CN105555107B - 无风扇散热系统及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种无风扇散热系统及电子设备，通过在元器件一边设置绝热膜和导热膜的混合层，另一边设置导热膜，减弱热量在垂直于第一面板(或第二面板)方向的传导，增强热量在平行于第一面板方向的传导。通过实验可以确定，基于本发明实施例提供的无风扇散热系统，CPU的功耗最大可达4.5瓦(而基于现有技术的无风扇散热系统，CPU的功耗最大通常都在4瓦以下)，实现了在提高电子设备的CPU主频同时保证散热效果。另外，使用本发明实施例提供的无风扇散热系统的电子设备，电子设备的厚度也较小。

Description

无风扇散热系统及电子设备
技术领域
本发明涉及散热技术领域，更具体地说，涉及一种无风扇散热系统及电子设备。
背景技术
随着电子设备向轻薄方向发展，需要用无风扇散热系统对电子设备进行散热。目前，为了达到较好的散热效果，现有技术中，通过降低电子设备的CPU主频(即限制CPU功耗)实现，但是这种方式使得电子设备的系统性能较低。
因此，如何在提高电子设备的CPU主频同时保证散热效果的成为系带解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种无风扇散热系统及电子设备，以在提高电子设备的CPU主频同时保证散热效果。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种无风扇散热系统，应用于电子设备，所述无风扇散热系统具有第一散热部分和第二散热部分；其中，
所述第一散热部分包括：附着在所述电子设备的第一面板上的绝热膜，以及覆盖所述绝热膜的第一导热膜；
所述第二散热部分包括：用于对放置在所述第一散热部分和所述第二散热部分之间的元器件散热的散热器，以及设置在所述散热器附近，附着在所述电子设备的第二面板上的第二导热膜。
上述系统，优选的，所述绝热膜的面积小于所述元器件的分布面积。
上述系统，优选的，所述第一导热膜未与绝热膜接触的部分附着在所述第一面板上。
上述系统，优选的，所述绝热膜位于元器件的总发热量大于预设阈值的发热区域附近。
上述系统，优选的，所述第二散热部分吸收的热量大于所述第一散热部分吸收的热量。
上述系统，优选的，所述第一导热膜或所述第二导热膜为石墨膜。
一种电子设备，包括：无风扇散热系统和设置有元器件的主板，所述无风扇散热系统具有第一散热部分和第二散热部分；其中，
所述第一散热部分包括：附着在所述电子设备的第一面板上的绝热膜，以及覆盖所述绝热膜的第一导热膜；
所述第二散热部分包括：用于对放置在所述第一散热部分和所述第二散热部分之间的主板上的元器件散热的散热器，以及设置在所述散热器附近，附着在所述电子设备的第二面板上的第二导热膜。
上述电子设备，优选的，所述绝热膜的面积小于所述主板上的元器件的分布面积。
上述电子设备，优选的，所述第一导热膜未与绝热膜接触的部分附着在所述第一面板上。
上述电子设备，优选的，所述绝热膜位于元器件的总发热量大于预设阈值的发热区域附近。
上述电子设备，优选的，所述第二散热部分吸收的热量大于所述第一散热部分吸收的热量。
通过以上方案可知，本申请提供的一种无风扇散热系统及电子设备，通过在元器件一边设置绝热膜和导热膜的混合层，另一边设置导热膜，减弱热量在垂直于第一面板(或第二面板)方向的传导，增强热量在平行于第一面板方向的传导。通过实验可以确定，基于本发明实施例提供的无风扇散热系统，CPU的功耗最大可达4.5瓦(而基于现有技术的无风扇散热系统，CPU的功耗最大通常都在4瓦以下)，实现了在提高电子设备的CPU主频同时保证散热效果。另外，使用本发明实施例提供的无风扇散热系统的电子设备，电子设备的厚度也较小。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的无风扇散热系统的一种结构示意图；
图2为本发明实施例提供的无风扇散热系统的另一种结构示意图；
图3为本发明实施例提供的无风扇散热系统的又一种结构示意图。
