CN203773450U - 笔记本电脑散热扩展坞 - Google Patents

Abstract

一种笔记本电脑散热扩展坞，通过热管阵列与笔记本电脑内小型热管进行直接热连接，它包括风扇控制电路接口，风扇控制电路，热输入接口，热管阵列和风扇阵列，风扇控制电路接口的输出端与风扇控制电路的输入端连接，风扇控制电路的输出端与风扇阵列的一个输入端连接，热输入接口的输出端与热管阵列的输入端连接，热管阵列的输出端与风扇阵列的另一个输入端连接，风扇控制电路通过风扇控制电路接口接收笔记本电脑内温度传感器提供的处理器温度信息，控制风扇阵列的转速，热管阵列通过热输入接口与笔记本电脑内的小型热管相连，接收其热量并传导至风扇阵列进行散热，本实用新型增强了笔记本电脑的散热功能，间接提升了移动处理器的计算能力。

Description

笔记本电脑散热扩展坞

技术领域

本实用新型涉及一种笔记本电脑散热扩展坞，特别是一种通过热管阵列与笔记本电脑内小型热管进行直接热连接的笔记本电脑散热扩展坞。 

背景技术

笔记本电脑的移动处理器通常具备在多种频率下工作的功能：当使用电池时，移动处理器工作在最低频率(通常为800MHz)以节约电能；当使用外接电源适配器时，移动处理器工作在正常频率下；而当笔记本电脑处理计算密集型任务时，移动处理器又可以自动提高工作频率(Intel和AMD均有此类技术，Intel称之为Turbo Boost，睿频)以提高计算性能。睿频技术的工作原理请参考Intel相关技术文档，此处不详述。睿频时间长短主要受处理器红线温度的限制，当处理器长时间工作在睿频状态导致温度过高时，工作频率会自动降低以降温散热，导致睿频失败。 

目前笔记本电脑的发展出现两极分化的趋势。一方面出现了超级本等机身厚度超薄，电池续航力超长的轻便机型，例如美国苹果公司的Mac Book Air，机身厚度为3mm-17mm，电池续航力达到7小时(装备Intel Ivy Bridge处理器)或11小时(装备Intel Haswell处理器)，又例如中国联想公司的Thinkpad X1Carbon，机身厚度为8mm-18mm，电池续航力达到6小时(装备Intel Ivy Bridge处理器)，多装备有双核超低电压移动处理器(通常TDP为15瓦-17瓦)和处理器内集成显卡；另一方面出现了计算性能强大的移动工作站(Mobile Workstation)和游戏专用笔记本，特点是体积庞大，可以容纳大型散热器和多个散热风扇，因此往往装备有高性能的四核移动处理器(通常TDP为45瓦-55瓦，Intel Extreme Edition(至尊版)处理器TDP可以解锁至高达105瓦以上)和独立显卡，前者例如联想公司的Thinkpad W系列，美国惠普公司的Elitebook系列，美国戴尔公司的M系列，后者例如美国戴尔公司的Alienware系列。而轻便型笔 记本电脑受机身体积和重量的限制，无法采用大型散热器和多个风扇对高性能四核移动处理器全速工作时散发出的巨大热量进行控制。此外，即使是最高端的17-18寸移动工作站(Mobile Workstation)和游戏专用笔记本，其装备有Intel至尊版处理器的顶配机型仍然无法长时间压制至尊版处理器解锁TDP超频之后的热量。例如联想公司的Thinkpad W70117寸移动工作站，装备IntelI7920XM至尊版处理器，默认频率2.0GHz，单核睿频3.2GHz，四核睿频2.16GHz，标准TDP55瓦，Cinebench R11.5测试软件得分3.45；解锁TDP之后可以达到105瓦，单核睿频3.46GHz，四核睿频3.33GHz，理论上Cinebench R11.5测试软件得分应该达到5.5左右，性能提高50％。虽然Thinkpad W701的双风扇系统可以良好地将默认频率的I7920XM的温度控制在80度左右，但是无法控制解锁超频之后的I7920XM的温度，结果是满载处理器的温度会逐渐达到105度红线，导致移动处理器降频散热，性能大大降低。如果笔记本电脑可以装备足够大型的散热器和多个风扇，将满载处理器的温度控制在红线降频温度以下，就可以长时间睿频工作在高频高性能状态下，充分发挥性能。但是由于笔记本电脑体积有限，无法装备足够大型的散热器和多个风扇，只能装备小型散热器和1-2个风扇。 

