CN108200749A - 一种散热器及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种散热器及电子设备，散热器包括：腔体，所述腔体为中空结构，设置在电子设备的发热器件上，所述腔体中填充有固态的散热材料，所述散热材料具有熔点，所述熔点小于所述发热器件的最大正常工作温度，其中：在所述发热器件的温度达到所述熔点时所述散热材料开始由固态转换成液态，在所述散热材料由固态转换成液态的过程中吸热，以对所述发热器件散热。

Description

一种散热器及电子设备

技术领域

本申请涉及散热控制技术领域，尤其涉及一种散热器及电子设备。

背景技术

目前，电子设备工作过程中，大部分时间主芯片功耗较低，小的散热器就可以满足电子设备的散热需求。

而多数电子设备都会存在瞬时加大负载的情况，使得峰值热功耗达到很高，如图1中所示，导致电子设备的温度突变，此时，小的散热器不能满足散热需求，不能及时对电子设备散热，会使得电子设备中的器件温度超高，影响电子设备的正常运行。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种散热器及电子设备，用以解决现有技术中散热器在电子设备瞬时加大负载时无法满足散热需求，导致电子设备器件温度超高的技术问题。

本申请提供了一种散热器，包括：

腔体，所述腔体为中空结构，设置在电子设备的发热器件上，所述腔体中填充有固态的散热材料，所述散热材料具有熔点，所述熔点小于所述发热器件的最大正常工作温度，其中：

在所述发热器件的温度达到所述熔点时所述散热材料开始由固态转换成液态，在所述散热材料由固态转换成液态的过程中吸热，以对所述发热器件散热。

上述散热器，优选的，还包括：

散热片，分别与所述发热器件和所述腔体相连接，用于对所述发热器件和/或所述腔体中的散热材料进行散热。

上述散热器，优选的，所述散热材料包括：纯金属或合金。

上述散热器，优选的，所述腔体包括：

腔体本体，所述腔体本体为板状结构；

多个垂直于所述腔体本体的分支，所述分支均处于所述腔体本体的同一侧。

上述散热器，优选的，所述分支为板状结构。

上述散热器，优选的，所述分支为柱状结构。

本申请还提供了一种电子设备，包括发热器件及如上述任一项所述的散热器。

从上述技术方案可以看出，本申请公开的一种散热器及电子设备，通过在散热器中设置中空结构的腔体，从而在腔体中填充固态的散热材料，由此在发热器件的温度达到散热材料的熔点时散热材料通过在固态转换成液态过程中吸热，从而得到对发热器件进行散热的目的，而在这一过程中发热器件和散热材料的温度保持在熔点的温度，从而使得发热器件的温度不会超过最大正常工作温度，由此保证电子设备的正常运行。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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为现有电子设备的温度/热耗随时间的变换曲线；

图2为本申请实施例一提供的一种散热器的结构示意图；

图3～图5分别为本申请实施例的应用示例图；

图6及图7分别为本申请实施例一的另一结构示意图；

图8、图9及图10分别为本申请实施例一的部分结构示意图；

图11为本申请实施例二提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

如图2所示，为本申请公开的一种散热器的结构示意图，该散热器设置在电子设备中，与电子设备中的发热器件相连接，用于对电子设备中的发热器件进行散热。其中，电子设备可以为手机、pad、电脑或服务器等设备，而发热器件可以为电子设备中因为运行而产生热量的处理器等器件。

在本实施例中，该散热器可以包括以下结构：

腔体1。

其中，该腔体1可以为中空结构，该中空结构的腔体1中可以填充散热材料2，如固态的散热材料，用于吸收发热器件产生的热量。

需要说明的是，腔体1中的散热材料2具有熔点，当散热材料2吸收发热器件的热量而升温到其熔点时，散热材料2会因吸热而进行状态转换，如从固态转换成液态。

其中，腔体1中所填充的散热材料2的熔点要小于发热器件的最大正常工作温度，如发热器件的最大正常工作温度为80度，那么本实施例中在腔体1中所填充的散热材料2的熔点要小于或等于80度，如75度。

由此，发热器件可能会因为瞬时高功耗运行而温度继续升高，在发热器件的温度达到熔点的温度时，散热材料2的温度随着发热器件达到熔点的温度，此时，散热材料2开始熔化，由固态转换成液态，而散热材料2在固态转换成液体的过程中，固态和液态共存的散热材料2的温度仍然处于熔点的温度，保持不变，但仍然继续吸热，直到散热材料2全部转换成液态，如图3中所示的发热器件/散热材料2的温度随着时间变换曲线，可见，在散热材料2在固态转换成液态的过程中仍然对发热器件进行散热，而不会使得发热器件的温度继续升高，由此来保护电子设备的发热器件的温度保持在最大正常工作温度以下，保证电子设备的正常运行。

