CN106598181B - 一种散热装置和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种散热装置和电子设备。所述散热装置包括：热电发生器、散热器和第一元件；所述散热器包括冷端和热端；所述热电发生器的第一端与所述散热器的热端贴合连接，用于吸收所述散热器的热端的热量；所述热电发生器的第二端与所述散热器的冷端贴合，以使所述第二端与所述第一端形成温度差；所述热电发生器，用于将所述第一端和所述第二端形成的温度差转换为电压，输出所述电压至所述第一元件，以使所述第一元件基于所述电压运行。

Description

一种散热装置和电子设备
技术领域
本发明散热技术，具体涉及一种散热装置和电子设备。
背景技术
现有的电子设备中的中央处理器(CPU，Central Processing Unit)的散热方式，通常都是利用流体(例如空气或者液体)吸收以及携带CPU产生的热量排向电子设备外部。这种方式并未对CPU产生的热量进行回收利用。如果有这样一种处理方案，回收CPU产生的热量，基于回收的热量进行发电，产生的电能驱动风扇用于对热源进行冷却。然而，现有技术中，并未相关技术方案。
发明内容
为解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供了一种散热装置和电子设备。
为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供了一种散热装置；所述散热装置包括：热电发生器、散热器和第一元件；所述散热器包括冷端和热端；所述热电发生器的第一端与所述散热器的热端贴合连接，用于吸收所述散热器的热端的热量；所述热电发生器的第二端与所述散热器的冷端贴合，以使所述第二端与所述第一端形成温度差；
所述热电发生器，用于将所述第一端和所述第二端形成的温度差转换为电压，输出所述电压至所述第一元件，以使所述第一元件基于所述电压运行。
上述方案中，所述热电发生器的材料为温差电优值系数达到预设阈值的材料。
上述方案中，所述温差电优值系数达到预设阈值的材料为以下材料的至少之一：半导体材料、纳米复合材料、生化材料。
上述方案中，所述第一元件为风扇；所述热电发生器输出电压至所述风扇，以驱动所述风扇转动。
上述方案中，所述风扇包括驱动马达；所述热电发生器的电压输出端与所述驱动马达的电压输入端电连接，以使所述驱动马达基于获得的电压驱动风扇转动。
上述方案中，所述风扇朝向下游元件。
本发明实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括本发明实施例所述的散热装置；所述电子设备中还包括中央处理器(CPU)；所述散热装置中的散热器的热端与所述CPU贴合；所述散热器的冷端远离所述CPU。
上述方案中，所述电子设备的第一位置还包括第二元件，所述第二元件在运行过程中产生热量；
所述风扇设置在所述电子设备中的第二位置，以使所述风扇朝向所述第二元件。
上述方案中，所述散热器的热端和冷端分别为第一散热器和第二散热器；所述第一散热器为热管散热器；所述热管散热器的第一端与CPU贴合，以吸收CPU的热量；所述热管散热器的第一位置与所述热电发生器的第一端贴合连接；所述热管散热器的第二端设置散热翅片；
其中，所述第一位置靠近所述热管散热器的第一端。
上述方案中，所述电子设备还包括基板层；所述第二散热器的第一面与所述热电发生器中与第二端相对应的第二面贴合连接；所述热电发生器中与第一端相对应的第一面与所述基板层的第一面贴合连接；所述基板层的第二面与CPU贴合连接；
所述第二散热器的第二面设置散热翅片。
本发明实施例提供的散热装置和电子设备，所述散热装置包括：热电发生器、散热器和第一元件；所述散热器包括冷端和热端；所述热电发生器的第一端与所述散热器的热端贴合连接，用于吸收所述散热器的热端的热量；所述热电发生器的第二端与所述散热器的冷端贴合，以使所述第二端与所述第一端形成温度差；所述热电发生器，用于将所述第一端和所述第二端形成的温度差转换为电压，输出所述电压至所述第一元件，以使所述第一元件基于所述电压运行。如此，采用本发明实施例的技术方案，通过设置的热电发生器利用散热器吸收的热量产生温度差，利用温度差产生的电压为第一元件供电，实现了热量回收，有效的提高了散热效率。