因此本实用新型提出了一种笔记本电脑散热扩展坞，将足够大型的散热器和多个风扇置于笔记本电脑散热扩展坞中。笔记本电脑散热扩展坞中的的大型热管散热器与笔记本电脑中的移动处理器上原有的小型热管散热器通过专用接口直接相连，大大提高了导热效率。而目前市场上的笔记本散热器普遍针对笔记本电脑的外壳和出风口进行降温，散热效率极低。当笔记本电脑处于移动中，笔记本电脑内的小型散热器和风扇完全可以控制工作在较低频率下的移动处理器。当笔记本电脑与笔记本电脑散热扩展坞相连时，笔记本电脑散热扩展坞内的足够大型的散热器和多个风扇可以将满载处理器的温度控制在红线降频温度以下，处理器就可以长时间睿频工作在高频高性能状态下，充分发挥性能。同时笔记本电脑本身可以保持体积小巧和续航力强的优点。此外笔记本电脑散热扩展坞也可以与移动工作站或游戏专用笔记本相连，两者的散热系统可以联 合工作以控制高性能移动处理器，特别是Intel至尊版处理器，满载工作时的温度，充分发挥其睿频和超频的优势。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种笔记本电脑散热扩展坞，提供额外的散热能力，辅助控制笔记本电脑内移动处理器的工作温度，使移动处理器能够充分睿频或超频，发挥其性能。同时保持笔记本电脑体积小巧和续航力强的优点。 

为实现上述目的，本实用新型采用技术方案是：它包括风扇控制电路接口，风扇控制电路，热输入接口，热管阵列和风扇阵列，风扇控制电路接口的输出端与风扇控制电路的输入端连接，风扇控制电路的输出端与风扇阵列的一个输入端连接，热输入接口的输出端与热管阵列的输入端连接，热管阵列的输出端与风扇阵列的另一个输入端连接，风扇控制电路通过风扇控制电路接口接收笔记本电脑内温度传感器提供的处理器温度信息，控制风扇阵列的转速，热管阵列通过热输入接口与笔记本电脑内的小型热管相连，接收其热量并传导至风扇阵列进行散热。 

所述的风扇控制电路接口用于在笔记本电脑内温度传感器和笔记本电脑散热扩展坞的风扇控制电路之间建立电气连接，将笔记本电脑内温度传感器提供的处理器温度信息提供给笔记本电脑散热扩展坞的风扇控制电路； 

所述的风扇控制电路为数字PWM控制芯片，用于根据笔记本电脑内温度传感器提供的处理器温度信息对笔记本电脑散热扩展坞的风扇阵列的转速进行控制，由于市场上已有多种数字PWM控制芯片，此处工作原理不赘述； 

所述的热输入接口用于连接笔记本电脑内的小型热管和笔记本电脑散热扩展坞的热管阵列，双面涂有高导热率的导热硅脂或液态金属，双面分别与笔记本电脑内的小型热管和笔记本电脑散热扩展坞的热管阵列相紧密接触从而建立高效热连接； 

所述的热管阵列用于将从热输入接口导入的热量高效传导至风扇阵列，大横截面积短长度的热管阵列的导热效率远远优于笔记本电脑内的小横截面积较长的小型热管； 

所述的风扇阵列与热管阵列的一端相连，用于对热管传导至风扇阵列一端的热量进行强制对流散热，风扇阵列包含多个风扇，空气流量高于笔记本电脑内的小型风扇。 

本实用新型的工作原理是这样的：在使用时，笔记本电脑与笔记本电脑散热扩展坞紧密相连，包括电气连接和热连接。笔记本电脑内的温度传感器通过笔记本电脑散热扩展坞的风扇控制电路接口与笔记本电脑散热扩展坞的风扇控制电路相连，风扇控制电路根据笔记本电脑内温度传感器提供的处理器温度信息对笔记本电脑散热扩展坞的风扇阵列的转速进行控制；笔记本电脑内的小型热管通过笔记本电脑散热扩展坞的热输入接口与笔记本电脑散热扩展坞的热管阵列，热管阵列用于将从热输入接口导入的热量高效传导至风扇阵列，大横截面积短长度的热管阵列的导热效率远远优于笔记本电脑内的小横截面积较长的小型热管，风扇阵列对热管传导至风扇阵列一端的热量进行强制对流散热，这样大大增强了笔记本电脑散热能力，从而有效降低了笔记本电脑移动处理器的工作温度。当笔记本电脑使用电池供电进行移动计算时，笔记本电脑无需为额外的散热器和风扇提供空间，从而保持轻薄小巧的体积和较长的电池续航力。这里我们举例具体阐述，采用我们的实用新型，像美国苹果公司的Mac Book Air之类的超极本可以装备四核高性能移动处理器，在使用电池供电进行移动计算时，可以使移动处理器工作在最低频率，当超极本与笔记本电脑散热扩展坞相连后，可以利用笔记本电脑散热扩展坞强大的散热能力，使四核高性能移动处理器充分睿频，大大提高计算性能；像联想公司的Thinkpad W系列之类的移动工作站或美国戴尔公司的Alienware之类的游戏专用笔记本可以实现散热能力的外置，从而大大减少大型笔记本电脑的厚度和重量，与笔记本电脑散热扩展坞相连后，可以利用笔记本电脑散热扩展坞强大的散热能力，使四核高性能移动处理器充分睿频，大大提高计算性能。 

