今天，平板電腦廠家為了讓更多人了解平板電腦，在此特別提出一種用于筆記本電腦的新型平板熱管，具有散熱效率高、機械強度高、重量輕、成本低、工藝簡單等特點。利用自然對流冷卻技術，對相同尺寸的平板熱管和鋁板固態(tài)傳熱性能進行了實驗研究。分析了 17W 的加熱功率、55.3℃熱源溫度和55.3℃凝結面最高溫度下的平板熱管起動特性、平均溫度特性、熱功率及傳熱系數(shù)，得出平板熱管散熱器的總熱阻為1.72℃/W，凝結面最高溫度為49.7℃。讓我們一起來看看吧~

本文通過對筆記本絲網芯熱管的應用試驗，分析了絲網芯熱管的管徑、管長和壁厚，并對絲網芯熱管在筆記本上的應用進行了計算，結果表明絲網芯熱管是一種能滿足電腦散熱要求的智能溫度控制風機。我司研究人員研究了熱管位置對散熱特性的影響，該項目主要研究采用熱管、散熱片和風扇相結合的方式，一方面將筆記本電腦產生的熱量通過散熱管傳遞到顯示器背面的平熱管(平板)上，利用平板熱管降低散熱阻，產生整體等溫表面，可有效擴大散熱面積，提高散熱效果；另一方面不使用風扇，實現(xiàn)筆記本電腦的靜音設計。實驗研究分析了平板熱管自然對流冷卻過程中的傳熱特性，并對平板熱管的傳熱特性產生了啟動特性、加熱性能和加熱角度的影響。積累理論計算所需的實驗數(shù)據(jù)，并指導平板熱管的最佳設計。

一、熱管在筆記本電腦散熱中的研究概況

筆記本電腦的大部分熱量來自微處理器。目前，隨著電子元件集成度的不斷提高，計算機芯片中的電路越來越多。單片式計算機不僅需要最高溫度，而且還需要高溫均勻性。因此，電子元件散熱器的性能直接影響到計算機的工作性能。起初，筆記本電腦中的微處理器產生熱量，并通過小風扇散熱，但這種方法既不有效也不節(jié)能。傳熱問題已成為影響筆記本電腦發(fā)展的技術瓶。在這些領域，熱管采用工業(yè)質量氣體液相變熱，具有良好的傳熱等溫性。而且熱管能耗低，安裝方便，改變了傳統(tǒng)風冷技術存在的噪音問題。發(fā)展前景十分廣闊。但是，由于管內傳熱機理的復雜性，目前國內外關于管內傳熱極限的研究尚屬空白。深入研究其內部機理，能更好地發(fā)揮其良好的傳熱性能，解決了筆記本電腦等電子產品的散熱問題。

二、雙管式散熱管在散熱筆記本上的應用

 （一）筆記本電腦產生的熱量

微電子技術的發(fā)展，從而改善了集成電路的性能，降低了成本，硅基CMOS將在21世紀初成為微電子技術的主流，微功率技術是目前微電子領域研究的熱點之一。1999年，2.5vc‐mos 設備采用 0.25um 工藝，使其柵級功耗降低到 0.15uw/Hz。隨著單片功耗和總功率密度的增加，集成電路的功率密度也隨之增加。2000年，美國半導體工業(yè)協(xié)會(SEMIC)曾預測，這項技術將在2011年投入使用，而美國半導體工業(yè)協(xié)會也預言了這一點。這種高性能的微處理器集成了7.053×109個晶體管，面積為 8.17cnl2，具有低 GHz 的單片機時鐘，0.6V 的工作電壓，耗電 177w，如果熱阻提高 0.1℃，50W 的單片機可提高5℃，150W的單片機可提高15℃。氣溫上升到10攝氏度，設備可能受損。因此高效散熱是確保電子設備可靠運行的前提。一般而言，便攜式電腦的熱能主要來自CPU、主顯卡、硬盤、主板芯片組，尤其是北橋和顯卡電源電路。CPU是最大的熱源，筆記本釋放的熱能有三分之一來自于此，因此，高溫對上述部件的影響是致命的。中央處理器是筆記本電腦的主要組成部分，也是筆記本電腦的核心部件。當計算機物理原理對筆記本電腦非常重要時，其工作原理非常重要。特別是他對諸如CPU之類的芯片會釋放大量熱量，熱是CPU的天敵，溫度太高了容易燒掉CPU。半導體技術的快速發(fā)展，不斷提高了CPU的集成度，目前最大主頻超過3GHz。一是芯片運行速度加快，運算能力不斷增強，但同時芯片的散熱和耗熱量也在增加。在過去的30年中，制造技術的變革使得硅片的集成度大大提高。

