CN107347242A - 一种散热装置及通信设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种散热装置及通信设备，涉及散热技术领域，在保证对电子器件散热的情况下，产生噪音较小。该装置包括：底座；摆片，摆片包括固定端和自由端，固定端固定于底座上，自由端可相对于固定端摆动，摆片上设置有环形线圈；磁铁组件，磁铁组件包括相对于底座固定的第一磁铁和第二磁铁，第一磁铁和第二磁铁的同一种磁极相对，且位于环形线圈两侧，当向环形线圈通入方向周期变化的电流时，环形线圈在磁铁组件形成的磁场作用下受到方向周期变化的安培力，从而使环形线圈带动摆片往复摆动。本发明用于微电子器件的散热。

Description

一种散热装置及通信设备

技术领域

本发明涉及散热技术领域，尤其涉及一种散热装置及通信设备。

背景技术

现如今，随着电子技术的飞速发展，电子器件在工业上的运用越来越广泛，一般地，电子器件在正常运行时都会产生热量，如果不及时对电子器件进行散热，很可能会损坏电子器件，使其无法正常运行。

为了保证电子器件能够正常运行，现有技术一般是采用电磁旋转式风扇来进行散热，图1为现有技术提供的一种电磁旋转式风扇，利用电磁旋转带动叶片30旋转，产生空气流动来进行散热，其中外框10用来将风扇固定在需要的位置上。这种电磁旋转式风扇很好的解决了电子器件的散热问题，被广泛的用到各式各样的电子设备中。

但是，现有技术的电磁旋转式风扇，在实际使用过程中，位于旋转中心的轴承很容易磨损，加上其高速旋转的叶片，进而产生的噪声较大。

发明内容

本发明的实施例提供一种散热装置及通信设备，在保证对电子器件散热的情况下，产生噪音较小。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明第一方面提供一种散热装置，包括底座；摆片，所述摆片包括固定端和自由端，所述固定端固定于所述底座上，所述自由端可相对于所述固定端摆动，所述摆片上设置有环形线圈；磁铁组件，所述磁铁组件包括相对于底座固定的第一磁铁和第二磁铁，所述第一磁铁和第二磁铁的同一种磁极相对，且位于所述环形线圈两侧，当向所述环形线圈通入方向周期变化的电流时，所述环形线圈在所述磁铁组件形成的磁场作用下受到方向周期变化的安培力，从而使所述环形线圈带动所述摆片往复摆动。

本发明实施例提供的散热装置，包括底座、摆片和磁铁组件，摆片固定端固定于底座上，另一端作为自由端可相对于固定端摆动，在摆片上还设置有环形线圈，同极相对的第一磁铁和第二磁铁固定连接在底座上，并位于环形线圈两侧，由于第一磁铁和第二磁铁同极相对，在第一磁铁和第二磁体之间的磁场方向与环形线圈基本平行，当环形线圈接通周期变化的电流时，根据通电导体在磁场中受力运动的原理，环形线圈可受到与环形线圈垂直向下或向上的安培力，使环形线圈带动摆片往复摆动，产生空气流动，对待散热物体进行散热。由于散热装置的结构中只需要设置具有固定端的摆片，再利用第一磁铁和第二磁铁对通电线圈的安培力，即可实现摆片摆动，相比现有技术，在旋转式散热风扇的尺寸与本发明实施例的摆片尺寸相近的情况下，摆动相比旋转，空气振动的范围小，且采用了无轴承的方案，进而产生的噪音较小。

根据本发明第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述摆片上开设有通孔，所述环形线圈围绕所述通孔设置，所述磁铁组件包括导磁件，所述导磁件穿过所述通孔设置，且所述导磁件的两端分别连接所述第一磁铁和第二磁铁的同一种磁极。

由于在第一磁铁和第二磁体之间设置了导磁件，导磁件的两端分别连接第一磁铁和第二磁体的同一种磁极，这样，导磁件可以调节第一磁铁和第二磁铁的磁场分布，使第一磁铁和第二磁铁之间的磁场不会因为同一种磁极相斥的原因而减弱，且在导磁件的外表面上，磁力方向为近似垂直于导磁件外表面的方向，即与环形线圈平行的方向，当环形线圈通入电流时，根据通电导体在磁场中受力运动的原理，环形线圈会受到竖直向下或竖直向上的力，进而，随着通入环形线圈内的电流方向周期变化，环形线圈带动摆片往复运动。相比较未设置导磁件的方案，第一磁铁和第二磁铁之间的磁场力由于导磁件而得到加强，环形线圈所受安培力较大，且方向基本一致，磁场转化为机械运动的效率较高。

