CN112739145B - 电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电子设备，该电子设备包括：显示屏、壳体、发热元件以及散热风扇；其中，壳体与所述显示屏连接并与所述显示屏配合形成容置空间；发热元件和散热风扇均设于所述容置空间内，所述散热风扇的出风口和进风口设于所述散热风扇的不同侧面；所述出风口对应所述发热元件设置，所述进风口和所述出风口之间设有间隔板；所述散热风扇用于在所述容置空间内形成循环气流。本申请实施例提供的电子设备，通过设计散热风扇结构，可以实现电子设备的内循环散热，另外通过在散热风扇的进风口和出风口之间设计间隔板结构，可以保证气流在电子设备内部实现大范围的循环，进而提高散热效率。

Description

电子设备

技术领域

本发明涉及电子设备散热结构的技术领域，具体是涉及一种风冷结构的电子设备。

背景技术

终端电子消费类产品，譬如手机、平板电脑、可穿戴设备等，对轻薄、便携的要求愈发显现。在产品设计中，研发工程师也会在结构堆叠时考虑各部件对产品轻薄化的影响。随着5G的到来，个人终端电子产品的功耗成为首要解决的问题。常被用在基站、服务器等大型设备中的风扇作为被动散热的一种方式，由于其良好的散热效果与可靠性，也成为了个人终端电子产品中不可缺少的一部分。在常规设计中，一般需要设计特定风道结构且需要在电子设备外壳开设通风孔，这对电子设备的密封性能会造成一定的破坏。

发明内容

本申请实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

显示屏；

壳体，与所述显示屏连接并与所述显示屏配合形成容置空间；

发热元件，设于所述容置空间内；

散热风扇，设于所述容置空间内，所述散热风扇的出风口和进风口设于所述散热风扇的不同侧面；所述出风口对应所述发热元件设置，所述进风口和所述出风口之间设有间隔板；所述散热风扇用于在所述容置空间内形成循环气流。

本申请实施例提供的电子设备，通过设计散热风扇结构，可以实现电子设备的内循环散热，另外通过在散热风扇的进风口和出风口之间设计间隔板结构，可以保证气流在电子设备内部实现大范围的循环，进而提高散热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本申请电子设备一实施例的整体结构示意图；

图2是图1实施例中电子设备的拆分结构示意图；

图3是图2实施例中电子设备另一视角的局部结构示意图；

图4是图3中A处的局部放大示意图；

图5是图2实施例中电子设备又一视角的局部结构示意图；

图6是图5中B处的局部放大示意图；

图7是图1实施例中电子设备C-C处的剖视示意图；

图8a是本申请图1实施例中电子设备结构的气流流场示意图；

图8b是作为对比分析的只设置内循环风扇而不设置间隔板结构电子设备的气流流场示意图；

图8c是作为对比分析的不采用内循环风扇结构电子设备的气流流场示意图；

图9是本申请电子设备另一实施例的结构拆分示意图；

图10是图9实施例中电子设备D处的局部结构放大示意图；

图11是图9实施例中电子设备的结构剖面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本发明，但不对本发明的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本发明的部分实施例而非全部实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

作为在此使用的“电子设备”(或简称为“终端”)包括，但不限于被设置成经由有线线路连接(如经由公共交换电话网络(PSTN)、数字用户线路(DSL)、数字电缆、直接电缆连接，以及/或另一数据连接/网络)和/或经由(例如，针对蜂窝网络、无线局域网(WLAN)、诸如DVB-H网络的数字电视网络、卫星网络、AM-FM广播发送器，以及/或另一通信终端的)无线接口接收/发送通信信号的装置。被设置成通过无线接口通信的通信终端可以被称为“无线通信终端”、“无线终端”或“移动终端”。移动终端的示例包括，但不限于卫星或蜂窝电话；可以组合蜂窝无线电电话与数据处理、传真以及数据通信能力的个人通信系统(PCS)终端；可以包括无线电电话、寻呼机、因特网/内联网接入、Web浏览器、记事簿、日历以及/或全球定位系统(GPS)接收器的PDA；以及常规膝上型和/或掌上型接收器或包括无线电电话收发器的其它电子装置。手机即为配置有蜂窝通信模块的电子设备。

