CN110347229A - 电子设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种电子设备，包括输入单元，用于接收来自用户的输入；处理单元，用于响应于用户的输入而进行各种处理操作；以及散热单元，用于对所述处理单元进行散热；其中所述散热单元包括：出风口，用于排出空气；进风口，用于吸入空气；以及风扇部件，正对所述处理单元放置，用于通过进风口吸入的空气向所述处理单元吹冷风，所述冷风吸收热量后转变为热风并经由所述出风口排出，并且其中所述风扇部件、所述处理单元与所述输入单元分别位于所述电子设备的底座中的不同区域中。

Description

电子设备

本分案申请是申请日为2014年02月18日，申请号为201410054115.9，发明名称为“电子设备”发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及电子设备。更具体地说，本发明涉及超轻薄电子设备的散热布局。

背景技术

近年来，电子设备的发展日新月异。为了满足用户对设备外形不断提升的需求，电子设备也做得越来越轻薄。伴随着电子设备小型化的发展趋势，电子设备的散热系统是重点关注的问题。电子设备的散热系统是关系到系统稳定性的关键因素，有很多不明原因的死机其实是由于散热问题无法良好解决而造成的。对于越来越轻薄的电子设备来讲，由于机身体积的减小，势必要求其配备更佳的散热系统，才能保证机器性能的稳定性。

然而，在用户对产品的厚度要求越来越高的今天，散热系统有时会变成系统变薄的瓶颈。具体来说，风扇为散热系统的重要组件。而受到系统空间和高度的影响，风扇在使用上存在很大限制。如果需要保证设备的轻薄尺寸，那么就只能限制设备的总功耗，选择较小功率的芯片组，从而限制了设备性能的进一步提升。

另外，随着电子设备性能的不断提升，设备的功耗也在不断增加。如果不能采用高效的散热系统，则可能导致设备表面的温度越来越高。随着用户对产品的使用体验要求越来越高，设备的表面温度已成为影响用户的使用感受的重要元素。

为此，在现有技术中，存在如下可能的解决方案：

第一，可以通过增加风扇的数量来提高散热系统的散热效率和性能。例如，可以利用两个风扇进行散热。但是，增加风扇的数量必然带来体积的增大。因此，鉴于电子设备小型化的发展趋势，这种方案的应用前景不大。

第二，可以通过降低电子设备其他方面的性能来降低散热量。例如，降低充电电流或更换低性能芯片等。然而，尽管通过这种方式满足了用户对设备尺寸的要求，但电子设备性能的下降同样会影响用户的使用体验。

可见，以上两种方案都是在体积与性能的博弈之中选择其一的方案，不能二者兼顾。

发明内容

鉴于以上问题，期望提供一种电子设备，其能够兼顾散热性能以及外观体积。

根据本发明的一个方面，提供了一种电子设备，包括：输入单元，用于接收来自用户的输入；处理单元，用于响应于用户的输入而进行各种处理操作；以及散热单元，用于对所述处理单元进行散热；其中所述散热单元包括：出风口，用于排出空气；进风口，用于吸入空气；以及风扇部件，正对所述处理单元放置，用于通过进风口吸入的空气向所述处理单元吹冷风，所述冷风吸收热量后转变为热风并经由所述出风口排出，并且其中所述风扇部件、所述处理单元与所述输入单元分别位于所述电子设备的底座中的不同区域中。

在根据本发明实施例的电子设备中，风道直接对着热源吹，通过对冷风的流道进行控制，使得系统逐渐加热。由于冷风吹整个系统，因此系统可以有非常好的表面温度。与现有技术中风道直接对着散热鳍片而非热源吹的方案相比，能够更快速地给系统降温。

另外，处理单元和风扇部件与输入单元分离，从而可以有效降低设备厚度。此外，风扇部件与散热鳍片分离，在横向上而非纵向上并排放置，从而可以减小前端额头宽度，提升设备的外观美观度。

