CN111913550A - 一种可插拔的散热系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子产品散热技术领域，具体涉及一种可插拔的散热系统，包括吸热散热件以及将所述吸热散热件固定于待散热区的支架，所述吸热散热件包括具有单向热传导功能的热管和设置于热管上且具有吸热散热特性的囊状结构，所述热管用于将待散热区和支架上的热量进行吸收；所述囊状结构由具有高导热率材料制成且可与所述热管形成可拆卸式结构的外壳，以及设于所述外壳内的吸热材料构成，用于将热管所吸收的待散热区和支架上的热量进行吸收并散发；本发明新增了可以插拔的囊状结构和热管的散热支路，一方面提高了散热系统的可扩展性，同时降低了散热系统的富裕设计，不仅降低了成本，同时通过安装便携式吸热囊扩展了产品的使用范围。
Description
技术领域
本发明涉及电子产品散热技术领域，具体涉及一种可插拔的散热系统。
背景技术
目前随机集成化的提高，对于笔记本电脑这类电子产品的热流密度越来越大，为了保证产品在更多的使用场景内不发生因为过热而引起的产品问题及安全隐患，通常有两种做法，一种是为了保证产品的可靠性，对产品的散热系统进行富裕设计，该方法虽然能够使产品适应场景更多，但不仅增加了产品成本，同时也增大了产品尺寸，牺牲了产品的便携性；另一种方法则是，牺牲产品的可靠性或者通过降低产品性能从而降低功耗，该方法虽然没有对散热系统进行富裕设计，但限制了用户的使用场景。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种可插拔的散热系统，具有蒸发表面积大、加湿效率高，耗电量小，安全可靠的特点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种可插拔的散热系统，包括待散热区、导热管以及风扇，导热管的一端与所述待散热区接触，另一端连接风扇，还包括吸热散热件以及将所述吸热散热件固定于待散热区的支架，所述吸热散热件包括具有单向热传导功能的热管和设置于热管上且具有吸热散热特性的囊状结构，所述热管用于将待散热区和支架上的热量进行吸收；
所述囊状结构由具有高导热率材料制成且可与所述热管形成可拆卸式结构的外壳，以及设于所述外壳内的吸热材料构成，用于将热管所吸收的待散热区和支架上的热量进行吸收并散发；
所述待散热区包括电子元件所在区域、电子元件表面区域的任一种区域。
优选的，所述热管采用热二极管。
优选的，所述囊状结构设有指示器，用于监测吸热材料的实时吸热状态。
优选的，所述外壳上设有透明视窗结构，所述指示器设于透明视窗结构处。
优选的，所述吸热材料为相变材料属性。
优选的，所述指示器为温度变色纸。
优选的，所述囊状结构与热管之间连接处均匀涂抹导热硅脂，用以降低接触热阻。
优选的，所述外壳与热管之间形成的可拆卸式结构为磁吸结构。
优选的，所述外壳与热管之间形成的可拆卸式结构为机械连接结构，所述机械连接结构包括热管上的卡槽以及外壳上的卡块，所述卡块可滑动嵌入或移出所述卡槽。
优选的，所述高导热率材料为金属材料。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
本发明在传统散热方案的基础上，新增了可以插拔的囊状结构和热管的散热支路，通过该方案可以在原散热方案的基础上实现扩展；当发热量较小时，通过传统散热支路散热即可，当热量较大时，可通过外接吸热囊进行辅助散热，用户还可根据使用场景的不同，选择不同相变温度的及不同大小的吸热囊状结构，一方面提高了散热系统的可扩展性，同时降低了散热系统的富裕设计，不仅降低了成本，同时通过安装便携式吸热囊扩展了产品的使用范围。
附图说明
图1为传统支路散热系统结构示意图；
图2为本发明整体结构示意图；
图3为本发明局部结构示意图；
图4为本发明一个实施例中可拆卸式结构示意图；
图5为图4中局部结构示意图。
附图标记：