常规技术中，一般是在手机中框的相对侧面分别设置开孔，以分别用来进风与出风。流道通过热传导的方式将热从主板热源带离到流道上，风扇工作时产生内外压差，克服系统阻力带来空气流动，室温的空气由进风口进入流道，通过对流热从流道上带离，由出风口排出系统，达到系统降温的目的。常规技术中的风扇散热结构主要存在以下缺点。

1.产品外壳必须有开孔用来进出气流。

当前的手机产品往往对防水防尘有更高的要求，外壳开孔却是逆趋势，提升了防水防尘的难度。目前的解决方案是为风扇做独立流道，与手机内腔隔离，流道与手机电池盖之间使用塑胶垫做防水防尘。但这样的设计一来增加了手机的厚度，二来芯片的热量需要先传到至流道上才能被风扇带走，相较于风扇直接作用在芯片上，散热效率大打折扣。另外，风扇吹出的热风极大地影响用户体验，用户手指或异物也极易堵塞进出风口，造成散热措施失效。

2.流道设计较短，没办法充分利用手机自身的表面积来散热。

通常手机的表面积在10000mm2左右，功率4W工作时，利用手机外表面的热辐射与自然对流可以将手机表面温度控制在42℃左右。但流道的加入使匀热手段难以实施，无法充分利用手机的表面积进行散热，有可能反而导致整机温升偏高。

3.手机外观变化大，用户接受难度增加。

外观增加开孔，导致产品ID设计复杂化，通常的解决方案是将开孔与外观进行融合，但这样的设计难以保证美观。

鉴于以上问题的存在，本申请提供了一种电子设备的结构，请一并参阅图1和图2，图1是本申请电子设备一实施例的整体结构示意图，图2是图1实施例中电子设备的拆分结构示意图；需要说明的是，本申请中的电子设备可以包括手机、平板电脑、笔记本电脑、可穿戴设备等。该用于电子设备10包括但不限于以下结构：显示屏100、壳体200、发热元件300以及散热风扇400。需要说明的是，本申请实施例中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或组件。

具体而言，壳体200与所述显示屏100连接并与所述显示屏100配合形成容置空间1000，发热元件300以及散热风扇400均设于所述容置空间内1000。本实施例中壳体200的材质可以为金属或者塑料。从此不做具体限定。

请一并参阅图3至图6，图3是图2实施例中电子设备另一视角的局部结构示意图，图4是图3中A处的局部放大示意图；图5是图2实施例中电子设备又一视角的局部结构示意图，图6是图5中B处的局部放大示意图；在本实施例中，所述散热风扇400的出风口410和进风口420设于所述散热风扇400的不同侧面；所述出风口410对应所述发热元件300设置，所述进风口420和所述出风口410之间设有间隔板500；所述散热风扇400用于在所述容置空间1000内形成循环气流。间隔板500的材质可以是泡棉、塑胶、橡胶、金属、玻璃等的任意不通风材质。

可选地，请继续参阅图2和图3，本申请实施例中的发热元件300包括第一发热元件310以及第二发热元件320；所述散热风扇400与所述第一发热元件310连接，所述散热风扇400的出风口410对应所述第二发热元件320。需要说明的是，本申请实施例中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图7，图7是图1实施例中电子设备C-C处的剖视示意图。所述散热风扇400用于在所述第一发热元件310以及所述第二发热元件320与所述壳体200以及所述显示屏100之间的缝隙内形成循环气流。所述间隔板500设于所述第一发热元件310和所述第二发热元件320之间，所述间隔板500用于防止经所述出风口410流出的气流直接进入所述进风口420，以使气流可以在电子设备10内部依次流经所述第二发热元件320以及第一发热元件310，进而完成在电子设备内部的循环。可选地，在本实施例中，散热风扇400的进风口420朝向电子设备10的厚度方向(图中箭头Z方向)，出风口410的朝向与所述进风口420的朝向垂直。所述第一发热元件310和所述第二发热元件320沿所述电子设备的长度方向(图7中箭头X方向)上并排设置。

