白人 篇一:浅谈散热及手机散热系统实例1

2019-07-18 13:59:21 4点赞 7收藏 5评论

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非相关专业,如果写错了希望大佬能指出,本文内容浅显,许多地方不能深入讲解,也希望有大佬能在评论区写出,我会手动置顶的。

 

当我们研究一项事物时,要以其原理入手,通过研究原理,发现影响其外在表现的因素。

一 传热学的基本概念

凡是有温度差别的地方就一定有热量的传递,热量总是自动地由高温物体传向低温物体。

热传递有三种基本方式:传导传热,对流传热,热辐射。

1 传导传热:物体各部分无相对位移或不同物体直接接触时依靠物质分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而进行的热量传递现象。

2 对流传热:依靠流体的运动,把热量由一处传递到另一处。

3 热辐射:依靠物体表面发射可见光和不可见光的射线来传递热量。

 

从百度文库找到的西南大学化学化工学院的ppt:

浅谈散热及手机散热系统实例1

浅谈散热及手机散热系统实例1

浅谈散热及手机散热系统实例1

    在不同的教材上,使用的字母会有所不同,如表达温度的Δt与dt、θi-θe、t1-t2或是表达厚度的δ、d、b、ι等,尽管实际表达的含义不同,但意思仍然是一样的,理解即可。

    λ即导热系数K,我们在购买硅脂、导热垫所看到的参数标识,便是这个。该ppt中使用的单位是W/(m·k),其中K=°C+273.15,即可以换算为我们熟悉的W/(m·°C)

    通过傅里叶定律我们可以得知,传热速率与物体的导热系数、厚度、面积和温度差相关。

    

    在平板、笔记本、手机等常见的设备上,需要考虑的情况属于稳态传热和平面璧的传热,所以本文不考虑温度差和非平面的情况。

    对流传热部分有些复杂,有时间以后再写吧。


二 多层平面璧传导导热公式

继续西南大学化学化工学院的ppt:

浅谈散热及手机散热系统实例1


具体的推导过程就不复述了,有兴趣的可以网上搜搜。

    通过这条公式,可得知传热速率Q与各个平面的厚度呈反比,与各个平面的面积和导热系数呈正比,通过减少厚度、增大接触面积、提高导热系数和增大温差,可加大传热速率。

    多层平面璧的热传导是手机、电脑等设备的主要热传导部分之一。举个例子,如i7 7700k,热量通过的途径为芯片→牙膏→cpu顶盖→硅脂→散热器底部→散热器(散热器部分以后再讲)。在手机上则是soc→其他部件 或是soc→硅脂→屏蔽罩→硅脂→其他部件,手机、平板与形成完善散热体系的pc硬件不同,更多的是趋向定制化,散热的方案多种多样,但其原理依旧离不开多层平面璧的传导传热。

 

    不过cpu加顶盖的做法会减少传热速率

(打印机已经修好了)(打印机已经修好了)

浅谈散热及手机散热系统实例1其中,R为热阻。实际情况下,热阻>0。

    那为何cpu上使用了顶盖,这不是凭空增加了两层平面璧吗?

    考虑到cpu需要经常拆装、在主机中所占价格比重较大,为了避免拆装的过程中损坏核心,通过顶盖,来保护cpu核心。在发热量极大的服务器cpu上,为弥补牺牲的导热速率,则通过焊锡等方式填充核心和顶盖之间的空隙;在发热量较低的cpu上,则普遍采用硅脂(牙膏)来填充,如牙膏7700k。(什么9系?9系的软钎焊效果优于顶级硅脂但不如液金)

    在不需要经常拆装的设备上,如显卡、ps4、笔记本的u(非台式u)和显卡,都采用核心与散热器直触。

    早期移动设备的soc/cpu发热较小,原有的设计应付散热已经足够了,所以在散热方面并没有下多大功夫。


三 早期实例

2013年

HTC 砸~ONE

尸体尸体

浅谈散热及手机散热系统实例1HTC M7

以下图片均来自IFIXIT

浅谈散热及手机散热系统实例1

浅谈散热及手机散热系统实例1

浅谈散热及手机散热系统实例1


    M7的主板位于电池上面,主板正反面均有两片铜箔。

    正面的铜箔位于屏蔽罩上面,背面的铜箔位于主板背面直接接触,触点通过高温胶带绝缘。铜箔的主要作用在于平摊热量,让局部高温的热量传向低温。

    芯片和屏蔽罩无任何填充物,芯片散热主要依靠空气的对流传热,速率非常低下。于此同时,背部主板与电池仅相隔一张铜箔,背部的铜箔的传热速率远大于正面的铜箔,电池承受了主板的绝大部分热量。这种做法首先使得锂电池长期处于高于正常工作温度,长期使用会严重减少电池容量,其次会导致热量无法良好的导出,机器内部整体温度上升,这种做法实在是得不偿失。

    同时,全铝机身的高导热系数和低比热容,使得外壳温度非常高。M7的使用体验让我非常痛苦,又热又卡,铁板烧呢。自己又不舍得换手机,那首发价格我恨不得抽自己两巴掌。

    后来我觉得旗舰机不该有这样的问题吧,应该是我自己的使用问题,红姨再给我个机会吧。之后我又买了台m8。

 

浅谈散热及手机散热系统实例1

    从htc m7到m8、m⑨,甚至采用了火龙820的htc 10上,htc依旧套用着原来的方案:

浅谈散热及手机散热系统实例1

浅谈散热及手机散热系统实例1

Htc m7后续的几台机子,已经磨没了太多肠粉的心了。

同样的火龙、同样的金属外壳,别的厂家做得比htc好太多了。

 

四 预告

    下期讲讲辣台S1,没错,“废浅谈散热及手机散热系统实例1 ,酷派S1把它吊起来打”的辣台S1,别的不讨论,单从散热来讲,酷派S1实属把htc 10 吊起来打。并通过对psv2k和夏普s2的散热改造,加上本文提到的理论知识,来阐述移动设备上应该如何做好散热。

    最后一期再讲旗舰手机、游戏手机的其他不同方案。就目前来说,手机上的方案都是供应链的方案(笑),搞pc硬件或者玩准系统的老司机肯定熟悉不过了。

    Amd新卡 5700系采用的石墨导热材料,目前还没有手机使用。或许石墨导热垫能处理好手机未来几年功耗提升时会遇到的严重问题吧。(这个问题后面会提到)

 

尽量在855+发售之前写完吧。要是没人看就无限拖更吧

本文中未注明出处的(我都注明了),均来自于网络。若侵犯到您的著作权,请联系本人删除。

本文未经本人允许,拒绝任何形式的转载。


   

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