压电风扇为何能超薄?一文读懂华为风驰散热支架的散热原理

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10-28 18:34

10月28日的华为新品发布会上,一款名为“风驰散热支架”的配件正式亮相:售价299元,整机仅重27.2克,核心部件是一片厚度只有0.65毫米的无扇叶压电风扇,发布会口径称长时间游戏场景下可让手机壳温下降6℃。 它能薄到这种程度,关键在于彻底取消了电机和旋转的扇叶——驱动气流的,是一小片在超声频段高速振动的陶瓷。微博微博

“风驰”第一次走出手机内部

今年3月的长沙春季全场景新品发布会上,首次搭载主动散热系统的Mate 80 Pro Max 风驰版成为现场最受关注的产品。 它在机身里塞进了一套旋转风扇方案,靠仿生羽翼涡扇、超导热弯流翅片和镜头模组旁的上千个微孔,实现几乎听不到声音的出风效果。那套方案有两个前提:手机得是特定机型,机身得为旋转风扇预留空间。而这次的风驰散热支架把风冷搬到了手机外面,采用散热支架一体设计,内置无扇叶超薄压电风扇和高性能陶瓷材料,靠微米级吸盘以仿生壁虎原理固定,支持反复粘贴。 它不挑机型,展开是支架、合起是一个能对着手机背部热区吹风的小风扇。知乎IT之家

风扇的厚度,是被电机锁死的

常见手机散热器和超薄笔记本风扇里,哪怕扇叶再薄,风扇模组也很难压到1毫米以内。原因是旋转结构本身就占空间:固定转子的线圈与电机、支撑转动的轴承、扇叶扫掠所需的腔体高度,再留出转动安全间隙,厚度下限就被结构锁死了。压电风扇把这条路径整个换掉,业界对这类器件的通行描述是没有电机、轴承、转轴和机械摩擦,只有一片在超声频段振动的薄膜,可实现1毫米以内的厚度、30dB级别的噪声、百毫瓦级的功耗和亚毫秒级的响应。 换句话说,当“转动”变成“振动”,过去为电机和轴承预留的空间就全部省了出来。知乎

一片陶瓷怎么“扇”出风

压电材料有个特性:通电就形变,断电回弹,形变量小而速度极快。但这并不天然意味着可用的风量,早年单只压电风扇就卡在风量小、风速低上,很难实用化。 把陶瓷片制成振膜、配上风道与匹配的工作频率之后,情况才改变:单次形变虽小,靠振膜、腔体和流道就能把周期性振动变成连续气流。 华为这片风扇走的就是这条路线,官方披露的参数是厚度0.65毫米、高性能陶瓷材料、每秒2.9万次超声振动。 振膜在超声频率下往复振动推动空气,并卷吸周围空气形成持续气流,出风方向正对手机上部最容易积热的区域。36氪知乎小红书

真正的门槛不在薄片,而在“找对频率”

压电振膜只有工作在自身谐振频率附近,才能用小功耗换来大风量,频率偏一点效果就掉一截;它还需要数十伏的高压驱动信号,远超手机电池电压。这决定了压电风扇能否普及,靠的不是陶瓷片本身,而是驱动芯片。就在风驰散热支架发布前一天的10月27日,芯片厂商南芯科技发布了型号SC3606的压电风扇驱动芯片,支持2.1V至5.5V输入、最大输出46Vpp,可在15kHz至40kHz区间内自主锁定最优谐振点。 这类芯片的意义,是把压电风扇的量产门槛从“做得出”推进到“供得上”。知乎

6℃之外,边界也值得看清

按发布会展示口径,这款支架的出风风速相对传统微型机械风扇提升超过100%。 需要说明的是,“壳温下降6℃”“风速提升超100%”均为厂商在特定测试条件下给出的数字,具体测试机型与环境未完整披露。从技术路线看,风冷不需要贴合手机背面,也不像半导体背夹那样制冷直接但必须紧贴机身、挡住充电口;这类隔空吹风的实际效果取决于气流是否真正吹到热源上,而不只是纸面风量。 有数码配件从业者则在发布会当天表示,压电陶瓷风扇相比传统超薄风扇的成本高得多。 这也是299元定价比主流手机散热背夹贵出一截的原因之一。快科技知乎微博

放在更长的技术线上看,这条路线并不新:2023年CES上就出现过用光刻工艺制造的压电风扇阵列Airjet,宣传中保留了压电风扇超低功耗、免维护的特点,同时大幅提高了风速和风量。 但压电主动散热长期停留在少数特殊设备里,缺少进入消费配件的整机方案。风驰散热支架的价值正在于此:它第一次把压电风扇做成了面向手游、直播场景的零售配件。对普通用户,299元买到的是一个不挑机型的支架兼散热器;对行业,则是一个值得记录的信号——当驱动芯片、振膜、风道和整机方案同时就位,超薄主动散热可能很快从一款支架,扩散到更多手机、平板和穿戴设备里。36氪

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