为了评估本申请实施例中设置间隔板的均温效果，采用气流流场仿真的方式，对比了三种结构方案的气流流场分析图，分别是：本申请实施例中的技术方案、只设置内循环风扇不加间隔板的方案以及不采用内循环风扇的技术方案，请一并参阅图8a-图8c，图8a是本申请图1实施例中电子设备结构的气流流场示意图；图8b是作为对比分析的只设置内循环风扇而不设置间隔板结构电子设备的气流流场示意图；图8c是作为对比分析的不采用内循环风扇结构电子设备的气流流场示意图。其中，图中(8a和8b)虚线圈出的区域表示为散热风扇的设置位置，从流场对比分析图中可以看出，本申请实施例中(图8a)的流场相对更加均匀，气流可以基本覆盖电子设备的整个内腔(气流可以近乎平直地分配在整个腔体的间隙中)；而图8b中的方案，由于没有设置间隔板结构，气流主要集中在散热风扇附近，即散热风扇出来的气流基本上是直接又回到了进风口，散热效果相对较差(散热风扇的出风口与进风口直接连通，气流仅分配在风扇的周围，基本起不到匀热的效果)。图8c中的方案，由于没有设置散热风扇结构，因此内部几乎不存在气流的移动，也即不存在流场。不加散热风扇则完全没有气流的存在，腔体的间隙不仅无法起到匀热的作用，反而是隔热层。需要说明的是，本申请实施例的图示中只示意性给出了包括一个散热风扇的结构，在一些其他实施例中，还可以设置多个散热风扇，此处亦不再赘述。

可选地，请继续参阅图2和图3，在本实施例的图示中，第一发热元件310为电子设备的主板，所述主板上设有芯片311；芯片311一般为电子设备的主要发热源；所述第二发热元件320为电子设备的电池。

本申请实施例通过散热风扇内循环的方式加强电子设备的均温性，使得原本难以被充分利用的中框与屏幕之间、电池与电池盖之间、电池与主板之间等空隙位置的静止空气层起到匀热效果。根据牛顿冷却方程q＝hA△T，传热量与面积正相关，故增强均温性后整机的传热量会显著提升。比如粗略的估计，当前的手机面积约24000mm2，通过内循环风扇的方式增强均温性后可利用的散热面积为20000mm2，未采用内循环风扇时的散热面积为10000mm2，相应的散热量采用内循环风扇后为未采用内循环风扇的二倍。当手机功耗相同时，采用内循环风扇使得手机温升为不采用内循环风扇的一半，极大地提升用户体验。本申请实施例中的结构(设置间隔板)可以显著降低电子设备不同区域之间温度差值，提升电子设备的均温性，进而增大散热面积，提高散热效率，降低电子设备的温度可达3-10℃。

另外，本申请实施例中的技术方案，对电子设备的整体外观结构没有任何破坏，无需外观开孔，完全满足当前电子设备追求的防尘防水要求。此外，无开孔的设计也不会使用户对风扇的存在有所感知，即具有低噪声的有点，相较于外观开孔的设计，本发明通过密闭的方式降低了风扇噪声对使用者的影响。

请一并参阅图9至图11，图9是本申请电子设备另一实施例的结构拆分示意图，图10是图9实施例中电子设备D处的局部结构放大示意图，图11是图9实施例中电子设备的结构剖面示意图。本实施例中的电子设备10同样是包括显示屏100、壳体200、发热元件300、散热风扇400以及间隔板500。

与前述实施例不同的是，本实施例中的发热元件300包括沿电子设备长度方向依次排列设置的第一发热元件310、第二发热元件320以及第三发热元件330；所述散热风扇400包括第一散热风扇401以及第二散热风扇402，所述第一散热风扇401与所述第一发热元件310连接，所述第一散热风扇401的出风口4011对应所述第二发热元件320设置；所述第二散热风扇402与所述第三发热元件330连接，所述第二散热风扇402的进风口4022对应所述第二发热元件320设置。所述间隔板500包括第一间隔板510以及第二间隔板520，所述第一间隔板510设于所述第一散热风扇401的进风口4012和出风口4011之间；所述第二间隔板520设于所述第二散热风扇402的进风口4022和出风口4021之间。

