CN112864111B - 一种用于智能终端的散热结构及智能终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于智能终端的散热结构及智能终端，散热结构包括：发热件；导热件，与导热件接触导热；半导体制冷模块，冷端与导热件接触导热；第一散热件，与半导体制冷模块接触导热；隔板，发热件、半导体制冷模块和第一散热件设于隔板与导热件间；支撑板，以支撑隔板；风扇组件，可拆卸地安装在智能终端上；隔板上开设有进风口，隔板或支撑板上开设有出风口，进风口位于风扇组件的出风端处，出风口位于远离进风口处，以形成自风扇组件的进风端、风扇组件的出风端、进风口、第一散热件或半导体制冷模块至出风口的散热路径。采用上述技术方案后，可提高散热效果，大幅度降低智能终端内部的温度。

Description

一种用于智能终端的散热结构及智能终端

技术领域

本发明涉及电子设备领域，尤其涉及一种用于智能终端的散热结构及智能终端。

背景技术

近几十年来，大规模集成电路的出现推动了智能终端行业的繁荣和发展。智能终端长时间运行高负荷的游戏或其它应用时，其温度会越来越高，发热器件(PU或充电芯片)散热不佳，就会出现降频卡顿现象，导致游戏或其它应用无法流畅运行，甚至导致智能终端死机，严重影响用户的使用体验。

现有的智能终端散热方案主要是通过热管和热板来实现，或是通过在智能终端内部增加风扇来进行散热。但是随着智能终端软件尤其是游戏软件的升级、屏幕刷新率的提升、5G网络的使用等情况的增加，智能终端对于散热要求也越来越高。针对这种更高的散热要求，需要散热性能更强以及更加精细的散热管理，来满足更高的散热需求。

因此，需要一种新型的用于智能终端的散热结构，可提升散热效果。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种用于智能终端的散热结构及智能终端，可提高散热效果，大幅度降低智能终端内部的温度。

本发明公开了一种用于智能终端的散热结构，散热结构包括：

发热件，安装于智能终端内，产生热量；

导热件，提供承托发热件的导热面，使得发热件安装于导热面上，并与导热件接触导热；

半导体制冷模块，安装于导热面上，半导体制冷模块的冷端与导热件接触导热；

第一散热件，安装于半导体制冷模块的热端上，并与半导体制冷模块接触导热；

隔板，相对于导热件而设，且发热件、半导体制冷模块和第一散热件设于隔板与导热件间；

支撑板，设于隔板与导热件间，以支撑隔板；

风扇组件，可拆卸地安装在智能终端上，且风扇组件工作时，形成位于风扇组件两侧的进风端和出风端；

隔板上开设有至少一个进风口，隔板或支撑板上开设有至少一个出风口，进风口位于风扇组件的出风端处，出风口位于远离进风口处，进风口和出风口与风扇组件、第一散热件或半导体制冷模块连通，以形成自风扇组件的进风端、风扇组件的出风端、进风口、第一散热件或半导体制冷模块至出风口的散热路径。

优选地，导热件沿隔板的长度方向而设，使得发热件、半导体制冷模块、第一散热件并列排布于导热件的导热面；

散热结构还包括：

支架，设于发热件远离于导热件的一侧，以形成一支撑端面，风扇组件安装于支撑端面上。

优选地，支架相对于第一散热件的端面呈斜坡状；

风扇组件包括组件壳体，组件壳体包覆一风扇，且组件壳体与隔板相接，相对于斜坡状端面具有一斜坡表面；

斜坡表面及斜坡状端面间形成一空气通道，空气通道连通风扇组件及第一散热件。

优选地，支架面向风扇组件还具有一安装端面，安装端面呈凹陷状以承托风扇组件。

优选地，进风口为一个；

出风口为多个，包括至少一个开设于隔板上的出风口及至少一个开设于支撑板上的出风口，其中，开设于隔板上的出风口呈矩形而开设于支撑板上的出风口呈条状。

优选地，进风口和出风口呈喇叭状；

进风口的径向宽度沿进风口的外侧至内侧的方向逐渐减小；

出风口的径向宽度沿出风口的内侧至外侧的方向逐渐减小。

本发明还公开了一种智能终端，包括如上所述的散热结构。

优选地，智能终端还包括供电模块，与风扇组件及半导体制冷模块电连接；

供电模块包括供电接口，与外部电源连接后接收电能，并向风扇组件和半导体制冷模块供能。

采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.通过对模拟整机环境的模型仿真和实测发现，在常规的整机工作状态下(整机温度42摄氏度，环境温度25摄氏度)，可以对智能终端整机制冷10摄氏度左右，可非常有效地降低整机内部的温度；