附图说明
图1为本发明实施例中热电发生器的工作原理示意图一；
图2为本发明实施例中热电发生器的工作原理示意图二；
图3为本发明实施例的散热装置的第一种组成结构示意图；
图4为本发明实施例的散热装置的第二种组成结构示意图；
图5为本发明实施例的电子设备的第一种组成结构示意图；
图6为本发明实施例的电子设备的第二种组成结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
由于电子设备中某些元件(例如CPU)会发热，通常采用散热装置进行散热，将热量直接排到电子设备外部，而没有对热量进行回收利用。基于此，在本发明各实施例中，通过在电子设备中设置热电发生器(TEG，Thermoelectric Generator)，利用热电发生器能够利用温差产生电动势的功能，对电子设备中发热元件产生的热量进行回收，从而可以为其他元件供电。
图1和图2分别为本发明实施例中热电发生器的工作原理示意图一和图二如图1所示，在两种不同的材料(例如金属材料A和金属材料B)构成的回路中，在两种材料的结点处温度分别为T1和T2，如果T1和T2不同，则在回路中会产生一个电动势，这种效应可用来测量温差。再如图2所示，当多个温差电偶连接时，可产生更大的电压，从而成为热电发生器，为元件供电。
基于图1和图2所示的热电发生器的原理，提出本发明以下各实施例。
实施例一
本发明实施例提供了一种散热装置。图3为本发明实施例的散热装置的第一种组成结构示意图；如图3所示，所述散热装置包括：热电发生器11、散热器和第一元件14；所述散热器包括冷端13和热端12；所述热电发生器11的第一端与所述散热器的热端12贴合连接，用于吸收所述散热器的热端12的热量；所述热电发生器11的第二端与所述散热器的冷端13贴合，以使所述第二端与所述第一端形成温度差；
所述热电发生器11，用于将所述第一端和所述第二端形成的温度差转换为电压，输出所述电压至所述第一元件14，以使所述第一元件14基于所述电压运行。
本实施例中，所述散热器包括冷端和热端，即冷端散热器和热端散热器；当所述散热器为风冷散热器时，所述散热器的热端12可以为与散热元件贴合或靠近的一端；所述散热器的冷端13可以为散热片的末端或者原理散热元件的一端；当所述散热器为也冷散热器时，所述散热器的热端12可以为吸热部分等用于吸收热量的一端；所述散热器的冷端13可以为液体循环冷却后所在一端；当然，本发明实施例中的散热器不限于风冷散热器或液冷散热器，其他散热器的类型也在本发明实施例的保护范围。
其中，所述散热器的热端12与热源(所述热源例如CPU等各种发热元件)贴合，使得所述散热器的热端12保持一定的高温；相应的，所述热电发生器11的第一端与所述散热器的热端12贴合，使得所述热电发生器11的第一端保持一定的高温。而所述散热器的冷端13与所述热电发生器11的第二端贴合，使得所述热电发生器11的第二端保持一定的低温，从而使所述热电发生器11的第一端和第二端分别作为两个结点并且具有一定的温度差。
本实施例中，所述热电发生器11基于所述第一端和所述第二端形成的温度差，将所述温度差转换为电压；所述热电发生器11的电压输出的正负极分别与第一元件14的正负极电连接，将生成的电压输出至所述第一元件14以使所述第一元件14基于所述电压运行。
本实施例中，所述热电发生器11的材料为温差电优值系数达到预设阈值的材料。其中，所述温差电优值系数达到预设阈值的材料为以下材料的至少之一：半导体材料、纳米复合材料、生化材料。具体的，所述热电发生器11的材料为温差电优值系数(Z＝α2σ/κ)较高的材料；其中，Z为温差电优值系数，α为赛贝克系数，σ为电导率，κ为热导率。作为一种示例，所述热电发生器11的材料可以为Bi2Te3-Sb2Te3、Bi2Te3-Bi2Se3等。αab为两种材料的赛贝克系数αab＝|αa-αb|。
采用本发明实施例的技术方案，通过设置的热电发生器利用散热器吸收的热量产生温度差，利用温度差产生的电压为第一元件供电，实现了热量回收，有效的提高了散热效率。
实施例二