进一步的，如果发热器件在结束高功耗运行时，散热材料2没有完全转换成液体，那么随着时间的推移，发热器件所产生的热量小于散热器所散发的热量，此时发热器件及散热材料2的温度不会继续升高，即持续处于熔点的温度之后，随着散热器的热量散发，散热材料2及发热器件的温度会慢慢由熔点的温度向下降落，散热材料2开始凝固，如图4中所示。

或者，如果发热器件在结束高功耗运行之前，散热材料2已经完全转换成液体，即完全熔化，那么如果发热器件继续高功耗运行使得产生的热量大于散热器所散发的热量，此时发热器件及散热材料2的温度仍然会继续升高，即持续处于熔点的温度之后，随着发热器件的持续发热，散热材料2及发热器件的温度会慢慢从熔点的温度向上升高，如图5所示，此时可以采用其他的散热方案对发热器件进行散热，以保证电子设备的正常运行。

从上述技术方案可以看出，本申请实施例一提供的一种散热器，通过在散热器中设置中空结构的腔体，从而在腔体中填充固态的散热材料，由此在发热器件的温度达到散热材料的熔点时散热材料通过在固态转换成液态过程中吸热，从而得到对发热器件进行散热的目的，而在这一过程中发热器件和散热材料的温度保持在熔点的温度，从而使得发热器件的温度不会超过最大正常工作温度，由此保证电子设备的正常运行。

在具体实现中，散热材料可以采用纯金属或者合金来实现，熔点低于发热器件的最大正常工作温度。

由此，本实施例在实际应用中，对于高瞬时功耗的发热器件，散热器中填充散热材料不仅可以增大散热器热容，来有效抵抗发热器件峰值热功耗和温度突变，使得器件的温度曲线能够变的平缓，减少风扇转速突变和噪音波动，另外，还可以适当减小散热器的尺寸，来满足系统结构和系统设计的需求。

在一种实现方式中，本实施例的散热器中还可以设置有散热片3，如图6中所示，分别与发热器件与腔体1相连接，或者如图7中所示，散热片3包裹腔体1并与发热器件相接触。由此，散热片3既可以用于单独对发热器件进行散热，也可以单独对腔体1中的散热材料2进行散热，同样可以同时对发热器件和散热材料2同时进行散热。

例如，在发热器件的温度远低于散热材料的熔点时，散热材料2与散热片3一起同时对发热器件吸热，同时散热片3将吸收的发热器件的热量散发到空气中；随着时间的推移及电子设备的高功耗运行，发热器件的温度持续升高，使得散热材料2的温度到达熔点，散热材料2由于吸热开始从固态向液态转换，此时散热材料2与散热片3吸收发热器件的热量，同时散热片3将吸收的发热器件的热量散发到空气中；在电子设备的高功耗运行结束，发热器件的温度不再升高，散热片3对发热器件和散热材料2中的热量进行吸收并将热量散发到空气中，实现对发热器件和散热材料2的散热。

在一种实现方式中，腔体1的形状可以根据实际需求进行设置，如图8中所示，腔体1可以包含如下结构：

腔体本体4，为板状结构，如长方体的板状结构等等。

多个垂直与腔体本体4的分支5，分支5均处于腔体本体4的同一侧，且分支5可以与腔体本体4中空连通设置，如图9中的切面示意图，分支5与腔体本体4中均为中空设置，且分支5中的中空结构与腔体本体4中的中空结构相同，中空结构中填充有散热材料2，用于吸收发热器件所产生的热量。

具体的，分支5可以为长方体的板状结构，也可以为柱状结构，如图10中所示。分支5之间的空间能够流通空气，从而带走分支5上的热量，从而达到散热的目的。

参考图11，为本申请实施例二提供的一种电子设备的结构示意图，该电子设备可以为手机、pad、电脑或服务器等设备，其中，至少包括以下结构：

发热器件6和散热器7。

其中，发热器件6可以为处理器等运行会产生热量的器件，而散热器7的结构可以如图2中所示：

腔体1。

其中，该腔体1可以为中空结构，该中空结构的腔体1中可以填充散热材料2，如固态的散热材料，用于吸收发热器件产生的热量。

需要说明的是，腔体1中的散热材料2具有熔点，当散热材料2吸收发热器件的热量而升温到其熔点时，散热材料2会因吸热而进行状态转换，如从固态转换成液态。

其中，腔体1中所填充的散热材料2的熔点要小于发热器件的最大正常工作温度，如发热器件的最大正常工作温度为80度，那么本实施例中在腔体1中所填充的散热材料2的熔点要小于或等于80度，如75度。