当然，也可以不设置导磁件，环形线圈在不通电时，位于第一磁铁和第二磁铁之间，当环形线圈通入周期变化的电流时，带动摆片摆动，在摆动过程中，环形线圈由于惯性等原因，也有可能超出第一磁铁和第二磁铁之间的范围，因此，保留通孔的设置，以使环形线圈超出第一磁铁和第二磁铁之间的范围时，通孔可让第一磁铁或第二磁铁通过，可避免摆片与磁铁之间不必要的碰撞；另外，也可以在通孔内设置多组具有第一磁铁、第二磁铁和导磁件的磁铁组件，也可以实现环形线圈带动摆片的摆动。

结合本发明第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述导磁件位于所述环形线圈两侧的部分相对于所述环形线圈对称分布。

结合第一方面的第一或第二种可能的实现方式中的任一项，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述导磁件为弧形导磁块，当所述摆片摆动时，所述环形线圈的内壁与所述弧形导磁块的外壁之间具有恒定的间隙。

当散热装置工作时，环形线圈带动摆片摆动，此时，环形线圈的内圈与导磁件的间隙距离越小，对应磁感线的密度也就越大，获得的能量也就越多。将导磁件做成弧形，是为了可以使导磁件的外壁与环形线圈内壁在运动过程中尽量保持较小的距离，在散热装置工作过程中，环形线圈的内壁和弧形导磁件的外壁始终保持恒定的距离，使环形线圈在运动过程中，获得的安培力大小较为平稳，进而环形线圈带动摆片的摆动更加规律。在保证恒定的距离的同时，原则上环形线圈内壁越靠近弧形导磁件外壁，获得的能量越多，进而实现较高的能量传输效率。

结合第一方面的第一至第三种可能的实现方式中的任一项，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述通孔的形状可以灵活设置，例如，所述通孔为圆形或矩形，所述导磁件的横截面形状与所述通孔形状相匹配，所述线圈的形状与所述通孔的形状相匹配。

结合第一方面的第一至第四种可能的实现方式中的任一项，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述环形线圈内嵌于所述通孔内。

结合第一方面或第一方面的第一至第五种可能的实现方式中的任一项，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述环形线圈位于所述摆片一侧的表面。

结合第一方面或第一方面的第一至第六种可能的实现方式中的任一项，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述环形线圈靠近所述摆片的固定端设置。

环形线圈受安培力的作用，带动摆片相对于摆片固定端摆动，在环形线圈带动摆片运动的距离不变且摆片长度固定的情况下，环形线圈越靠近摆片固定端，摆片自由端的摆动幅度越大，摆动幅度的增大可使空气交换加快，进而散热装置的散热效果得到增强。

结合第一方面或第一方面的第一至第七种可能的实现方式中的任一项，在第一方面的第八种可能的实现方式中，所述摆片为多个，多个所述摆片层叠且间隔设置，且均位于所述第一磁铁和所述第二磁铁之间，多个所述摆片上均开设有通孔，所述导磁件依次穿过多个所述摆片上的所述通孔设置。

为了将摆片固定端固定，可设置夹板，所述夹板和底座将所述摆片的固定端夹持固定，所述夹板和底座之间可通过螺栓连接；所述摆片的制作材料可以包括以下任一种：碳纤维和不锈钢；由于第一磁铁和第二磁铁是同一种磁极相对设置，同一种磁极相对会产生排斥，因此在设置了导磁件的基础上，可将所述第一磁铁和第二磁铁粘接于所述导磁件的两端。

本发明第二方面提供了一种通信设备，包括外壳、电路板和权利要求1～9任一项中所述的散热装置，所述电路板安装在所述外壳内，所述电路板设置有发热器件，所述散热装置用于为所述发热器件散热。

本发明实施例提供的通信设备，当电路板通电后进入工作状态，其上的发热器件会产生热量，因此，需要对发热器件进行散热，以保证正常工作。具体地，该散热装置可以是设置在电路板与外壳之间的散热通道中，通过散热装置加快散热通道中的空气流动，进而对通信设备中的电路板进行散热，散热装置的具体结构及有益效果与第一方面所述的散热装置相同，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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为现有提供的散热装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的散热装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的散热装置设有导磁件时的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的散热装置设有导磁件时的立体结构示意图；

图5为本发明实施例提供的散热装置中导磁件与环形线圈截面的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的散热装置中通孔内设置多个磁铁组件时的横截面示意图；

