CN112925399B - 带有显示侧冷却系统的膝上型计算机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了带有显示侧冷却系统的膝上型计算机。一种膝上型计算设备，包括：包括键盘的基部；和可移动地耦合到基部的显示部，并包括：具有散热片的散热器；一个或更多个与散热器热耦合的发热电子设备；以及至少一个冷却风扇，该冷却风扇配置成将冷却空气引导通过散热片。

Description

带有显示侧冷却系统的膝上型计算机

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年12月6日提交的、申请号为62945056的美国临时申请的优先权的权益。该相关申请的主题内容通过引用合并于此。

各种实施例的领域

本公开的实施例总体上涉及用于计算设备的计算机体系架构和热解决方案，并且更具体地，涉及具有显示器侧冷却系统的膝上型计算机。

背景技术

在大多数(如果不是全部)膝上型计算机中，主板直接位于键盘下方。结果，安装在主板上的电子组件(例如中央处理单元(CPU)和图形处理单元(GPU))产生的热量通常会导致膝上型计算机的掌托区域在使用过程中变热。有时，尤其是在大功率膝上型计算机中，掌托区域可能会非常温暖，以至于使用户感到不适。通过将散热器、热管和空气增流器解决方案的各种组合集成到将主板上产生的热量转移到膝上型计算机的掌托处的膝上型计算机中，可以缓解此问题。但是，这些方法具有某些缺点。

首先，由于空间限制，典型地在膝上型计算机中采用的散热器和风扇通常相对较小。结果，当膝上型计算机以最佳性能运行时，风扇必须以非常高的速度运转以从膝上型计算机(通过散热器)去除足够的热量。风扇的高速运转会引起一定程度的听觉噪声和振动，从而降低用户体验的整体质量。此问题在高性能膝上型计算机中尤其如此，当处理更大，更复杂的工作负载时，膝上型计算机会产生大量的热量。第二，即使在冷却膝上型计算机的掌托区域时，膝上型计算机的底座的表面温度也会升高。膝上型计算机所产生的不均匀的表面温度会给用户带来总体不良的人体工学体验。此外，膝上型计算机的底座的表面温度可以容易地超过认为在长时间内使用户感到舒适的温度。第三，常规膝上型计算机散热解决方案从主板传递热量的能力可以根据膝上型计算机是搁在坚硬的表面还是放在用户的膝上而显著变化。例如，当膝上型计算机搁在用户的膝盖上时，风扇的入口可能会被部分甚至完全阻塞，从而大大减少了穿过散热器的气流并限制了主板的热传递。要求用户在坚硬的表面上使用膝上型计算机以获得更好的热性能会降低用户体验的整体质量。

如前所述，本领域所需要的是在操作期间冷却膝上型计算机的更有效的方法。

发明内容

本公开的一个实施例阐述了一种用于冷却计算设备的发热部件的技术。在各个实施例中，一种膝上型计算设备，包括：包括键盘的基部；以及可移动地耦合到基部的显示部，并包括：具有散热片的散热器；一个或更多个与散热器热耦合的发热电子设备；配置成将冷却空气引导通过散热片至少一个冷却风扇。

本公开的一个实施例阐述了用于冷却计算设备的发热部件的另一种技术。在各个实施例中，一种装置包括：具有多个散热片和蒸气室的散热器；一个或更多个与蒸气室热耦合的发热电子设备；以及配置成将冷却空气引导通过多个散热片的至少一个冷却风扇，其中包括在多个散热片中的第一散热片和包括在多个散热片中的第二散热片形成具有第一进风口和第一出风口的第一空气通道，其中第一散热片与第二散热片相邻，并且第一散热片和第二散热片之间靠近第一进气口的第一距离小于第一散热片和第二散热片之间靠近第一空气出口的第二距离。

本公开的一个实施例阐述了一种用于冷却计算设备的发热组件的技术。在各个实施例中，一种计算设备，包括：基部；显示部，可移动地连接到基部，并包括具有可移动面板和一个或更多个固定面板的壳体；以及一种机械组件，其在显示部从基部打开时将可移动面板定位成远离一个或更多个固定面板。