说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的部分，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示的以外的顺序实施。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供的无风扇散热系统应用于电子设备，该电子设备可以是便携式电子设备，如手机、平板电脑、笔记本等，也可以是比较大型的电子设备，如一体机电脑等。
请参阅图1，图1为本发明实施例提供的无风扇散热系统的一种结构示意图，可以包括：
第一散热部分11和第二散热部分12；其中，
第一散热部分11可以包括：附着在电子设备的第一面板上的绝热膜111，以及覆盖绝热膜的第一导热膜112。
第一导热膜112与绝热膜111可以通过塑料薄膜封装成一个整体，该塑料薄膜可以是聚酯薄膜(PET film)。
绝热膜111用于防止绝热膜111附近的元器件(如中央处理器CPU等)产生的热量在垂直于第一面板的方向上向第一面板传播。而第一导热膜112则用于将元器件传出的热量均匀扩散。
第一面板可以是对温度要求比较高的面板(即产品要求该面板的温度应该尽量低)，如笔记本的键盘所在的面板，或者，手机屏幕所在的面板等。
第二散热部分12可以包括：散热器121和第二导热膜122；散热器121用于对放置在第一散热部分11和第二散热部分12之间的元器件散热，第二导热膜122设置在散热器121附近，附着在电子设备的第二面板上。
第二导热膜122也可以通过塑料薄膜封装，该塑料薄膜可以为聚酯薄膜(PETfilm)。
散热器121可以与元器件进行接触，也可以不接触，而是与元器件之间留有一定的缝隙。散热器121用于将元器件器传出的热量迅速传输至第二导热膜122，第二导热膜122用于将散热器121传出的热量均匀扩散至第二面板，将第二面板作为热辐射扩散部件，达到迅速降温的目的。
散热器121可以是铜箔散热器，或者，铝箔散热器，或者，铜铝复合材料散热器，或者，可以是由导热系数大于一定值(例如，导热系数大于100)的导热材料构成的散热器。
第二面板可以是对温度要求比较低的面板(即产品要求该面板的温度相对于第一面板可以高一些)，如笔记本的底壳面板(通常笔记本的主板放置在键盘所在面板和底壳面板之间)，或者，手机的后壳，即与手机屏幕平行的壳体面板。
本发明实施例中，第二导热膜并不局限于只附着在第二面板上，当需要扩大第二导热膜的面积时，第二导热膜的附着区域可以延展至电子设备的其它对温度要求比较低的区域，例如，笔记本的转轴，或者，笔记本的第三面板(如，笔记本显示屏的后盖壳体，即笔记本的两个部分闭合后，最上面那个面)。
在电子设备中，元器件通常设置在主板上，本发明实施例中，第一面板和第二面板为平行于主板，且位于主板不同侧的两个面板，也就是说，元器件位于第一面板和第二面板之间。
本发明实施例提供的无风扇散热系统，通过在元器件一边设置绝热膜和导热膜的混合层，另一边设置导热膜，减弱热量在垂直于第一面板(或第二面板)方向的传导，增强热量在平行于第一面板方向的传导。通过实验可以确定，基于本发明实施例提供的无风扇散热系统，CPU的功耗最大可达4.5瓦(而基于现有技术的无风扇散热系统，CPU的功耗最大通常都在4瓦以下)，实现了在提高电子设备的CPU主频同时保证散热效果。另外，使用本发明实施例提供的无风扇散热系统的电子设备，电子设备的厚度也较小。
可选的，绝热膜111的面积可以等于主板上元器件的分布面积，此时绝热膜111的面积约等于第一导热膜112的面积，即绝热膜111的面积与第一导热膜112的面积相差较小，第一导热膜112与第一面板的接触面积较小，如图1所示。当然，绝热膜111的面积也可以小于主板上元器件的分布面积，此时绝热膜111的面积与第一导热膜112的面积相差较大，第一导热膜112与第一面板的接触面积较大。如图2所示，为本发明实施例提供的无风扇散热系统的另一种结构示意图。
当绝热膜111的面积小于主板上的元器件的分布面积时，绝热膜111的面积的大小可以根据元器件的发热量大于预设阈值的区域的面积确定。即绝热膜111的面积约等于元器件的发热量大于预设阈值的区域的面积。绝热膜111附着在第一面板上且位于元器件的发热量大于预设阈值的区域的附近。