由此，在发热器件的温度达到熔点的温度时，散热材料2的温度随着发热器件达到熔点的温度，此时，散热材料2开始由固态转换成液态，而散热材料2在固态转换成液体的过程中，固态和液态共存的散热材料2的温度仍然处于熔点的温度，保持不变，但仍然继续吸热，直到散热材料2全部转换成液态，如图3中所示，发热器件/散热材料2的温度随着时间变换曲线，可见，在散热材料2在固态转换成液态的过程中仍然对发热器件进行散热，而不会使得发热器件的温度继续升高，由此来保护电子设备的发热器件的温度保持在最大正常工作温度以下，保证电子设备的正常运行。

从上述技术方案可以看出，本申请实施例二提供的一种电子设备，通过在散热器中设置中空结构的腔体，从而在腔体中填充固态的散热材料，由此在发热器件的温度达到散热材料的熔点时散热材料通过在固态转换成液态过程中吸热，从而得到对发热器件进行散热的目的，而在这一过程中发热器件和散热材料的温度保持在熔点的温度，从而使得发热器件的温度不会超过最大正常工作温度，由此保证电子设备的正常运行。

在具体实现中，散热材料可以采用纯金属或者合金来实现，熔点低于发热器件的最大正常工作温度。

以下对本申请在具体实现中的应用进行举例说明：

由于结构和尺寸限制，不能一味的增加散热器的体积来对元器件进行散热，尤其是由于瞬时大负载和峰值热功耗带来温度突变的元器件，例如，大体积的散热器对低温状态的元器件进行散热，会造成浪费，但是瞬时峰值热功耗和温度突变会造成风扇转速突变和震荡，为此本申请提供一种中心熔解散热器来解决以上矛盾。

本申请中的中心熔解散热器，是在散热器腔体中填充低熔点金属或者合金等散热材料，参考图9中散热器结构，和普通实体散热器相比，中心熔解散热器可以在一段时间内，在不升高温度的情况下吸收大量的热来保证元器件的温度低于最大正常工作温度。

参考图5中曲线，当中心熔解散热器收到元器件加热时，中心的散热材料温度逐渐上升至熔点，之后即便继续受热时，它的温度也不会发生变化，而散热器吸收的热量将散热材料从固态融化成液态，温度不会增加直到散热材料完全熔化，熔化过程中吸收的任亮为熔解潜热。

中心熔解散热器的优势在于使得元器件的温度上升曲线变得平缓，不会因为元器件的峰值热功耗而极速温度上升甚至高于其最大正常工作温度。例如，元器件的最大正常工作温度为100度，本申请中炫动一个中心的散热材料熔点为90度的散热器时，它可以抵抗热功耗峰值冲击，直到中心的散热材料完全熔化，否则散热器的温度不会超过90度。

对于具有高瞬时功耗的元器件，一个中心熔解散热器可以比普通实体散热器尺寸更小。散热器中心散热材料通过熔化过程吸收峰值热功耗，之后在低热耗的时间内通过散热片将热量释放在空气中，使散热器中心再次变成固体。实体散热器必须设计中大尺寸，以应对峰值热功耗。

由此，对于具有高瞬时功耗的元器件，中心熔解散热器可以减小散热器尺寸，满足某些系统结构和系统设计要求；另外，中心熔解散热器可以增大散热器热容，有效抵抗元器件峰值热功耗和温度突变，使器件温度曲线变平缓，减少风扇转速突变和噪声波动。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

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申请。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申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请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 (7)

1.一种散热器，包括：

腔体，所述腔体为中空结构，设置在电子设备的发热器件上，所述腔体中填充有固态的散热材料，所述散热材料具有熔点，所述熔点小于所述发热器件的最大正常工作温度，其中：

在所述发热器件的温度达到所述熔点时所述散热材料开始由固态转换成液态，在所述散热材料由固态转换成液态的过程中吸热，以对所述发热器件散热。

2.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，还包括：

散热片，分别与所述发热器件和所述腔体相连接，用于对所述发热器件和/或所述腔体中的散热材料进行散热。

3.根据权利要求1或2所述的散热器，其特征在于，所述散热材料包括：纯金属或合金。

4.根据权利要求1或2所述的散热器，其特征在于，所述腔体包括：

腔体本体，所述腔体本体为板状结构；

多个垂直于所述腔体本体的分支，所述分支均处于所述腔体本体的同一侧。

5.根据权利要求4所述的散热器，其特征在于，所述分支为板状结构。

6.根据权利要求4所述的散热器，其特征在于，所述分支为柱状结构。

7.一种电子设备，包括发热器件及如权利要求1～6中任一项所述的散热器。