图7为本发明实施例提供的散热装置中设置多个摆片的结构示意图。

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做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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供一种散热装置，如图2所示，包括底座1；摆片2，摆片2包括固定端和自由端，固定端固定于底座1上，自由端可相对于固定端摆动，摆片2上设置有环形线圈3；磁铁组件，磁铁组件包括相对于底座1固定的第一磁铁4和第二磁铁5，第一磁铁4和第二磁铁5的同一种磁极相对，且位于环形线圈3两侧，当向环形线圈3通入方向周期变化的电流时，环形线圈3在磁铁组件形成的磁场作用下受到方向周期变化的安培力，从而使环形线圈3带动摆片2往复摆动。

本发明的实施例提供的散热装置，包括底座1、摆片2和磁铁组件，摆片2固定端固定于底座1上，另一端作为自由端可相对于固定端摆动，在摆片2上还设置有环形线圈3，同极相对的第一磁铁4和第二磁铁5固定连接在底座1上，并位于环形线圈3两侧，由于第一磁铁4和第二磁铁5同极相对，在第一磁铁4和第二磁体5之间的磁场方向与环形线圈3基本平行，当环形线圈3接通周期变化的电流时，根据通电导体在磁场中受力运动的原理，环形线圈3可受到与环形线圈3垂直向下或向上的安培力，使环形线圈3带动摆片2往复摆动，产生空气流动，对待散热物体进行散热。由于散热装置的结构中只需要设置具有固定端的摆片2，再利用第一磁铁4和第二磁铁5对通电线圈的安培力，即可实现摆片摆动2，相比现有技术，在旋转式散热风扇的尺寸与本发明实施例的摆片2尺寸相近的情况下，摆动相比旋转，空气振动的范围小，且采用了无轴承的方案，进而产生的噪音较小。

需要说明的是，在一些微电子器件的散热中，例如手机等移动终端，一般特征尺寸很小，当需要对此类微电子器件进行散热时，在旋转式散热风扇的叶片尺寸与本发明实施例的摆片2尺寸相近的情况下，由于摆动相比旋转占用的空间小，因此，本发明实施例的散热装置相比现有技术的电磁旋转式风扇，更适合对此类特征尺寸较小的微电子器件散热。

需要说明的是，在一些场景下，如微电子器件的散热中，本发明实施例的散热装置可以与其他散热装置配合使用，如液冷等，以获得更佳的散热效果。

为了磁场转化为机械运动的效率更高，如图3和图4所示，摆片2上开设有通孔201，环形线圈3围绕通孔201设置，磁铁组件包括导磁件6，导磁件6穿过通孔201设置，且导磁件6的两端分别连接第一磁铁4和第二磁铁5的同一种磁极。

由于在第一磁铁4和第二磁体5之间设置了导磁件6，导磁件6的两端分别连接第一磁铁4和第二磁体5的同一种磁极，这样，导磁件6可以调节第一磁铁4和第二磁铁5的磁场分布，使第一磁铁4和第二磁铁5之间的磁场不会因为同一种磁极相斥的原因而减弱，且在导磁件6的外表面上，磁力方向为近似垂直于导磁件6外表面的方向，如图5所示，即与环形线圈3平行的方向，当环形线圈3通入电流时，根据通电导体在磁场中受力运动的原理，环形线圈3会受到竖直向下或竖直向上的力，进而，随着通入环形线圈3内的电流方向周期变化，环形线圈3可带动摆片2往复运动。相比较未设置导磁件6的方案，第一磁铁4和第二磁铁5之间的磁场力由于导磁件6而得到加强，环形线圈3所受安培力较大，且方向基本一致，磁场转化为机械运动的效率较高。

需要说明的是，需要说明的是，环形线圈3接通的周期电流，可以采用正弦交流电，当环形线圈3激励频率与摆片2摆动的固有频率一致时，摆片2产生谐振，端部输出振幅最大；本发明实施例的散热装置，开设通孔201是为了使导磁件6通过，当然在不设置导磁件时，也可以设置通孔，具体地，参照图2，环形线圈3在不通电时，位于第一磁铁4和第二磁铁5之间，当环形线圈3通入周期变化的电流时，带动摆片2摆动，在摆动过程中，环形线圈3由于惯性等原因，也有可能超出第一磁铁4和第二磁铁5之间的范围，因此，可保留通孔201的设置，以使环形线圈3超出第一磁铁4和第二磁铁5之间的范围时，通孔201可让第一磁铁4或第二磁铁5通过，这样可避免摆片2与磁铁之间不必要的碰撞；另外，如图6所示，也可以在通孔201内设置多组具有第一磁铁4、第二磁铁5和导磁件6的磁铁组件，也可以实现环形线圈带动摆片的摆动。