可选的，由于绝热膜111的面积小于第一导热膜112的面积，因此，第一导热膜112只有部分区域与绝热膜111接触，而第一导热膜112未与绝热膜接触的部分附着在第一面板上。此时第一散热部分11远离第一面板的一面为非平面形态。由于第一导热膜112与第一面板接触，第一导热膜112将元器件传出的热量均匀扩散后传输至第一面板，将第一面板作为热辐射扩散部件，进一步达到迅速降温的目的。
可选的，主板上可能有多个发热量大于预设阈值的区域，因此，本发明实施例中，可以设置多个绝热膜111，即对应每一个发热量大于预设阈值的区域，在第一面板均附着有一个绝热膜，每个绝热膜均在一个发热量大于预设阈值的区域附近。如图3所示，为本发明实施例提供的无风扇散热系统的又一种结构示意图。
当主板上有多个发热量大于预设阈值的区域时，相应的，可以设置多个散热器121，即每一个发热量大于预设阈值的区域的元器件均对应一个散热器121，以便将各个发热量大于预设阈值的区域的元器件传出的热量迅速传送至第二导热膜。
可选的，第二散热部分12吸收的热量大于第一散热部分11吸收的热量。具体可以通过调整第一散热部分11与主板之间的距离，和/或，第二散热部分12与主板之间的距离，和/或，第一导热膜112的厚度，和/或，第二导热膜122的厚度，和/或，第一导热膜112的面积，和/或第二导热膜122的面积，以达到第二散热部分12吸收的热量大于第一散热部分11吸收的热量的目的。具体如何调整可以通过仿真分析或者实物测试确定。
需要说明的是，当第一导热膜112的厚度一定，且第一导热膜112的面积一定时，第一散热部分11距离主板越近，第一散热部分11吸收的热量越多，第一散热部分11距离主板越远，第一散热部分11吸收的热量越少；当第一散热部分11与主板之间的距离一定，且第一导热膜112的面积一定时，第一导热膜112越厚，第一散热部分11吸收的热量越多，第一导热膜112越薄，第一散热部分11吸收的热量越少；当第一散热部分11与主板之间的距离一定，且第一导热膜112的厚度一定时，第一导热膜112的面积越大，第一散热部分11吸收的热量越多，第一导热膜112的面积越小，第一散热部分11吸收的热量越少。
同理，当第二导热膜122的厚度一定，且第二导热膜122的面积一定时，第二散热部分12距离主板越近，第二散热部分12吸收的热量越多，第二散热部分12距离主板越远，第二散热部分12吸收的热量越少，当第二散热部分12与主板之间的距离一定，且第二导热膜122的面积一定时，第二导热膜122越厚，第二散热部分12吸收的热量越多，第二导热膜122越薄，第二散热部分12吸收的热量越少；当第二散热部分12与主板之间的距离一定，且第二导热膜122的厚度一定时，第二导热膜122的面积越大，第二散热部分12吸收的热量越多，第二导热膜122的面积越小，第二散热部分12吸收的热量越少。
可选的，第一导热膜112可以为石墨膜，单层的石墨膜的厚度可能比较小，因此，第一导热膜112可以由多层石墨膜叠加组成。
同理，第二导热膜122也可以为石墨膜。第二导热膜122也可以由多层石墨膜叠加组成。
本发明实施例还提供一种电子设备，该电子设备包括无风扇散热系统和设置有元器件的主板，上述无风扇散热系统具有第一散热部分和第二散热部分，其中，元器件包括中央处理器CPU。
第一散热部分可以包括：附着在电子设备的第一面板上的绝缘膜，以及覆盖绝缘膜的第一导热膜。
第一导热膜与绝热膜可以通过塑料薄膜封装成一个整体，该塑料薄膜可以是聚酯薄膜(PET film)。
绝热膜用于防止绝热膜附近的元器件(如中央处理器CPU等)产生的热量在垂直于第一面板的方向上向第一面板传播。而第一导热膜则用于将元器件传出的热量均匀扩散。
第一面板可以是对温度要求比较高的面板(即产品要求该面板的温度应该尽量低)，如笔记本的键盘所在的面板，或者，手机屏幕所在的面板等。
第二散热部分可以包括：用于对放置在第一散热部分和第二散热部分之间的主板上的元器件散热的散热器，以及设置在散热器附近，附着在电子设备的第二面板上的第二导热膜。
第二导热膜也可以通过塑料薄膜封装，该塑料薄膜可以为聚酯薄膜(PET film)。
散热器可以与元器件进行接触，也可以不接触，而是与元器件之间留有一定的缝隙。散热器用于将元器件器传出的热量迅速传输至第二导热膜，第二导热膜用于将散热器传出的热量均匀扩散至第二面板，将第二面板作为热辐射扩散部件，达到迅速降温的目的。