可选地，所述第一散热风扇401的进风口4012朝向电子设备的厚度方向(图中Z向)，出风口4011的朝向与所述进风口4012的朝向垂直；所述第二散热风扇402的进风口4022与所述第一散热风扇401的出风口4011相对设置，第二发热元件320设于所述第二散热风扇402的进风口4022与所述第一散热风扇401的出风口4011之间，所述第二散热风扇402的出风口4021朝向电子设备的厚度方向(图中Z向)。需要说明的是，本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

其中，本实施例中的第一发热元件310可以为电子设备10的主板，所述主板上设有芯片311；所述第二发热元件320为电子设备的电池；所述第三发热元件330为电子设备的辅电路板，辅电路板上同样可以设置芯片331或者其他发热热源。所述第一发热元件310和所述第三发热元件330设于所述第二发热元件320在电子设备长度方向(图中X方向)上的两端。

电子设备的壳体200提供结构强度支撑，同时为各器件提供预留位进行组装。具体的，壳体200可以通过如背胶的方式粘接电池(第二发热元件320)，通过如螺钉(图中未示)固定的方式组装主板(第一发热元件310)与辅电路板(第三发热元件330)。显示屏100可以通过如背胶或点胶的方式与壳体200的正面贴合固定。

本申请实施例中的电子设备结构，通过设置两个对流风扇的结构，使两个风扇的出风口与进风口相对设置，进而可以强化气流在电子设备内部的循环动力，气流带动热源的热量充分且均匀地分布在电子设备内腔中，可以进一步提高电子设备的散热效率。

以上所述仅为本发明的部分实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

显示屏；

壳体，与所述显示屏连接并与所述显示屏配合形成容置空间；

发热元件，设于所述容置空间内，所述发热元件包括第一发热元件以及第二发热元件；

散热风扇，设于所述容置空间内，所述散热风扇的出风口和进风口设于所述散热风扇的不同侧面，所述散热风扇与所述第一发热元件连接，所述散热风扇的出风口对应所述第二发热元件，所述散热风扇用于在所述第一发热元件以及所述第二发热元件与所述壳体以及所述显示屏之间的缝隙内形成循环气流；

所述进风口和所述出风口之间设有间隔板，所述间隔板设于所述第一发热元件和所述第二发热元件之间，所述间隔板用于防止经所述出风口流出的气流直接进入所述进风口。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，第一发热元件为电子设备的主板，所述主板上设有芯片；所述第二发热元件为电子设备的电池。

3.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述散热风扇的进风口朝向电子设备的厚度方向，出风口的朝向与所述进风口的朝向垂直。

4.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，所述第一发热元件和所述第二发热元件沿所述电子设备的长度方向上并排设置。

5.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述发热元件包括沿电子设备长度方向依次排列设置的第一发热元件、第二发热元件以及第三发热元件；所述散热风扇包括第一散热风扇以及第二散热风扇，所述第一散热风扇与所述第一发热元件连接，所述第一散热风扇的出风口对应所述第二发热元件设置；所述第二散热风扇与所述第三发热元件连接，所述第二散热风扇的进风口对应所述第二发热元件设置。

6.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述间隔板包括第一间隔板以及第二间隔板，所述第一间隔板设于所述第一散热风扇的进风口和出风口之间；所述第二间隔板设于所述第二散热风扇的进风口和出风口之间。

7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述第一散热风扇的进风口朝向电子设备的厚度方向，出风口的朝向与所述进风口的朝向垂直；所述第二散热风扇的进风口与所述第一散热风扇的出风口相对设置，所述第二散热风扇的出风口朝向电子设备的厚度方向。

8.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述第一发热元件为电子设备的主板，所述主板上设有芯片；所述第二发热元件为电子设备的电池；所述第三发热元件为电子设备的辅电路板，所述第一发热元件和所述第三发热元件设于所述第二发热元件在电子设备长度方向上的两端。

Images