此外，系统进风口在风扇部件的正下方。可以减小进风间距，进而有助于降低整机厚度。并且，由于进风口在风扇部件的正下方，可以最大限度地发挥风扇部件的性能。

附图说明

图1是示出了根据本发明实施例的电子设备的配置的功能框图。

图2是示出了根据现有技术的处理单元、风扇部件与输入单元的布局的示意图。

图3A和图3B是示出了根据本发明实施例的处理单元、风扇部件和输入单元的布局的示意图。

图4是示出了根据本发明实施例的电子设备的配置的布局示意图。

图5是示出了根据现有技术的风扇部件与散热鳍片的布局的示意图。

图6是示出了根据本发明实施例的风扇部件与散热鳍片的布局的示意图。

图7是示出了根据本发明实施例的风扇部件与散热鳍片的布局的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的各个优选的实施方式进行描述。提供以下参照附图的描述，以帮助对由权利要求及其等价物所限定的本发明的示例实施方式的理解。其包括帮助理解的各种具体细节，但它们只能被看作是示例性的。因此，本领域技术人员将认识到，可对这里描述的实施方式进行各种改变和修改，而不脱离本发明的范围和精神。而且，为了使说明书更加清楚简洁，将省略对本领域熟知功能和构造的详细描述。

在下文中，以笔记本电脑作为电子设备的一种示例进行描述。但是，本领域的技术人员应该理解，本发明并不仅限于此。任何其他的电子设备均可类似地应用于本发明。

在描述本发明的实施例之前，首先对传统的笔记本电脑的散热原理给出说明。

在传统的笔记本电脑中，CPU和显卡芯片上有一层散热板。一般来说，散热板面积越大，热传导效率越高，就越能有效散发热量。

CPU和显卡芯片所散发的热量会随着连接散热板的导热管移动到散热鳍片上。通过导热管散热是一种利用相变过程中要吸收/散热热量的性质来进行冷却的技术。其工作原理为，在真空状态下，水的沸点很低。如果在管子的一端加热，水就会蒸发，将热带到另一端。水冷却后再流回去。如此反复，热量就不断移动，和冷气机的工作原理类似。典型的导热管由管壳、吸液芯和端盖组成，将管内抽到负压后，充以适量的工作液体，使紧贴管内壁的吸液芯毛细多孔材料中充满液体后加以密封。管的一端为蒸发段(加热段)，另一端为冷凝段(冷却段)。根据需要可以在两段中间布置绝热段。当热管的一端受热时，毛细芯中的液体蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向另一端放出热量凝结成液体，液体再沿多孔材料毛细力的作用流回蒸发段。如此循环不已，热量由热管的一端传至另一端。在不同型号的笔记本电脑机型上，导热管的形状各异。它们最终都是连接到“散热板”和电脑主机的“散热出口”，起着传导电脑主机工作时主要功能部件(如，CPU)产生的热量的作用。

为了将导热管的热量迅速地扩散到空气中去，可以考虑增大散热面积。因此，在导热管的末端，采用密集的散热鳍片。这些散热鳍片的作用就是把热量从热管中导出来，依靠更大的散热面积与空气交换热量。理论上，这些鳍片自然是越密集越好，这样，其总体散热面积更大，散热效果也更出色。

对于大多数笔记本电脑来说，以上散热措施还不够。只依靠热辐射和热传导，加热的空气，排放的热量有效。只有依靠效果最好的热对流，才能满足高热芯片的散热要求。因此，最后，依靠散热风扇源源不断地输送温度较低的冷空气，并将散热鳍片上被加热的空气带走，这样才能最大限度地将鳍片上的热量带走。也就是说，散热风扇起着强制对流的作用，其目的就是将电脑主机运行时产生的热量，通过空气流动的方式，散发到机器的主机之外。

接下来，将参照图1描述根据本发明实施例的电子设备的具体配置的功能框图。如图1所述，电子设备100包括输入单元102、处理单元104和散热单元106。

输入单元102接收来自用户的输入。在电子设备100为笔记本电脑的情况下，输入单元102为键盘。处理单元104响应于用户的输入而进行各种处理操作。在电子设备100为笔记本电脑的情况下，处理单元104可以包括CPU(Central Processing Unit)、显卡单元、南桥芯片、声卡芯片、网卡芯片等。散热单元106对所述处理单元104进行散热。

具体来说，散热单元106包括：出风口1062、进风口1064、风扇部件1066。出风口1062用于排出空气。出风口可以位于笔记本电脑的侧面，也可以位于笔记本电脑的后面。进风口1064用于吸入空气。风扇部件1066正对所述处理单元104放置，用于通过进风口吸入的空气向所述处理单元104吹冷风，所述冷风吸收热量后转变为热风并经由所述出风口排出。