1、导热管；2、热管；201、卡槽；202、蒸发段；203、冷凝段；3、囊状结构；31、卡块；4、风扇；5、待散热区；6、支架。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
参考图1，在现有的散热系统中，包括待散热区5、导热管1以及风扇4，导热管1的一端与所述待散热区5接触，另一端连接风扇4。利用导热管将待散热区5的热量进行吸收并搭配风扇进一步将热量排放至周围环境中去，从而实现散热元件的散热。
虽然一定程度上可以实现有效的散热，但是考虑用户更多高功耗或者恶劣的使用场景（如3D渲染、运行大型游戏或者在炎热的户外使用），需要将散热系统设计很大，一方面增加了产品成本，另一方面不具有可扩展性，也即当环境一旦超过设计范围，产品可靠性便无法保证。
参考图2-5，本发明的设计方案：
一种可插拔的散热系统，相对于现有散热系统，其包括吸热散热件以及将所述吸热散热件固定于待散热区5的支架6，所述吸热散热件包括具有单向热传导功能的热管2和设置于热管2上且具有吸热散热特性的囊状结构3，所述热管2用于将待散热区5和支架6上的热量进行吸收；
所述待散热区5包括电子元件所在区域、电子元件表面区域的任一种区域。
其中，一个实施例中，热管2采用热二极管，利用热二极管只允许热流向一个方向流动，而不允许向相反的方向流动的特性。热管2由蒸发段202和冷凝段203及蒸发段和冷凝段中间的绝热段构成，当蒸发段温度高时，热管（2）能够将热量高效的传导至冷凝段；当冷凝段温度高时，热二级管热管能够阻止热量高效的传递给蒸发段，避免反向加热蒸发段的发热电子元件。
在上述过程中，热二极管的蒸发段202与待散热区5紧密贴合，降低热阻，可均匀涂抹导热硅脂。以下内容以待散热区5为电子元件为例。
热管2是通过支架6进行固定。其支架6上应设有固定热管的固定结构，以及与电路板体相固定的固定结构，上述的固定结构可采用常见的螺丝、卡扣等固定方式。
所述囊状结构3由具有高导热率材料制成且可与所述热管2形成可拆卸式结构的外壳，以及设于所述外壳内的吸热材料构成，用于将热管2所吸收的待散热区5和支架6上的热量进行吸收并散发；
在本实施例中，外壳所使用的高导热率材料由具备高导热率的金属材料组成，例如：银、钛金、铜等等。而设置在外壳内的吸热材料采用相变材料，例如，氟化物、硝酸盐等高温熔融盐形成的固-液相变材料，也可以采用其合适的相变材料，在此不做赘述。
进一步的，壳体与热管2的冷凝段203之间需紧密贴合的，例如，可采用磁吸结构或机械连接结构等方式进行连接。所述囊状结构3与热管2的冷凝段203之间连接处均匀涂抹导热硅脂，用以降低接触热阻。
磁吸结构，仅仅作为示例而言，但并不限于该示例，可在冷凝段203上开设一个槽口结构，在该槽口内设置磁块，由于壳体是金属材质，故而可直接与该磁块形成磁吸结构。可以显而易见的是，也可在壳体上设置磁块，与热管2的冷凝段203形成磁吸，磁块异性相吸。
机械连接结构，仅仅作为示例而言，但并不限于该示例，如图4、图5所示，设于热管2上的卡槽201以及外壳上的卡块31，所述卡块31可滑动嵌入或移出所述卡槽201。
在一个实施例中，卡槽201截面为“T”型，卡块31的截面为与卡槽201截面相配合的“T”型结构。
上述的方案中，囊状结构3与热管2形成了可插拔式的连接。也可采用类似或雷同的方案形成其他可拆卸式连接结构。其目的在于，可实现具备吸热和散热的囊状结构3的可更换/替换，以便于根据应用场合及电子元件的最高使用温度的不同可选取相变温度不同的相变材料和壳体共同构成的囊状结构3。进一步的是，当相变材料完全发生相变时，可将囊状结构3通过上述的可插拔式的结构来进行更换/替换。
为了使得及时更换/替换含有相变材料囊状结构3，需要对囊状结构3中的相变材料相变状态进行监测。
故而，在囊状结构3的外壳上设有透明视窗结构，在透明视窗结构处设置指示器。例如，温度变色纸，但不限于温度变色纸。当温度变色纸颜色对应的温度明显超过相变材料相变温度时可以判定为已全部发生相变。该过程可通过透明视窗结构进行观察。