本发明实施例还提供了一种散热装置。图4为本发明实施例的散热装置的第二种组成结构示意图；如图4所示，所述散热装置包括：热电发生器11、散热器和第一元件14；所述散热器包括冷端和热端；所述热电发生器11的第一端与所述散热器的热端12贴合连接，用于吸收所述散热器的热端12的热量；所述热电发生器11的第二端与所述散热器的冷端13贴合，以使所述第二端与所述第一端形成温度差；
所述热电发生器11，用于将所述第一端和所述第二端形成的温度差转换为电压，输出所述电压至所述第一元件14，以使所述第一元件14基于所述电压运行；
其中，所述第一元件为风扇14a；所述热电发生器11输出电压至所述风扇14a，以驱动所述风扇14a转动。
区别于实施例一，本实施例中，所述第一元件具体为风扇14a，即所述散热装置中设置有风扇14a；所述热电发生器11的电压输出的正负极分别与风扇14a的正负极电连接，将生成的电压输出至所述风扇14a以使所述风扇14a基于所述电压转动。具体的，所述风扇14a包括驱动马达141；所述热电发生器11的电压输出端与所述驱动马达141的电压输入端电连接，以使所述驱动马达141基于获得的电压驱动风扇转动。
作为一种实施方式，所述风扇14a朝向下游元件；所述下游元件具体可以为发热元件，例如CPU、显卡、主板等元件，通过风扇的转动，可以吹走发热元件附近的热空气，从而能够降低发热元件的温度，从而达到散热的功能。
作为另一种实施方式，所述风扇14a朝向下游元件，所述下游元件可以为散热器(例如散热器的冷端13和/或热端12)；通过风扇14a的转动，不仅可以吹走散热器的热端12附近的热空气，从而能够降低散热器的热端12的温度；还可以吹走散热器的冷端13附近的空气，从而维持散热器的冷端13的温度，从而达到散热的功能。
采用本发明实施例的技术方案，一方面，通过设置的热电发生器利用散热器吸收的热量产生温度差，利用温度差产生的电压为第一元件供电；另一方面，产生的电压带动风扇转动，转动的风扇用来冷却发热器件，不仅实现了热量回收，更有效的提高了散热效率。
实施例三
本发明实施例还提供了一种电子设备。图5为本发明实施例的电子设备的第一种组成结构示意图；如图5所示，所述电子设备包括散热装置；所述散热装置包括：热电发生器21、散热器和第一元件；所述散热器包括冷端和热端；所述热电发生器21的第一端与所述散热器的热端22贴合连接，用于吸收所述散热器的热端22的热量；所述热电发生器21的第二端与所述散热器的冷端23贴合，以使所述第二端与所述第一端形成温度差；
所述热电发生器21，用于将所述第一端和所述第二端形成的温度差转换为电压，输出所述电压至所述第一元件，以使所述第一元件基于所述电压运行；
所述电子设备中还包括CPU；所述散热装置中的散热器的热端22与所述CPU贴合；所述散热器的冷端23远离所述CPU。
本实施例中，所述散热器包括冷端22和热端23，即冷端散热器和热端散热器；当所述散热器为风冷散热器时，所述散热器的热端22可以为与散热元件贴合或靠近的一端；所述散热器的冷端23可以为散热片的末端或者原理散热元件的一端；当所述散热器为也冷散热器时，所述散热器的热端22可以为吸热部分等用于吸收热量的一端；所述散热器的冷端23可以为液体循环冷却后所在一端；当然，本发明实施例中的散热器不限于风冷散热器或液冷散热器，其他散热器的类型也在本发明实施例的保护范围。
本实施例中，所述电子设备包括CPU，由于CPU在运行过程中产生热量，则所述散热装置中的散热器的热端22与所述CPU贴合，使得所述散热器的热端22保持一定的高温；相应的，所述热电发生器21的第一端与所述散热器的热端22贴合，使得所述热电发生器21的第一端保持一定的高温。而所述散热器的冷端23远离所述CPU，使得所述散热器的冷端23温度低于所述散热器的热端22温度；相应的，所述散热器的冷端23与所述热电发生器21的第二端贴合，使得所述热电发生器21的第二端保持一定的低温，从而使所述热电发生器21的第一端和第二端分别作为两个结点并且具有一定的温度差。基于所述热电发生器21的第一端和第二端产生的温度差，从而产生电压。作为另一种实施方式，所述热电发生器21的第一端还可以靠近所述CPU，以直接获得所述CPU的热量，从而使得所述热电发生器21的第一端保持一定的高温。例如图5所示，所述热电发生器21和所述CPU之间通过基板层和导热接口材料(TIM，Thermal Interface Material)间接贴合连接，通过TIM和基板层，CPU的热量传递至所述热电发生器21，从而使得所述热电发生器21的第一端保持一定的高温。