本实用新型由于采用了上述技术方案，具有如下优点： 

1、实现了笔记本电脑散热能力的外置，利于减轻笔记本电脑的体积和重量； 

2、增强了笔记本电脑散热能力，间接提高了笔记本电脑的计算性能。 

附图说明

图1为本实用新型的结构框图； 

图2为本实用新型的结构示意图； 

图3为本实用新型的工作示意图； 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：如图1-3所示，它包括风扇控制电路接口1，风扇控制电路2，热输入接口3，热管阵列4和风扇阵列5，风扇控制电路接口1的输出端与风扇控制电路2的输入端连接，风扇控制电路2的输出端与风扇阵列5的一个输入端连接，热输入接口3的输出端与热管阵列4的输入端连接，热管阵列4的输入端与风扇阵列5的另一个输入端连接，风扇控制电路2通过风扇控制电路接口1接收笔记本电脑内温度传感器提供的处理器温度信息，控制风扇阵列5的转速，热管阵列4通过热输入接口3与笔记本电脑内的小型热管相连，接收其热量并传导至风扇阵列5进行散热。 

所述的风扇控制电路接口1用于在笔记本电脑内温度传感器和笔记本电脑散热扩展坞的风扇控制电路2之间建立电气连接，将笔记本电脑内温度传感器提供的处理器温度信息提供给笔记本电脑散热扩展坞的风扇控制电路2； 

所述的风扇控制电路2为数字PWM控制芯片，用于根据笔记本电脑内温度传感器提供的处理器温度信息对笔记本电脑散热扩展坞的风扇阵列5的转速进行控制，由于市场上已有多种数字PWM控制芯片，此处工作原理不赘述； 

所述的热输入接口3用于连接笔记本电脑内的小型热管和笔记本电脑散热扩展坞的热管阵列，材料为纯铜，双面涂有高导热率的导热硅脂或液态金属，双面分别与笔记本电脑内的小型热管和笔记本电脑散热扩展坞的热管阵列4相紧密接触从而建立高效热连接； 

所述的热管阵列4用于将从热输入接口导入的热量高效传导至风扇阵列5，大横截面积短长度的热管阵列4的导热效率远远优于笔记本电脑内的小横截面积较长的小型热管； 

所述的风扇阵列5与热管阵列4的一端相连，用于对热管传导至风扇 阵列4一端的热量进行强制对流散热，风扇阵列5包含多个风扇，空气流量高于笔记本电脑内的小型风扇。 

本实用新型的工作原理是这样的：在使用时，笔记本电脑与笔记本电脑散热扩展坞紧密相连，包括电气连接和热连接。笔记本电脑内的温度传感器通过笔记本电脑散热扩展坞的风扇控制电路接口与笔记本电脑散热扩展坞的风扇控制电路相连，风扇控制电路根据笔记本电脑内温度传感器提供的处理器温度信息对笔记本电脑散热扩展坞的风扇阵列的转速进行控制；笔记本电脑内的小型热管通过笔记本电脑散热扩展坞的热输入接口与笔记本电脑散热扩展坞的热管阵列，热管阵列用于将从热输入接口导入的热量高效传导至风扇阵列，大横截面积短长度的热管阵列的导热效率远远优于笔记本电脑内的小横截面积较长的小型热管，风扇阵列对热管传导至风扇阵列一端的热量进行强制对流散热，这样大大增强了笔记本电脑散热能力，从而有效降低了笔记本电脑移动处理器的工作温度。当笔记本电脑使用电池供电进行移动计算时，笔记本电脑无需为额外的散热器和风扇提供空间，从而保持轻薄小巧的体积和较长的电池续航力。这里我们举例具体阐述，采用我们的实用新型，像美国苹果公司的Mac Book Air之类的超极本可以装备四核高性能移动处理器，在使用电池供电进行移动计算时，可以使移动处理器工作在最低频率，当超极本与笔记本电脑散热扩展坞相连后，可以利用笔记本电脑散热扩展坞强大的散热能力，使四核高性能移动处理器充分睿频，大大提高计算性能；像联想公司的Thinkpad W系列之类的移动工作站或美国戴尔公司的Alienware之类的游戏专用笔记本可以实现散热能力的外置，从而大大减少大型笔记本电脑的厚度和重量，与笔记本电脑散热扩展坞相连后，可以利用笔记本电脑散热扩展坞强大的散热能力，使四核高性能移动处理器充分睿频，大大提高计算性能。 