散热器可以是铜箔散热器，或者，铝箔散热器，或者，铜铝复合材料散热器，或者，可以是由导热系数大于一定值(例如，导热系数大于100)的导热材料构成的散热器。
第二面板可以是对温度要求比较低的面板(即产品要求该面板的温度相对于第一面板可以高一些)，如笔记本的底壳面板(通常笔记本的主板放置在键盘所在面板和底壳面板之间)，或者，手机的后壳，即与手机屏幕平行的壳体面板。
本发明实施例中，第二导热膜并不局限于只附着在第二面板上，当需要扩大第二导热膜的面积时，第二导热膜的附着区域可以延展至电子设备的其它对温度要求比较低的区域，例如，笔记本的转轴，或者，笔记本的第三面板(如，笔记本显示屏的后盖壳体，即笔记本的两个部分闭合后，最上面那个面)。
在电子设备中，元器件通常设置在主板上，本发明实施例中，第一面板和第二面板为平行于主板，位于主板不同侧的两个面板，也就是说，元器件位于第一面板和第二面板之间。
本发明实施例提供的电子设备，包括无风扇散热系统和设置有元器件的主板，其中，无风扇散热系统通过在元器件一边设置绝热膜和导热膜的混合层，另一边设置导热膜，减弱热量在垂直于第一面板(或第二面板)方向的传导，增强热量在平行于第一面板方向的传导。通过实验可以确定，基于本发明实施例提供的无风扇散热系统，CPU的功耗最大可达4.5瓦(而基于现有技术的无风扇散热系统，CPU的功耗最大通常都在4瓦以下)，实现了在提高电子设备的CPU主频同时保证散热效果。另外，使用本发明实施例提供的无风扇散热系统的电子设备，电子设备的厚度也较小。
可选的，绝热膜的面积可以等于主板上元器件的分布面积，此时绝热膜的面积约等于第一导热膜的面积，即绝热膜的面积与第一导热膜的面积相差较小，第一导热膜与第一面板的接触面积较小，如图1所示。当然，绝热膜的面积也可以小于主板上元器件的分布面积，此时绝热膜的面积与第一导热膜的面积相差较大，第一导热膜与第一面板的接触面积较大。如图2所示，为本发明实施例提供的无风扇散热系统的另一种结构示意图。
当绝热膜的面积小于主板上的元器件的分布面积时，绝热膜的面积的大小可以根据元器件的发热量大于预设阈值的区域的面积确定。即绝热膜的面积约等于元器件的发热量大于预设阈值的区域的面积。绝热膜附着在第一面板上且位于元器件的发热量大于预设阈值的区域的附近。
可选的，由于绝热膜的面积小于第一导热膜的面积，因此，第一导热膜只有部分区域与绝热膜接触，而第一导热膜未与绝热膜接触的部分附着在第一面板上。此时第一散热部分远离第一面板的一面为非平面形态。由于第一导热膜与第一面板接触，第一导热膜将元器件传出的热量均匀扩散后传输至第一面板，将第一面板作为热辐射扩散部件，进一步达到迅速降温的目的。
可选的，主板上可能有多个发热量大于预设阈值的区域，因此，本发明实施例中，可以设置多个绝热膜，即对应每一个发热量大于预设阈值的区域，在第一面板均附着有一个绝热膜，每个绝热膜均在一个发热量大于预设阈值的区域附近。如图3所示，为本发明实施例提供的无风扇散热系统的又一种结构示意图。
当主板上有多个发热量大于预设阈值的区域时，相应的，可以设置多个散热器，即每一个发热量大于预设阈值的区域的元器件均对应一个散热器，以便将各个发热量大于预设阈值的区域的元器件传出的热量迅速传送至第二导热膜。
可选的，第二散热部分吸收的热量大于第一散热部分吸收的热量。具体可以通过调整第一散热部分与主板之间的距离，和/或，第二散热部分与主板之间的距离，和/或，第一导热膜的厚度，和/或，第二导热膜的厚度，和/或，第一导热膜的面积，和/或第二导热膜的面积，以达到第二散热部分吸收的热量大于第一散热部分吸收的热量的目的。具体如何调整可以通过仿真分析或者实物测试确定。
需要说明的是，当第一导热膜112的厚度一定，且第一导热膜112的面积一定时，第一散热部分11距离主板越近，第一散热部分11吸收的热量越多，第一散热部分11距离主板越远，第一散热部分11吸收的热量越少；当第一散热部分11与主板之间的距离一定，且第一导热膜112的面积一定时，第一导热膜112越厚，第一散热部分11吸收的热量越多，第一导热膜112越薄，第一散热部分11吸收的热量越少；当第一散热部分11与主板之间的距离一定，且第一导热膜112的厚度一定时，第一导热膜112的面积越大，第一散热部分11吸收的热量越多，第一导热膜112的面积越小，第一散热部分11吸收的热量越少。