（二）散熱問題對晶片發(fā)展的影響

如果芯片性能繼續(xù)以目前的高速發(fā)展，在芯片發(fā)展過程中，能耗和散熱將是最大的障礙。能否解決這一問題，將成為整個信息產業(yè)乃至全球經濟所面臨的重大課題。為了提高芯片的效率，研究人員會調查更大的緩存存儲器，在同一存儲器中安裝幾個微處理器?，F(xiàn)在有和超級計算機功能相同的芯片，有電腦的人可以通過語言和表情來交流，手機的無線通信功能大幅提高了。太陽能微系統(tǒng)1-2級的高級工程師劉東子說，解決這一問題的方法是將風扇和外部散熱器裝到芯片上，但隨著計算機等設備的體積越來越小，傳統(tǒng)的散熱器將難以繼續(xù)提高其散熱性能。信息產業(yè)正在試驗新的冷卻技術，包括新型液體冷卻劑和低能晶體的生產。制作集成芯片內置熱管是目前的主要工作，芯片性能的快速提升帶動了以信息技術為主導的新經濟的興起。但隨著晶體管集成度的不斷提高，晶體管的能耗和散熱問題也日益突出。目前，研究人員在芯片的設計和制造上僅限于生產成本。但從廣義上講，能耗和散熱將成為一個根本性的限制，在芯片的總體設計中，必須認真考慮這兩個問題。

三、風扇與散熱板相結合

風扇散熱也是便攜式電腦的基本散熱方式之一，由于其價格便宜，所以大部分廠商都采用它。一般來說，帶散熱風扇的筆記本有兩個等級：低風和高風。風扇速度取決于 CPU 溫 度。起初，筆記本的CPU是靠小型的臺式機風扇冷卻的。這種方法耗電大，散熱效果不好。現(xiàn)在電扇設計更科學了，很多筆記本產品都會把風扇從原來的垂直板改成平行板，散熱風機與主板平行，不受機體厚度的限制。大型風機可提高冷卻效率，平行主板設計可使機體變薄。為散熱，風機一般都配有散熱片。一般來說，散熱片的面積越大，其熱導率越高，散熱效果越好。CPU的頂部是金屬板，底部是電扇。軸流風機技術成熟、成本低廉，可通過調節(jié)轉速實現(xiàn)風量調節(jié)。氣流被渦流和有機外殼所掩蓋，體積巨大，有消耗空氣的冰在里面。風機葉片薄，無渦流，氣流方向性好，氣流密度高，占用空間少，工藝新，成本高，葉片幾何尺寸對噪聲影響大。輻射風扇因其具有空間小、噪聲大等優(yōu)點而得到廣泛地應用，但是你不能像在臺式電腦上那樣把CPU打壞。因此，熱量會向其他部件，如硬盤或電池散熱。而且空間太小，很難形成對流，除了將風扇移向主機一側外，還可排出熱氣，吸入冷氣以散熱。風扇冷卻過程中耗電較大，采用智能溫控系統(tǒng)對風扇進行降溫是必要的封面區(qū)域。電腦系統(tǒng)的溫度達到一定的溫度后，風扇會自動開啟。當系統(tǒng)溫度繼續(xù)升高時，CPU 的標稱頻率將下降到 1gn。如果系統(tǒng)溫度下降到一定的溫度，CPU的工作頻率就會恢復到標稱頻率。當系統(tǒng)的溫度持續(xù)下降到安全區(qū)域時，風扇會自動切換。從那以后，智能溫度控制不僅有效地幫助了筆記本電腦的散熱，還為CPU提供了自我保護功能，使整個系統(tǒng)更加可靠，壽命長，節(jié)省了機器的電力，降低了噪音，很多廠家都承認了這項技術。

四、四種新型平板熱管

金屬板面上設有通孔，金屬板面上設有多個交疊的通孔，使蒸汽通過金屬板壁附近的空隙，使金屬板熱管凝結面溫度分布更加均勻。這種新的平板熱管有以下優(yōu)點。（1）核心部分由狹窄的重疊孔組成，制造過程相對簡單。（2）縮短了液體介質的回流，改善了平板熱管的毛細管截面；（3）性能良好；（4）平板熱管由熱管中使用的鋁組成，而且它們之間的重量很輕。