本实用新型所述的风扇控制电路为数字PWM控制芯片，已属于现有技术，故本实用新型再此不再累述。。 

本实用新型所述的热管阵列为常温热管，工作温度为(0-250)℃。 

本实用新型所述的热管阵列的材料为铜、铜合金、铝或铝合金。 

本实用新型所述的风扇阵列为涡流风扇。 

本实用新型所述的风扇阵列的排风方向与风扇的旋转轴夹角为80度 -100度。 

本实用新型所述的热输入接口的材料为铜、铜合金、铝或铝合金。 

本实用新型所述的热输入接口的双面涂有高导热率的导热硅脂或液态金属。 

本实用新型所述的热输入接口与笔记本电脑内的小型热管之间采用金属夹具固定。 

本实用新型所述的热输入接口与笔记本电脑散热扩展坞的热管阵列之间采用金属夹具固定。 

Claims (10)

1.一种笔记本电脑散热扩展坞，其特征在于：它包括风扇控制电路接口，风扇控制电路，热输入接口，热管阵列和风扇阵列，风扇控制电路接口的输出端与风扇控制电路的输入端连接，风扇控制电路的输出端与风扇阵列的一个输入端连接，热输入接口的输出端与热管阵列的输入端连接，热管阵列的输出端与风扇阵列的另一个输入端连接，风扇控制电路通过风扇控制电路接口接收笔记本电脑内温度传感器提供的处理器温度信息，控制风扇阵列的转速，热管阵列通过热输入接口与笔记本电脑内的小型热管相连，接收其热量并传导至风扇阵列进行散热； 

所述的风扇控制电路接口用于在笔记本电脑内温度传感器和笔记本电脑散热扩展坞的风扇控制电路之间建立电气连接，将笔记本电脑内温度传感器提供的处理器温度信息提供给笔记本电脑散热扩展坞的风扇控制电路； 

所述的风扇控制电路为数字PWM控制芯片，用于根据笔记本电脑内温度传感器提供的处理器温度信息对笔记本电脑散热扩展坞的风扇阵列的转速进行控制； 

所述的热输入接口用于连接笔记本电脑内的小型热管和笔记本电脑散热扩展坞的热管阵列，双面分别与笔记本电脑内的小型热管和笔记本电脑散热扩展坞的热管阵列相紧密接触从而建立高效热连接； 

所述的热管阵列用于将从热输入接口导入的热量高效传导至风扇阵列，大横截面积短长度的热管阵列的导热效率远远优于笔记本电脑内的小横截面积较长的小型热管； 

所述的风扇阵列与热管阵列的一端相连，用于对热管传导至风扇阵列一端的热量进行强制对流散热，风扇阵列包含多个风扇，空气流量高于笔记本电脑内的小型风扇。 

2.如权利要求1所述的一种笔记本电脑散热扩展坞，其特征在于：所述的风扇控制电路为数字脉冲宽度调制电路。 

3.如权利要求1所述的一种笔记本电脑散热扩展坞，其特征在：所述的热管阵列为常温热管，工作温度为0-250摄氏度。 

4.如权利要求1所述的一种笔记本电脑散热扩展坞，其特征在：所述的热管阵列的材料为铜、铜合金、铝或铝合金。 

5.如权利要求1所述的一种笔记本电脑散热扩展坞，其特征在：所述的风扇阵列为涡流风扇。 

6.如权利要求1所述的一种笔记本电脑散热扩展坞，其特征在：所述的风扇阵列的排风方向与风扇的旋转轴夹角为80度-100度。 

7.如权利要求1所述的一种笔记本电脑散热扩展坞，其特征在：所述的热输入接口的材料为铜、铜合金、铝或铝合金。 

8.如权利要求1所述的一种笔记本电脑散热扩展坞，其特征在：所述的热输入接口的双面涂有高导热率的导热硅脂或液态金属。 

9.如权利要求1所述的一种笔记本电脑散热扩展坞，其特征在：所述的热输入接口与笔记本电脑内的小型热管之间采用金属夹具固定。 

10.如权利要求1所述的一种笔记本电脑散热扩展坞，其特征在：所述的热输入接口与笔记本电脑散热扩展坞的热管阵列之间采用金属夹具固定。