本实施例中，所述热电发生器21的电压输出的正负极分别与第一元件的正负极电连接，将生成的电压输出至所述第一元件以使所述第一元件基于所述电压运行。
本实施例中，所述热电发生器21的材料为温差电优值系数达到预设阈值的材料。其中，所述温差电优值系数达到预设阈值的材料为以下材料的至少之一：半导体材料、纳米复合材料、生化材料。具体的，所述热电发生器21的材料为温差电优值系数(Z＝α2σ/κ)较高的材料；其中，Z为温差电优值系数，α为赛贝克系数，σ为电导率，κ为热导率。作为一种示例，所述热电发生器21的材料可以为Bi2Te3-Sb2Te3、Bi2Te3-Bi2Se3等。αab为两种材料的赛贝克系数αab＝|αa-αb|。
采用本发明实施例的技术方案，通过设置的热电发生器利用散热器吸收的热量产生温度差，利用温度差产生的电压为第一元件供电，实现了热量回收，有效的提高了散热效率。
实施例四
本发明实施例还提供了一种电子设备。图6为本发明实施例的电子设备的第二种组成结构示意图；如图6所示，所述电子设备包括散热装置；所述散热装置包括：热电发生器31、散热器和第一元件；所述散热器包括冷端33和热端32；所述热电发生器31的第一端与所述散热器的热端32贴合连接，用于吸收所述散热器的热端32的热量；所述热电发生器31的第二端与所述散热器的冷端33贴合，以使所述第二端与所述第一端形成温度差；
所述热电发生器31，用于将所述第一端和所述第二端形成的温度差转换为电压，输出所述电压至所述第一元件，以使所述第一元件基于所述电压运行；
所述电子设备中还包括CPU；所述散热装置中的散热器的热端32与所述CPU贴合；所述散热器的冷端33远离所述CPU；
其中，所述第一元件为风扇34；所述热电发生器31输出电压至所述风扇34，以驱动所述风扇34转动；
所述电子设备的第一位置还包括第二元件35，所述第二元件35在运行过程中产生热量；
所述风扇34设置在所述电子设备中的第二位置，以使所述风扇34朝向所述第二元件35。
区别于实施例三，本实施例中，所述第一元件具体为风扇34，即所述散热装置中设置有风扇34；所述热电发生器31的电压输出的正负极分别与风扇34的正负极电连接，将生成的电压输出至所述风扇34以使所述风扇34基于所述电压转动。具体的，所述风扇34包括驱动马达341；所述热电发生器31的电压输出端与所述驱动马达341的电压输入端电连接，以使所述驱动马达341基于获得的电压驱动风扇34转动。
作为一种实施方式，所述电子设备的第一位置还设置有第二元件35；所述第二元件35具体为发热元件；例如显卡、主板等元件。所述电子设备中的第二位置设置风扇34，使得风扇34在转动过程中，吹出的风朝向所述第二元件35。通过风扇34的转动，可以吹走发热元件附近的热空气，从而能够降低发热元件的温度，从而达到散热的功能。
作为另一种实施方式，所述第二元件35还可以为散热器(例如散热器的冷端33和/或热端)；通过风扇34的转动，不仅可以吹走散热器的热端32附近的热空气，从而能够降低散热器的热端32的温度；还可以吹走散热器的冷端33附近的空气，从而维持散热器的冷端33的温度，从而达到散热的功能。
作为一种实施方式，所述散热器的热端32和冷端分别为第一散热器和第二散热器；所述第一散热器为热管散热器；所述热管散热器的第一端与CPU贴合，以吸收CPU的热量；所述热管散热器的第一位置与所述热电发生器31的第一端贴合连接；所述热管散热器的第二端设置散热翅片；其中，所述第一位置靠近所述热管散热器的第一端。
具体的，本实施方式中，所述散热器分为第一散热器和第二散热器，其中；所述第一散热器为热管散热器，所述热管散热器用于CPU的散热；即所述热管散热器的一端与CPU贴合，以吸收CPU的热量；所述热管散热器的第二端设置有散热翅片，通过所述散热翅片以降低所述热管散热器的热量，从而达到CPU散热的作用。所述热管散热器的第一位置与热电发生器31的第一端贴合连接，所述第一位置靠近所述热管散热器的一端，以使所述第一位置保持一个较高的温度，从而使所述热电发生器31的第一端保持一定的高温。另一方面，所述电子设备设置有第二散热器；所述第二散热器可以与所述热电发生器31的第二端贴合；所述第二散热器设置有散热翅片，通过散热翅片使热量迅速排出，使得所述热电发生器31的第一端和第二端具有一定的温度差。