需要说明的是，在某些实施例中，壳体可采用导热硅片或其他高导热率材料，均落入本发明的保护范围。在本发明的散热系统中，热管2设有但不限于一个，囊状结构3设有但不限于一个。
本发明整体的工作原理在于：当电子元件发热量不大时，大部分热量通过传统支路散热系统散发环境中；少部分热量在热管2的作用下从蒸发段202高效的传递至冷凝段203，进一步传递给囊状结构3；当电子元件进一步发热，一部分热量仍通过传统散热支路散热至环境中；另一部分热量在热管2的高导热率作用下，使得囊状结构3内相变材料发生相变，吸收大量的热量；当电子元件发热量降低时导致其温度低于相变温度后，由于热管2具有热传导单向向性，囊状结构3内的热量通过具有高导热率材料制成的外壳，在自然对流的作用下散发至空气中；当指示器显示囊状结构3内的相变材料全部发生相变后，可将囊状结构3取下并进行更换，已经相变完全的囊状结构3可置于空气中或者通过其它冷却装置进行冷却。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种可插拔的散热系统，包括待散热区（5）、导热管（1）以及风扇（4），导热管（1）的一端与所述待散热区（5）接触，另一端连接风扇（4），其特征在于，还包括吸热散热件以及将所述吸热散热件固定于待散热区（5）的支架（6），所述吸热散热件包括具有单向热传导功能的热管（2）和设置于热管（2）上且具有吸热散热特性的囊状结构（3），所述热管（2）用于将待散热区（5）和支架（6）上的热量进行吸收；
所述囊状结构（3）由具有高导热率材料制成且可与所述热管（2）形成可拆卸式结构的外壳，以及设于所述外壳内的吸热材料构成，用于将热管（2）所吸收的待散热区（5）和支架（6）上的热量进行吸收并散发；
所述待散热区（5）包括电子元件所在区域、电子元件表面区域的任一种区域。
2.根据权利要求1所述的一种可插拔的散热系统，其特征在于，所述热管（2）采用热二极管。
3.根据权利要求1所述的一种可插拔的散热系统，其特征在于，所述囊状结构（3）设有指示器，用于监测吸热材料的实时吸热状态。
4.根据权利要求3所述的一种可插拔的散热系统，其特征在于，所述外壳上设有透明视窗结构，所述指示器设于透明视窗结构处。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种可插拔的散热系统，其特征在于，所述吸热材料为相变材料属性。
6.根据权利要求3或4所述的一种可插拔的散热系统，其特征在于，所述指示器为温度变色纸。
7.根据权利要求1所述的一种可插拔的散热系统，其特征在于，所述囊状结构（3）与热管（2）之间连接处均匀涂抹导热硅脂，用以降低接触热阻。
8.根据权利要求1所述的一种可插拔的散热系统，其特征在于，所述外壳与热管（2）之间形成的可拆卸式结构为磁吸结构。
9.根据权利要求1所述的一种可插拔的散热系统，其特征在于，所述外壳与热管（2）之间形成的可拆卸式结构为机械连接结构，所述机械连接结构包括热管（2）上的卡槽（201）以及外壳上的卡块（31），所述卡块（31）可滑动嵌入或移出所述卡槽（201）。
10.根据权利要求1所述的一种可插拔的散热系统，其特征在于，所述高导热率材料为金属材料。
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|---|---|---|---|---|
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| TWI793891B (zh) * | 2021-12-03 | 2023-02-21 | 和碩聯合科技股份有限公司 | 熱傳導模組與電子裝置 |
| TWI825429B (zh) * | 2021-06-11 | 2023-12-11 | 宏碁股份有限公司 | 散熱結構及電子裝置 |
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