2.充分利用智能终端内部空间，基本保持智能终端的厚度，在不需要强力散热的情况下，可将风扇作为模组化拆卸，更进一步地节省空间；

3.不利用智能终端原有的电能支持半导体制冷模块和风扇组件的工作，提高智能终端的续航能力。

附图说明

图1为符合本发明一优选实施例中散热结构的截面图。

附图标记：

1-发热件、2-导热件、3-半导体制冷模块、4-第一散热件、5-隔板、6-风扇组件、7-进风口、8-出风口、9-支架、10-组件壳体、11-智能终端。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“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，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。

参阅图1，示出了本发明一优选实施例中用于智能终端11的散热结构的结构示意图，在该实施例中，散热结构用于将智能终端11内部产生的热量排出，其具体包括：

-发热件1

发热件1为智能终端11内主要用于处理信息、生成指令的器件，例如CPU、GPU等，在智能终端11使用过程中，当运行大型的游戏软件、处理大量数据、显示精细画面时，由于处于高速工作状态，因此上述器件将产生大量热量，一旦热量积压在智能终端11内，将使得器件因长时间处于高温状态而减少使用寿命，另一方面，过热的智能终端11将使得用户握持时体验不佳，因此，降温需求始终是智能终端11的硬需求。在本实施例中，发热件1可先固定在一主板上，而后对其散热。

-导热件2

为将发热件1生成的热量尽快排出，散热结构还包括导热件2，导热件2具有一导热面，导热面面向发热件1，并与发热件1接触导热，使得发热件1产生的热量经接触传导至导热件2上。为提高发热件1与导热件2间的热传导效率，发热件1与导热件2间可采用散热胶(例如导热硅脂)粘合。

-半导体制冷模块3

热量传导至导热件2后，由于导热件2具有一定的吸热限制，若不及时将导热件2的热量排出，其对发热件1的吸热效果将减少。因此，为对导热件2散热，散热结构内还包括有半导体制冷模块3，安装在导热件2的导热面上，并与导热件2接触导热。半导体制冷模块3例如TEC(热电半导体制冷器件)，具有冷端及热端，工作时，冷端将极速降温，因此，对于温度较高的导热件22而言，其上的热量将快速地传导至半导体制冷模块3处，并继而传导至半导体制冷模块3的热端。采用半导体制冷模块3进行散热，可通过对半导体制冷模块3的工作状态、工作电流进行散热效果和散热时长的精细控制。

-第一散热件4

具有上述配置，热量已自发热件1传导至半导体制冷模块3的热端。继而，第一散热件4安装在半导体制冷模块3的热端上，并与该热端接触导热，从而将热量进一步传导至第一散热件4上。第一散热件4可以是散热鳍片，通过多条散热片的设置而提高散热效果。

-隔板5

在导热件2，例如导热板的相对侧，设有一隔板5，发热件1、半导体制冷模块3、第一散热件4设于隔板5与导热件2间，使得发热件1、半导体制冷模块3、第一散热件4与智能终端11内部的其他器件分隔，发热件1产生的热量将不会影响到其他器件。该隔板5的设置，不用作导热功能，因此隔板5与发热件1、半导体制冷模块3、第一散热件4分隔，之间形成空气层。

-支撑板

在隔板5与导热板间，还设有支撑板，以将隔板5支撑在导热板上。该支撑板可由智能终端11内部的支架9形成，并可与智能终端11的壳体一体成型。

-风扇组件6

具有第一散热件4后，传导而出的热量将围绕在第一散热件4上，若不及时将热量排出智能终端11外，智能终端11内部仍将处于高温环境，对于发热件1的降温效果并不佳。因此，散热结构还包括风扇组件6，风扇组件6以模块化的形式安置在智能终端11上，也即，当需要使用风扇组件6对智能终端11散热时，可将风扇组件6安装在智能终端11上，而不需要使用风扇组件6对智能终端11散热时，可将风扇组件6从智能终端11上拆下。在风扇组件6工作后，将具有进风端和出风端，可以理解的是，进风端为风扇吸取空气的一面，而出风端为风扇排出空气的一面。风扇组件6工作后，将智能终端11的外部空气吸入智能终端11内。