作为一种实施方式，所述电子设备还包括基板层；所述第二散热器的第一面与所述热电发生器31中与第二端相对应的第二面贴合连接；所述热电发生器31中与第一端相对应的第一面与所述基板层的第一面贴合连接；所述基板层的第二面与CPU贴合连接；所述第二散热器的第二面设置散热翅片。作为另一种实施方式，所述热电发生器31的第一端还可以靠近所述CPU，以直接获得所述CPU的热量，从而使得所述热电发生器31的第一端保持一定的高温。例如图6所示，所述热电发生器31和所述CPU之间通过基板层和TIM间接贴合连接，通过TIM和基板层，CPU的热量传递至所述热电发生器31，从而使得所述热电发生器31的第一端保持一定的高温。
采用本发明实施例的技术方案，一方面，通过设置的热电发生器利用散热器吸收的热量产生温度差，利用温度差产生的电压为第一元件供电；另一方面，产生的电压带动风扇转动，转动的风扇用来冷却发热器件，不仅实现了热量回收，更有效的提高了散热效率。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种散热装置；其特征在于，所述散热装置包括：热电发生器、散热器和第一元件；所述散热器包括冷端和热端；所述热电发生器的第一端与所述散热器的热端贴合连接，用于吸收所述散热器的热端的热量，其中，所述散热器的热端还与热源贴合；所述热电发生器的第二端与所述散热器的冷端贴合，以使所述第二端与所述第一端形成温度差；
所述热电发生器，用于将所述第一端和所述第二端形成的温度差转换为电压，输出所述电压至所述第一元件，以使所述第一元件基于所述电压运行。
2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述热电发生器的材料为温差电优值系数达到预设阈值的材料。
3.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于，所述温差电优值系数达到预设阈值的材料为以下材料的至少之一：半导体材料、纳米复合材料、生化材料。
4.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述第一元件为风扇；所述热电发生器输出电压至所述风扇，以驱动所述风扇转动。
5.根据权利要求4所述的散热装置，其特征在于，所述风扇包括驱动马达；所述热电发生器的电压输出端与所述驱动马达的电压输入端电连接，以使所述驱动马达基于获得的电压驱动风扇转动。
6.根据权利要求4所述的散热装置，其特征在于，所述风扇朝向下游元件。
7.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1至权利要求5任一项所述的散热装置；所述电子设备中还包括中央处理器CPU；所述散热装置中的散热器的热端与所述CPU贴合；所述散热器的冷端远离所述CPU。
8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备的第一位置还包括第二元件，所述第二元件在运行过程中产生热量；
所述第一元件为风扇，所述风扇设置在所述电子设备中的第二位置，以使所述风扇朝向所述第二元件。
9.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述散热器的热端和冷端分别为第一散热器和第二散热器；所述第一散热器为热管散热器；所述热管散热器的第一端与CPU贴合，以吸收CPU的热量；所述热管散热器的第一位置与所述热电发生器的第一端贴合连接；所述热管散热器的第二端设置散热翅片；
其中，所述第一位置靠近所述热管散热器的第一端。
10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括基板层；所述第二散热器的第一面与所述热电发生器中与第二端相对应的第二面贴合连接；所述热电发生器中与第一端相对应的第一面与所述基板层的第一面贴合连接；所述基板层的第二面与CPU贴合连接；
所述第二散热器的第二面设置散热翅片。
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