中，所述壳体包括开口，并且所述第一冷却单元控制所述壳体内部的空气以通过所述开口与所述壳体外部的空气相通。

28.如权利要求27所述的计算机，其中，所述第二冷却单元并未布置在所述开口和所述热产生元件之间的所述内部空气的流动通道上。

29.如权利要求26所述的计算机，其中，所述第一冷却单元根据所述热产生元件的操作而操作，并且所述第二冷却单元根据所述温度选择性地操作。

30.如权利要求26所述的计算机，其中，所述温度包括内部温度、所述第二冷却单元的温度及其比较的至少之一。