需要特别指出的是，这里的风扇部件、处理单元与输入单元分别位于所述电子设备的底座中的不同区域中。换言之，风扇部件、处理单元与输入单元所在的区域不重叠。

图2示意性地示出了根据现有技术的笔记本电脑中风扇部件、处理单元与输入单元的布局。其中，为了清楚和简明起见，省略了笔记本电脑中其他的与本发明不直接相关的部件。如图2所示，最外面的边框200表示笔记本电脑的底座区域，与图1中相同的，内部的边框102表输入单元，即：键盘。边框102内部的两个虚线区域1066和104分别表示风扇部件和处理单元，其中，以虚线表示风扇部件和处理单元所在的区域重叠在边框202所表示的键盘区域之下。图2仅示出了风扇部件和处理单元所在的区域与键盘所在区域完全重叠的情况，当然，它们之间也可能是部分重叠的关系。由于上下重叠的位置关系，因此，设备的厚度比较大。相比之下，本发明的总的构思是减小在电子设备的厚度方向中叠置的部件的数量，从而减小设备厚度。

作为一种可能的实施方式，所述输入单元位于第一区域，而所述处理单元和所述风扇部件位于第二区域，所述第一区域和所述第二区域为上下并排的两个区域。输入单元所位于的第一区域可以在上，且处理单元和风扇部件所位于的第二区域可以在下，如图3A所示，其中a所指示的虚线区域为第一区域，而b所指示的虚线区域为第二区域。另外，可替代地，输入单元所位于的第一区域可以在下，且处理单元和风扇部件所位于的第二区域可以在上，如图3B所示，其中a所指示的虚线区域为第一区域，而b所指示的虚线区域为第二区域。

所述处理单元进一步位于第二区域中的第三区域，而所述风扇部件进一步位于所述第二区域中的第四区域，所述第三区域和所述第四区域为第二区域中左右并排的两个区域。第三区域可以在右，且第四区域可以在左。图3A和图3B均示出了这种情况。或者，可替代地，第三区域可以在左，且第四区域可以在右。

通过图3A和图3B所示的布局，风扇部件和处理单元位于笔记本电脑的掌托区域或者前端区域，与输入单元分离，即：风扇部件、处理单元与输入单元所在的区域在笔记本电脑的底座的厚度方向上不重叠，从而与现有技术相比，有效地减小了设备的厚度。

另外，在现有笔记本电脑的散热布局中，如上文中所述，将散热风扇正对散热鳍片放置，通过散热风扇的强制对流，将散热鳍片上的热量排除到电子设备之外的空气中。而在本申请中，将散热风扇正对处理单元放置。这样，处理单元所散发的热量除了能够通过散热板以及导热管传导之外，还可以通过强制对流的方式传导。从而，增大了热传导效率。

在根据本发明的电子设备中，所述散热单元可以进一步包括热传导部件1068以及散热鳍片1070。

图4示出了根据本发明实施例的电子设备的具体配置的布局示意图。如图4所示，风扇部件1066正对处理单元104，能够通过强制对流的方式带走处理单元104工作时所散发出的一部分热量。另外，处理单元104工作时所散发的热量还可以通过其他方式带走。例如，热传导部件1068用于传导所述处理单元104散发的热量。这里的热传导部件与上文中所述的导热管的热传导原理类似。例如，其利用相变过程中要吸收/散发热量的性质来进行冷却。

散热鳍片1070用于吸收所述热传导部件1068传导的热量，并经由出风口1062将热量排出。为了便于将热量排出，将散热鳍片1070放置在出风口位置。

更优选地，为了兼顾散热风扇1066对于散热鳍片1070的强制对流，可以将处理单元104放置在散热鳍片1070附近，即：在本发明的情况下，尽可能地缩短散热风扇1066与散热鳍片1070的距离。

在根据现有技术的笔记本电脑中，在出风口位于后面的后出风方式下，由于风扇部件正对散热鳍片吹风，因此风扇部件与散热鳍片在纵向上并排放置，如图5所示。为了清楚和简明起见，图5中省略了其他部件的绘示。这样的问题在于，由于风扇部件和散热鳍片均布置在前端且在纵向上并排放置，因此导致笔记本电脑的前端额头过大。这在外观上不够美观，从而影响用户的使用体验。

与现有技术的笔记本电脑不同，在根据本发明的电子设备中，所述风扇部件和所述散热鳍片可以在横向上并排放置，如图6所示。为了清楚和简明起见，图6中省略了其他部件的绘示。在风扇部件与处理部件位于前端区域的情况下，由于风扇部件与散热鳍片分离，从而能够有效降低前端额头宽度。