隔板5上开设有至少一个进风口7，隔板5或支撑板上开设有至少一个出风口8，进风口7与出风口8，与隔板5与发热件1、半导体制冷模块3、第一散热件4和风扇组件6间的空气层连通，则在风扇组件6工作后，出风端将吸取的空气送入智能终端11内，因此，推动空气层内的空气从出风口8排出。也就是说，便将隔板5外的空气从风扇组件6的进风端吸取入，空气在进风口7、第一散热件4或半导体制冷模块3至出风口8间流通，随着空气的流通，形成自风扇组件6、进风口7、第一散热件4或半导体制冷模块3至所述出风口89的散热路径，便将热量从该散热路径处排出于智能终端11。

通过上述配置，利用第一散热件4、半导体制冷模块3、风扇组件6的共同散热，极大程度上提高了智能终端11内的散热效率。

一优选实施例中，导热件2沿隔板5的长度方向而设，其长度可与隔板5相同，即沿整个智能终端11的宽度而设，从而发热件1、半导体制冷模块3、第一散热件4并列排布于导热件2的导热面，智能终端11的厂商无需设置额外的空间用于放置上述器件。且并列排布的方式和导热件2大面积的设置，提高散热效率的同时，将热量累积在限制的空间内，散热时可一并排出，进一步增强散热效果。且发热件1、半导体制冷模块3沿散热路径的起点至终点的方向而设，发热件1的热量将全部排出，不会导致热量维持在智能终端11内的情况。

进一步地，由于风扇组件6为模块化可拆卸设置，因此，散热结构还包括一支架9，其设置在发热件1远离于导热件2的一侧，靠近于发热件1的位置处挖空，以容纳发热件1，而远离于发热件1的端面为一支撑端面，风扇组件6安装于支撑端面上。

更进一步地，支架9相对于第一散热件4的端面呈斜坡状。风扇组件6包括组件壳体10，组件壳体10包覆一风扇，且组件壳体10与隔板5相接，相对于斜坡状端面具有一斜坡表面。斜坡状端面和斜坡表面的倾斜方向为，从智能终端11的外部向内部逐渐伸入倾斜，从而使得斜坡表面及斜坡状端面间形成一空气通道，空气通道连通风扇组件6及第一散热件4。可以理解的是，空气通道为供智能终端11内部空气流动的通道，经风扇组件6吸入的空气将先留至空气通道，因此，空气通道引导空气流至第一散热件4。此外，空气通道在斜坡状端面处的部分与进风口7连通，在未安装风扇组件6时，与空气也可从进风口7进入以沿斜坡状端面流动。

优选或可选地，支架9面向风扇组件6还具有一安装端面，安装端面呈凹陷状以承托风扇组件6。支架9在智能终端11内可用作为中框，而安装端面可配置为：凹陷状具有一导轨，风扇组件6的底部具有引导筋，引导筋插入导轨后，无需额外的连接元件便可将风扇组件6固定在智能终端11上。或更进一步优选地，支架9内部嵌有磁性元件，风扇组件6面向支架9的一侧内部同样设有磁性元件，两磁性元件互相吸引后，使得风扇组件6吸合在智能终端11上。

优选地或可选地，进风口7为一个，开设于隔板5上，并于风扇组件6的出风端连通。开设于隔板5上的进风口7呈矩形，以满足风扇组件6大功率工作状态下的空气流速要求。另一方面，出风口8为多个，包括至少一个开设于隔板5上的出风口8及至少一个开设于支撑板上的出风口8，出风口8的开口可配置为较小，以节省智能终端11内的空间占有。

更进一步地，进风口7和出风口8呈喇叭状；进风口7的径向宽度沿进风口7的外侧至内侧的方向逐渐减小；出风口8的径向宽度沿出风口8的内侧至外侧的方向逐渐减小。通过上述配置，由于宽度不同，使得空气自外部进入进风口7时，其流速将增大，而空气自出风口8排出时，其流速也将增大，通过增加空气流速以提高散热效果。