為了研究平板熱管的傳熱特性，建立了平板熱管實驗測試系統(tǒng)。測試系統(tǒng)包括受限空間，平板熱管，電熱塊，穩(wěn)壓電源，采集設備，熱電偶等。為了保證試驗在自然對流環(huán)境中進行，建立了試驗限制區(qū)。在銅加熱塊內嵌入電熱棒，用平板熱管對其進行加熱。這種電熱塊的受熱面為25mm×20mm，板式熱管外徑205mm×160mm×3mm，內裝8.3ml丙酮工作液。加熱器用鉗子將加熱器加熱到平板熱管蒸發(fā)表面底部的中線，加熱塊由昭新bxn-605d直流穩(wěn)壓電源供電，通過改變電壓，使平板熱管承受不同的熱負荷，在冷凝面上均布6個T形熱電偶9 個。該數(shù)據(jù)采集器采集了34970A的熱電偶測溫信號，并用計算機軟、硬件讀出溫度值。對相同尺寸的實心鋁板進行了試驗，并與熱管板在相同條件下的試驗結果進行了對比。

五、實驗結果和分析

垂直放置時，26℃、13W加熱功率時，平板冷凝管段熱源溫度θs和最高溫度θC均隨時間變化。由于平板熱管本身和保溫材料都具有一定的熱容，凝結段和環(huán)境之間為自然對流換熱條件，換熱系數(shù)極小，約需25分鐘才能與環(huán)境連接。散射熱阻Rs是熱源溫度θs和平均蒸發(fā)表面溫度θE之間的差，即Rs=(θs-θE)/P(1)，在26℃下垂直放置。結果表明，當加熱功率從7W提高到17W時，平板熱管與固體鋁板之間的擴散熱阻 Rs 和自然傳熱系數(shù) Rs 基本相同，平板熱管與固體鋁板相比，導熱系數(shù) Rs 降低了約 60%。這是由于：當加熱功率較小時，平板熱管中的蒸氣量較小，所以平板熱管在平均溫度下的優(yōu)勢并不明顯；當加熱功率較大時，加熱功率從 7W 提高到17W，平板熱管在平均溫度下的優(yōu)勢并不明顯；當平板熱管溫度達到 2.01℃/w 時，平板熱管的總熱阻由 2.88℃/w 降低到1.72℃/w；當平板熱管溫度達到2.01℃/w時，平板熱管的總熱阻由 2.72℃降低到 1.44 倍。板式熱管冷凝表面自然對流熱阻由 1.52℃/w 下降到 1.35℃/w。當加熱功率增加時，θ 和 θC都會增加。固體鋁板材在13W的加熱功率下，冷凝溫度持續(xù)升高。采用17W的加熱功率，可使平板熱管冷凝面最高溫度達到49.7℃，保證人體不會燒傷，同時熱源溫度達到53℃，保證筆記本電子元件穩(wěn)定、正常、高效運行。

研究發(fā)現(xiàn)，擴散熱阻Rs隨傾角的增加變化很小。板式熱管的熱阻RH、自然對流熱阻RC和總熱阻Rt隨傾角的增大而減??；其原因是，隨著傾角的增大，重力增大，但相對于通道尖角所提供的毛細力，重力的影響不明顯，因此改進幅度不大，只 有8%左右。在13W加熱功率范圍內，隨著傾角的增大，自然對流熱阻RC降低，凝結面與熱管氣流方向的夾角減小，凝結面變小，自然對流傳熱也增大；平板熱管和實心鋁板凝結面溫度分布不均勻。在冷凝表面上分別對9個測溫點進行了溫度比較。顯然，平板熱管的凝結表面溫度總是低于鋁板固體中相應位置的溫度。在相應條件下，鋁板凝結段的最大溫差不大于2℃，而鋁板固相中的最大溫差約為5℃。

六、結束語

筆記本電腦的性能越來越好，散熱也變得越來越重要，它直接影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。對便攜式計算機來說，空間和電力是有限的，統(tǒng)的空氣冷卻方式越來越不能滿足散熱的要求。在便攜式計算機散熱系統(tǒng)中，廣泛使用散熱性能好的熱管。結果表明，該熱管可以滿足低環(huán)境溫度條件下筆記本電腦自然對流散熱的要求。在較高的環(huán)境溫度下，帶風扇的熱管可以滿足散熱要求。智能溫控風機在溫度持續(xù)上升時，通過提高風機冷卻速度，增加熟管總傳熱系數(shù)，滿足冷卻要求。我司平板電腦功能特點非常深受大眾的喜愛，是專業(yè)的集研發(fā)、生產、銷售電子產品一體的創(chuàng)新型企業(yè)，大家如果對于平板電腦有任何需求，請咨詢我們哦~