另外，将进风口1064放置在风扇部件1066的正下方。通过这样的配置，与进风口和风扇部件不正对的情况相比，可以大大减小进风间距。也就是说，即便将风扇部件与进风口靠近放置，也能够获得很好的进风量。并且，风扇的效率比较高。从而，与进风口和风扇部件不正对的情况相比，可以有助于减小整机厚度。

与现有技术中风扇部件仅向散热鳍片吹冷风不同，在本发明中，风扇部件可以向整个系统吹冷风，从而使整个系统都有非常好的表面温度。如上文中所述，风扇部件正对处理单元放置，从而能够及时地将处理单元散发的热量以强制对流的方式带走。除了处理单元之外，所述风扇部件进一步向所述热传导部件吹冷风。

在根据本发明的电子设备中，所述处理单元中各组件的放置位置按照功耗的不同而不同。基本的原则是，将热源远离风扇部件，将功耗低的组件放置在冷风进来的位置。例如，所述处理单元中功耗小的部件(如，网卡部件、硬盘部件等)靠近所述风扇部件放置，而功耗大的部件(如，CPU、内存等)远离所述风扇部件放置。

在上文中，以电子设备中包含一个风扇部件为例进行了描述。当然，本发明不限于此。风扇部件的数量可以大于等于1。例如，电子设备中可以包含两个风扇部件。图7示出了包含两个风扇部件的电子设备的布局示意图。为了清楚和简明起见，图7中省略了其他部件的绘示。如图7所示，两个风扇部件1066-1和1066-2放置在设备底座前端的两个角。首先，两个风扇部件均不与输入单元所在的第一区域a重叠，从而降低了设备厚度。另外，两个风扇部件与散热鳍片、热传导部件分离，且在横向上并排，从而降低了前端额头宽度。最后，风扇部件数量的增加能够进一步提升散热性能。

在上文中，参照图1到图7详细描述了根据本发明实施例的电子设备。总结来讲，在根据本发明实施例的电子设备中，风道直接对着热源吹，通过对冷风的流道进行控制，使得系统逐渐加热。由于冷风吹整个系统，因此系统可以有非常好的表面温度。与现有技术中风道直接对着散热鳍片而非热源吹的方案相比，能够更快速地给系统降温。

另外，处理单元和风扇部件与输入单元分离，从而可以有效降低设备厚度。此外，风扇部件与散热鳍片分离，在横向上而非纵向上并排放置，从而可以减小前端额头宽度，提升设备的外观美观度。

此外，系统进风口在风扇部件的正下方。可以减小进风间距，进而有助于降低整机厚度。并且，由于进风口在风扇部件的正下方，可以最大限度地发挥风扇部件的性能。

需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种电子设备，包括

输入单元，用于接收来自用户的输入；

处理单元，用于响应于用户的输入而进行各种处理操作；以及

散热单元，用于对所述处理单元进行散热；

其中所述散热单元包括

出风口，用于排出空气；

进风口，用于吸入空气；以及

风扇部件，正对所述处理单元放置，用于通过进风口吸入的空气向所述处理单元吹冷风，所述冷风吸收热量后转变为热风并经由所述出风口排出，并且

其中所述风扇部件、所述处理单元与所述输入单元分别位于所述电子设备的底座中的不同区域中。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述输入单元位于第一区域，而所述处理单元和所述风扇部件位于第二区域，所述第一区域和所述第二区域为上下并排的两个区域，

并且所述处理单元进一步位于第二区域中的第三区域，而所述风扇部件进一步位于所述第二区域中的第四区域，所述第三区域和所述第四区域为第二区域中左右并排的两个区域。

3.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述散热单元进一步包括：

热传导部件，用于传导所述处理单元散发的热量；

散热鳍片，用于吸收所述热传导部件传导的热量，并经由出风口将热量排出。

4.根据权利要求3所述的电子设备，其中所述风扇部件、所述热传导部件和所述散热鳍片彼此分离，且在横向上并排放置。

5.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述进风口位于所述风扇部件的正下方。

6.根据权利要求3所述的电子设备，其中所述风扇部件进一步向所述热传导部件吹冷风。

7.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述处理单元中功耗小的部件靠近所述风扇部件放置，而功耗大的部件远离所述风扇部件放置。

8.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述出风口位于所述电子设备的后面或侧面。

9.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述风扇部件的数量大于等于1。