具有上述任意配置的实施例后，可将其应用至智能终端11内，并将散热结构内除风扇组件6外的部分包覆在智能终端11的壳体内。

由于半导体制冷模块3与风扇组件6工作时，具有一定的能耗，因此，在智能终端11还包括有供电模块，其不同于智能终端11内置的电池或驱动模块，而是专用于半导体制冷模块3与风扇组件6的驱动元件，与风扇组件6及半导体制冷模块3电连接。供电模块具有供电接口，可外接一外部电源，如充电头，向风扇组件6及半导体制冷模块3供电。使用时，利用供电模块与智能终端11的控制模块电连接，并对其配置为，在智能终端11或发热件1的温度达到阈值的时候启动风扇组件6及半导体制冷模块3进行制冷，配合外部供电的方式，在风扇组件6及半导体制冷模块3在工作的时候并不消耗电池的电能，可以降低对电池的续航的影响。

智能终端可以以各种形式来实施。例如，本发明中描述的终端可以包括诸如移动电话、智能电话、笔记本电脑、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、导航装置等等的智能终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。下面，假设终端是智能终端。然而，本领域技术人员将理解的是，除了特别用于移动目的的元件之外，根据本发明的实施方式的构造也能够应用于固定类型的终端。

应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种用于智能终端的散热结构，其特征在于，所述散热结构包括：

发热件，安装于所述智能终端内，产生热量；

导热件，提供承托所述发热件的导热面，使得所述发热件安装于所述导热面上，并与所述导热件接触导热；

半导体制冷模块，安装于所述导热面上，所述半导体制冷模块的冷端与所述导热件接触导热；

第一散热件，安装于所述半导体制冷模块的热端上，并与所述半导体制冷模块接触导热；

隔板，相对于所述导热件而设，且所述发热件、半导体制冷模块和第一散热件设于所述隔板与所述导热件间；

支撑板，设于所述隔板与所述导热件间，以支撑所述隔板；

风扇组件，可拆卸地安装在所述智能终端上，且所述风扇组件工作时，形成位于所述风扇组件两侧的进风端和出风端；

所述隔板上开设有至少一个进风口，所述隔板或所述支撑板上开设有至少一个出风口，所述进风口位于所述风扇组件的出风端处，所述出风口位于远离所述进风口处，所述进风口和出风口与所述风扇组件、第一散热件或半导体制冷模块连通，以形成自所述风扇组件的进风端、风扇组件的出风端、进风口、第一散热件或半导体制冷模块至所述出风口的散热路径；

所述导热件沿所述隔板的长度方向而设，使得所述发热件、半导体制冷模块、第一散热件并列排布于所述导热件的导热面；

所述支撑板由支架形成，支架设于所述发热件远离于所述导热件的一侧，以形成一支撑端面，所述风扇组件安装于所述支撑端面上。

2.如权利要求1所述的散热结构，其特征在于，

所述支架相对于所述第一散热件的端面呈斜坡状；

所述风扇组件包括组件壳体，所述组件壳体包覆一风扇，且所述组件壳体与所述隔板相接，相对于斜坡状端面具有一斜坡表面；

所述斜坡表面及所述斜坡状端面间形成一空气通道，所述空气通道连通风扇组件及第一散热件。

3.如权利要求1所述的散热结构，其特征在于，

所述支架面向所述风扇组件还具有一安装端面，所述安装端面呈凹陷状以承托所述风扇组件。

4.如权利要求1所述的散热结构，其特征在于，

所述进风口为一个；

所述出风口为多个，包括至少一个开设于所述隔板上的出风口及至少一个开设于支撑板上的出风口，其中，开设于所述隔板上的出风口呈矩形而开设于支撑板上的出风口呈条状。

5.如权利要求4所述的散热结构，其特征在于，

所述进风口和所述出风口呈喇叭状；

所述进风口的径向宽度沿所述进风口的外侧至内侧的方向逐渐减小；

所述出风口的径向宽度沿所述出风口的内侧至外侧的方向逐渐减小。

6.一种智能终端，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的散热结构。

7.如权利要求6所述的智能终端，其特征在于，所述智能终端还包括供电模块，与所述风扇组件及半导体制冷模块电连接；

所述供电模块包括供电接口，与外部电源连接后接收电能，并向所述风扇组件和半导体制冷模块供能。