相对于现有技术，所公开的设计的至少一个技术优势在于，在所公开的设计中，发热集成电路布置在计算设备的显示部内，其允许实现更大的蒸气室。较大的蒸气室可实现更大的散热能力和更大的冷却效率，从而使计算设备能够以更高的运行水平运行。此外，在公开的设计中，冷却风扇也设置在计算设备的显示部内，这允许实现更大的冷却风扇。因为较大的冷却风扇可以以较低的速度提供足够水平的冷却气流，所以在所公开的设计中减小了冷却风扇的噪声，而不会对计算设备的峰值计算性能造成负面影响。另外，在所公开的设计中，空气出口也被布置在计算设备的显示部内，这导致将冷却气流引导远离用户，并且进一步降低了整体冷却风扇的噪声。

相对于现有技术，所公开的设计的另一技术优势在于，在所公开的设计中，热交换器的散热片相对于传统热交换器的散热片与进气流的方向更加对准。结果，在所公开的设计中，穿过热交换器的压降相对较小。除其他事项外，减小的压降使得能够在较低的冷却风扇速度下提供足够水平的冷却气流，从而在对计算设备的峰值计算性能不造成负面影响的情况下减少了冷却风扇的噪声。

相对于现有技术，所公开的设计的又一个技术优点在于，在所公开的设计中，用于冷却风扇的进气口形成在计算设备的除计算设备的底表面之外的表面中。因此，利用所公开的设计，计算设备的冷却效率不受计算设备所放置的表面的影响。另外，在所公开的设计中，相对于布置在常规膝上型计算机的底表面上的进气口，经由可移动面板形成的用于冷却风扇的进气口具有更大的自由面积和相应地更低的压降。尤其是，较低的压降使得能够在较低的冷却风扇速度下提供足够水平的冷却气流，从而在对计算设备的峰值计算性能不造成负面影响的情况下降低了冷却风扇的噪声。

这些技术优点表现了相对于现有技术计算设备设计的一项或更多项技术改进。

附图说明

为了可以详细地理解本发明的上述特征的方式，可以通过参考实施例来对本发明进行更具体的描述，上面对本发明进行了简要概述，其中一些示例在附图中示出。然而，应当注意，附图仅示出了本发明的典型实施例，因此不应视为对本发明范围的限制，因为本发明可以允许其他等效实施例。

图1示出了配置为实现各种实施例的一个或更多个方面的膝上型计算机；

图2A是根据各种实施例的图1的膝上型计算机的显示部的示意性前视图；

图2B是根据各种实施例的图1的膝上型计算机的显示部的示意性侧视图；

图2C是根据各个实施例的，沿图2A所示的剖面线A-A截取的图1的膝上型计算机的显示部的局部剖视图；

图3是根据各种实施例的图1的膝上型计算机的显示部的示意性前视图；

图4是根据各种实施例的图2A-2C的散热器的一部分的示意图；

图5是根据各个实施例的，从图2A-2C中所示的显示部的充气室观看的散热器和热交换器片的示意图；

图6是根据各种实施例的具有可变尺寸的冷却空气入口的膝上型计算机的一部分的示意性侧视图；

图7是根据各种实施例的膝上型计算机的局部侧视图，其中显示部包括具有可移动面板的壳体；和

图8是根据各种实施例的膝上型计算机的显示部的示意性前视图，该膝上型计算机的显示部包括具有径向散布的散热片阵列的散热器。

具体实施方式

在以下描述中，阐述了许多具体细节以提供对本公开的实施例的更透彻的理解。然而，对于本领域的技术人员将显而易见的是，可以在没有一个或更多个这些具体细节的情况下实践本公开的实施例。

介绍

本公开的各种实施例提出了一种具有显示器侧冷却系统的膝上型计算机。在一些实施例中，膝上型计算机的显示部容纳母板，该母板具有安装在其上的一个或更多个处理器，例如中央处理器(CPU)和/或图形处理单元(GPU)，该母板在其上的单个散热器至少一个冷却风扇，其配置为将冷却空气引导通过散热器的散热片。因此，在这样的实施例中，膝上型计算机中最大的热源和用于去除由这些热源产生的热量的冷却系统被布置在膝上型计算机的显示部中，而不是在容纳有键盘的膝上型计算机的基部中。