参照图3和图4，导磁件6位于环形线圈两侧的部分相对于环形线圈3对称分布。环形线圈3带动摆片往复摆动，将导磁件6位于环形线圈两侧的部分相对于环形线圈3对称分布，使环形线圈3两侧距离第一磁铁4和第二磁铁5相等，相应的在摆动过程中能最大限度的利用这部分空间来摆动。

为了使摆片的摆动更加规律，参照图3、图4和图5，导磁件6为弧形导磁块，当摆片2摆动时，环形线圈3的内壁与弧形导磁块的外壁之间具有恒定的间隙。如图5所示，当散热装置工作时，环形线圈3带动摆片2摆动，此时，环形线圈3的内圈与导磁件6的间隙距离d越小，对应磁感线的密度也就越大，获得的能量也就越多。将导磁件6做成弧形，是为了可以使导磁件6的外壁与环形线圈3内壁在运动过程中尽量保持较小的距离，在散热装置工作过程中，环形线圈3的内壁和弧形导磁件6的外壁始终保持恒定的距离d，使环形线圈3在运动过程中，获得的安培力大小较为平稳，进而环形线圈3带动摆片2的摆动更加规律。

需要说明的是，环形线圈3内壁越靠近弧形导磁件6外壁，获得的能量越多，进而实现较高的能量传输效率，让环形线圈3的内壁和弧形导磁件6的外壁始终保持恒定的距离d，经过实验，让环形线圈3与导磁件6之间的距离d应当保持在0.02毫米至2毫米之间，优选地，将距离保证在0.1毫米至1毫米之间，当然，在实际的加工中，由于加工误差等原因的存在，导磁件6与环形线圈3之间的距离可有微小的误差，不能保证恒定的间隙，基于这种原因，导磁件6与环形线圈3之间的距离可在合理的公差范围内并不相等，也属于本发明的保护范围。

通孔201的形状可以灵活设置，例如，通孔201为圆形或矩形，导磁件6的横截面形状与通孔201形状相匹配，线圈3的形状与通孔的形状相匹配。

环形线圈3设置在摆片2上，并位于第一磁铁4和第二磁铁5之间，具体地，环形线圈3可以内嵌于通孔201内，或如图3所示，位于摆片2一侧的表面。环形线圈3需要固定在摆片上，例如粘贴，当环形线圈3内嵌于通孔201时，将环形线圈3与摆片粘贴，其粘贴的面积较少，因此，连接的牢靠性不高，而环形线圈3位于摆片2一侧的表面，相对来说粘贴较牢靠。

为了使摆片2自由端摆动的幅度较大，增强散热效果，参照图3，环形线圈3靠近摆片2的固定端设置。环形线圈3受安培力的作用，带动摆片2自由端相对于摆片2固定端摆动，在环形线圈3带动摆片2运动的距离不变且摆片2长度固定的情况下，环形线圈3越靠近摆片2固定端，摆片2自由端的摆动幅度越大，摆动幅度的增大可使空气交换加快，进而散热装置的散热效果得到增强。

根据不同结构的需要，如图7所示，摆片2为多个，多个摆片2层叠且间隔设置，且均位于第一磁铁4和第二磁铁之间6，多个摆片上均开设有通孔201，导磁件6依次穿过多个摆片2上的通孔201设置。这样，多个环形线圈3通入周期变化的电流，导磁组件的作用下，可带动多个摆片2摆动，多个摆片2的设置，增强了散热效果。

摆片2的固定端固定在底座上，其固定方式可以有多种，例如，螺栓连接、销连接、铆接以及粘接。如图4所示，散热装置还包括夹板7，夹板7和底座1将摆片2的固定端夹持固定，夹板7和底座1之间通过螺栓8连接。采用螺栓连接将摆片2固定，其安装与拆卸较方便。

由于散热装置在工作时摆片2往复摆动，应选择耐疲劳性较高的材料，例如，摆片2的制作材料包括碳纤维或不锈钢。碳纤维材料质量轻，高模量，且耐疲劳性好，不锈钢材料耐腐蚀，耐疲劳性较好。

本发明实施例的散热装置，如图3和图4所示，底座1上还设有安装孔101，安装孔101便于将散热装置固定在不同的散热场合，其具体的结构及连接方法可以根据所要安装的场合灵活变化。

