筆記本電腦的功耗與發(fā)熱正隨著CPU和GPU性能的增強(qiáng)而變高。為維持系統(tǒng)穩(wěn)定的運(yùn)作,基于有限的散熱空間以及快速散熱的現(xiàn)實(shí)需求,筆記本電腦的散熱方案一般以組合的形式呈現(xiàn),散熱模組是當(dāng)代電子產(chǎn)品最主要的散熱方式。散熱模組(Thermal Module),是運(yùn)用于系統(tǒng)/裝置/設(shè)備等散熱用途的模組單元,早期專指筆記本電腦的散熱裝置,而后期被普及應(yīng)用至熱導(dǎo)管的PC電腦及投影機(jī)等設(shè)備的散熱裝置?;诠P記本電腦內(nèi)部空間結(jié)構(gòu),散熱方案通過將散熱片、熱管、風(fēng)扇等組件以恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)進(jìn)行組合,通過散熱組件的復(fù)合性,組件之間相互配合協(xié)助,提高電子產(chǎn)品導(dǎo)熱散熱的能力并保證散熱效果的穩(wěn)定性。
筆記本散熱模組的設(shè)備近年成為了各大廠商宣傳的重點(diǎn)之一,筆記本電腦的核心溫度取決于散熱模組,而散熱模組的散熱性能則取決于它的結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)主要包括散熱底座、熱管、散熱鰭片、散熱風(fēng)扇等物件。當(dāng)電腦CPU運(yùn)行時(shí),其運(yùn)行產(chǎn)生的熱量被傳遞至散熱板上,并通過熱管傳輸至散熱風(fēng)扇附近,利用散熱風(fēng)扇轉(zhuǎn)動所形成的空氣對流將熱量散發(fā)至機(jī)體外部。因?yàn)楣P記本電腦體積的限制性以及組件散熱邊際效應(yīng)的存在,一味增加散熱模組中各大組件的數(shù)量并不能無限放大散熱效果,因此,需要對自身發(fā)熱量以及散熱材料特性進(jìn)行全面了解,進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。
散熱鰭片,簡稱散熱片,是直接與CPU接觸的介質(zhì),直接吸收熱量。因?yàn)椴煌饘儆胁煌奶匦?,散熱鰭片的材質(zhì)對于散熱效果有不同影響。如,鋁制鰭片的成本低,散熱效果較好,而銅制鰭片導(dǎo)熱更快??紤]到鋁制鰭片需要達(dá)到一定規(guī)模體積且需要一定數(shù)量熱管才能完全發(fā)揮作用,在筆記本電腦中,銅制鰭片會更為合適。另外,散熱鰭片的表面積大小也會影響最終的散熱效果,表面積越大,散熱效果越好;表面積越小,散熱效果就越差。熱管,一種被廣泛應(yīng)用的傳熱元件,是熱傳遞效率最高的熱導(dǎo)體,通常由管殼、吸液芯和工質(zhì)組成,分為蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段三部分。熱管通過在全封閉管殼內(nèi)工質(zhì)的蒸發(fā)與冷凝來進(jìn)行熱量的傳遞,熱量傳遞效率高、速度快。
對熱管散熱效率有關(guān)的因素,是熱管的直徑、數(shù)量、長度、彎曲程度以及扁平程度。一般來說銅管越扁,熱對流越慢,導(dǎo)熱性能越差。2根熱管足以應(yīng)對大部分不超頻家用以及辦公電腦CPU滿負(fù)荷的發(fā)熱量,高端CPU則需要配備4~8根導(dǎo)熱銅管。
綜合而言,熱管從芯片到鰭片的距離越短、直徑越粗、彎折次數(shù)越少、彎折角度越小、數(shù)量越多,散熱性能越好。
散熱風(fēng)扇在散熱系統(tǒng)中屬于主動散熱的類型,筆記本電腦的散熱風(fēng)扇在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可以制造出強(qiáng)對流,將其他散熱組件傳輸出來的熱量通過空氣帶走。散熱風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速越高,風(fēng)量越大,目前筆記本電腦常用的風(fēng)扇類型有軸向型風(fēng)扇和輻射型風(fēng)扇(離心鼓風(fēng)機(jī))。
軸向型風(fēng)扇氣流方向筆記本散熱模組不同的組合以及設(shè)計(jì)都會對筆記本散熱效率造成影響,因此不能單純參考某一個(gè)參數(shù)對其散熱性能下結(jié)論。除這些重要的散熱組件外,筆記本電腦的散熱孔設(shè)計(jì)、機(jī)身金屬選擇等都是筆記本電腦散熱需要注意的相關(guān)問題。
散熱的最終效果除散熱方案的組合外,還需要考慮散熱部件的熱阻值。
熱阻原理以及原理圖熱阻值表示熱量在傳輸過程中受到的阻力,是用以評估散熱器性能的常用方法,散熱效能的檢測是散熱器產(chǎn)品研發(fā)、制造、品質(zhì)管理等環(huán)節(jié)中不可或缺的重要過程。
熱阻值表示熱量在傳輸過程中受到的阻力,是用以評估散熱器性能的常用方法,散熱效能的檢測是散熱器產(chǎn)品研發(fā)、制造、品質(zhì)管理等環(huán)節(jié)中不可或缺的重要過程。