同理，当第二导热膜122的厚度一定，且第二导热膜122的面积一定时，第二散热部分12距离主板越近，第二散热部分12吸收的热量越多，第二散热部分12距离主板越远，第二散热部分12吸收的热量越少，当第二散热部分12与主板之间的距离一定，且第二导热膜122的面积一定时，第二导热膜122越厚，第二散热部分12吸收的热量越多，第二导热膜122越薄，第二散热部分12吸收的热量越少；当第二散热部分12与主板之间的距离一定，且第二导热膜122的厚度一定时，第二导热膜122的面积越大，第二散热部分12吸收的热量越多，第二导热膜122的面积越小，第二散热部分12吸收的热量越少。
可选的，第一导热膜可以为石墨膜，单层的石墨膜的厚度可能比较小，因此，第一导热膜可以由多层石墨膜叠加组成。
同理，第二导热膜也可以为石墨膜。第二导热膜也可以由多层石墨膜叠加组成。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种无风扇散热系统，应用于电子设备，其特征在于，所述无风扇散热系统具有第一散热部分和第二散热部分；其中，
所述第一散热部分包括：附着在所述电子设备的第一面板上的绝热膜，以及覆盖所述绝热膜的第一导热膜；
所述第二散热部分包括：用于对放置在所述第一散热部分和所述第二散热部分之间的元器件散热的散热器，以及设置在所述散热器附近，附着在所述电子设备的第二面板上的第二导热膜；所述第二导热膜用于将所述散热器传出的热量均匀扩散至所述第二面板，将所述第二面板作为热辐射扩散部件；
其中，所述第一面板对温度的要求高于所述第二面板对温度的要求。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述绝热膜的面积小于所述元器件的分布面积。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一导热膜未与绝热膜接触的部分附着在所述第一面板上。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述绝热膜位于元器件的总发热量大于预设阈值的发热区域附近。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二散热部分吸收的热量大于所述第一散热部分吸收的热量。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一导热膜或所述第二导热膜为石墨膜。
7.一种电子设备，包括：无风扇散热系统和设置有元器件的主板，其特征在于，所述无风扇散热系统具有第一散热部分和第二散热部分；其中，
所述第一散热部分包括：附着在所述电子设备的第一面板上的绝热膜，以及覆盖所述绝热膜的第一导热膜；
所述第二散热部分包括：用于对放置在所述第一散热部分和所述第二散热部分之间的主板上的元器件散热的散热器，以及设置在所述散热器附近，附着在所述电子设备的第二面板上的第二导热膜；所述第二导热膜用于将所述散热器传出的热量均匀扩散至所述第二面板，将所述第二面板作为热辐射扩散部件；
其中，所述第一面板对温度的要求高于所述第二面板对温度的要求。
8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述绝热膜的面积小于所述主板上的元器件的分布面积。
9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述第一导热膜未与绝热膜接触的部分附着在所述第一面板上。
10.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述绝热膜位于元器件的总发热量大于预设阈值的发热区域附近。
11.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述第二散热部分吸收的热量大于所述第一散热部分吸收的热量。
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