本发明另一方面还提供了一种通信设备，包括外壳、电路板和权利要求1～9任一项中所述的散热装置，所述电路板安装在所述外壳内，所述电路板设置有发热器件，所述散热装置用于为所述发热器件散热。

本发明实施例提供的通信设备，当电路板通电后进入工作状态，其上的发热器件会产生热量，因此，需要对发热器件进行散热，以保证正常工作。具体地，该散热装置可以是设置在电路板与外壳之间的散热通道中，通过散热装置加快散热通道中的空气流动，进而对通信设备中的电路板进行散热，散热装置的具体结构及有益效果与以上所述的散热装置相同，在此不再赘述。

需要说明的是，散热装置设置于散热通道中，摆片2的出风方向可以与风道所设方向一致，也可以直接朝向电路板方向；另外，一般的通信设备中，电路板的发热除了自身内阻原因发热外，设置在电路板上的电子器件也是较大的发热源，因此，为了保证电路板和电子器件的正常工作，可将这些易发热的电子器件设置在电路板的边沿或靠近散热通道的位置，同时，可将散热装置的出风口朝向这些易发热电子器件的方向设置。

本发明实施例提供的通信设备，在设有上述第一方面的散热装置的基础上，为了提高散热效果，还设置有液冷散热系统与上述散热装置配合使用。例如，一般的液冷散热系统主要包括：由导热材料制成的可循环的管道和与管道连通的散热片，管道内通有冷却液，管道与待散热电子器件接触，使冷却液吸收待散热电子器件的热量，冷却液在循环的管路中流动，将热量传递给散热片，再经散热片将热量散发到周围空气中，在散热片周围设置有上述本发明实施例的散热装置，对散热片进行散热，具体地，摆片自由端朝向散热片的方向设置，当散热装置通入周期变化的电流时，摆片自由端相对于固定端摆动，出风方向朝向散热片，这样可以加快散热片上的热量与周围空气的交换，通过液冷散热系统与上述实施例的散热装置的结合使用，散热效果更好。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种散热装置，其特征在于，包括：

底座；

摆片，所述摆片包括固定端和自由端，所述固定端固定于所述底座上，所述自由端可相对于所述固定端摆动，所述摆片上设置有环形线圈；

磁铁组件，所述磁铁组件包括相对于底座固定的第一磁铁和相对于底座固定的第二磁铁，所述第一磁铁和第二磁铁的同一种磁极相对，且位于所述环形线圈两侧，当向所述环形线圈通入方向周期变化的电流时，所述环形线圈在所述磁铁组件形成的磁场作用下受到方向周期变化的安培力，从而使所述环形线圈带动所述摆片往复摆动。

2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述摆片上开设有通孔，所述环形线圈围绕所述通孔设置，所述磁铁组件包括导磁件，所述导磁件穿过所述通孔设置，且所述导磁件的两端分别连接所述第一磁铁和第二磁铁的同一种磁极。

3.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于，所述导磁件位于所述环形线圈两侧的部分相对于所述环形线圈对称分布。

4.根据权利要求2或3所述的散热装置，其特征在于，所述导磁件为弧形导磁块，当所述摆片摆动时，所述环形线圈的内壁与所述弧形导磁块的外壁之间具有恒定的间隙。

5.根据权利要求2～4任一项中所述的散热装置，其特征在于，所述通孔为圆形或矩形，所述导磁件的横截面形状与所述通孔形状相匹配，所述线圈的形状与所述通孔的形状相匹配。

6.根据权利要求2～5任一项中所述的散热装置，其特征在于，所述环形线圈内嵌于所述通孔内。

7.根据权利要求1～6任一项中所述的散热装置，其特征在于，所述环形线圈位于所述摆片一侧的表面。

8.根据权利要求1～7任一项中所述的散热装置，其特征在于，所述环形线圈靠近所述摆片的固定端设置。

9.根据权利要求2～8任一项中所述的散热装置，其特征在于，所述摆片为多个，多个所述摆片层叠且间隔设置，且均位于所述第一磁铁和所述第二磁铁之间，多个所述摆片上均开设有通孔，所述导磁件依次穿过多个所述摆片上的所述通孔设置。

10.一种通信设备，其特征在于，包括外壳、电路板和权利要求1～9任一项中所述的散热装置，所述电路板安装在所述外壳内，所述电路板设置有发热器件，所述散热装置用于为所述发热器件散热。