另外，在一些实施例中，包括在散热器中的蒸气室配置为用于主板和/或位于显示部中的一个或更多个冷却风扇的支撑结构。在这样的实施例中，蒸气室可以由钛形成并且可以包括新颖的内部支撑柱构造，与传统的散热器蒸气室相比，该内部支撑柱构造减小了蒸气室的重量和/或挠曲。另外，在一些实施例中，膝上型计算机的显示部包括一个或更多个冷却风扇入口和/或一个或多个冷却风扇出口，它们各自位于显示部的表面内或表面上。在这样的实施例中，一个或更多个冷却风扇入口的尺寸可以是固定的，或者可以配置为当从基部打开膝上型计算机的显示部时打开。另外，在一些实施例中，热耦合到蒸气室的散热片被配置为径向发散的散热片的阵列。在这样的实施例中，径向发散的散热片可以与进入的气流的方向对准，这减小了与穿过散热片的气流相关的压降。另外，在一些实施例中，膝上型计算机的显示部包括显示屏，该显示屏配置为当从基部打开显示部时远离显示部中的发热组件，例如母板。因此，在这样的实施例中，显示屏和显示部中的发热组件之间的气隙被气隙隔开，这防止了在膝上型计算机的操作期间显示屏的部分过热。

系统概观

图1示出了膝上型计算机100，其配置为实现各种实施例的一个或更多个方面。膝上型计算机100是具有铰接或“翻盖”配置的膝上型个人计算机，并且通常包括台式计算机和相关联的外部设备的功能。例如，在一些实施例中，膝上型计算机100包括集成键盘101，触摸板(或触控板)102和显示屏121。通过将显示屏121折叠在键盘101上，可以容易地存放和携带膝上型计算机100。因此，膝上型计算机100可以容易地运输并且适合于移动使用。如图所示，膝上型计算机100包括基部110和可移动地耦合到基部110的显示部120。基部110包括键盘101、触摸板102和掌托103，并且显示部120包括显示屏121，例如作为基于液晶显示器(LCD)或发光二极管(LED)的显示屏。膝上型计算机100可以进一步包括用于沿着基部110的侧边缘105的各种输入和输出设备的物理接口，例如一个或更多个通用串行总线(USB)端口、外部显示端口、以太网端口等。膝上型计算机100可以进一步包括一个或更多个集成的网络摄像头和/或内置麦克风(未示出)。

根据各个实施例，膝上型计算机100还包括显示器侧冷却系统和体系架构，其防止掌垫103和基座110的底表面104在使用期间达到升高的温度。在实施例中，膝上型计算机100中的一个或更多个主要热源，例如安装在主板上的处理器，位于显示部100中，而不是在底座110中。此外，在实施例中，一个或更多个热传递设备也位于显示部100而不是底座110中，例如一个或更多个冷却风扇和一个散热器，该散热器流体耦合到冷却风扇并热耦合到热源。在图2A、2B和2C中示出了一个这样的实施例。

图2A是根据各种实施例的显示部120的示意性前视图。图2B是根据各种实施例的显示部120的示意性侧视图。图2C是根据各个实施例的沿图2A所示的剖面线A-A截取的显示部120的局部剖视图。

显示部120包括配置为显示部120的壳体201或其他外壳内的支撑结构的散热器220。此外，显示部120包括安装在散热器220上的冷却风扇230和安装在散热器220上的印刷电路板(PCB)240。例如，在一些实施例中，PCB 240是膝上型计算机100的母板。这样，各种发热电子设备241(在图2A中指示)安装在PCB 240上，例如作为中央处理单元(CPU)242、图形处理单元(GPU)243、一个或更多个存储芯片244、一个或更多个闪存设备245、其他发热集成电路(未示出)等。在操作中，由发热电子设备241产生的热量经由散热器220和由风扇230迫使穿过散热器220的表面的冷却空气从PCB 240转移并离开显示部120。在一些实施例中，壳体201的一个或更多表面包括高辐射涂层或表面，以进一步增加经由辐射热传递从显示部120传递的热。在图2A至图2C所示的实施例中，PCB 240位于发热电子设备241与散热器220之间。在其他实施例中，PCB 240位于发热电子设备241的一侧，散热器220位于与发热电子设备241的相对的一侧。

显示侧散热器

散热器220是基本平面的结构，其平行于显示屏121放置，并且在一些实施例中，通过气流间隙221与显示屏121隔开。在一些实施例中，将散热器220配置为包括蒸汽区域222和冷凝物收集区域223的蒸气室。设置在散热器220内的工作流体可以包括在膝上型计算机100的操作期间在冷凝物收集区域223达到的温度下蒸发的任何技术上可行的液体。例如，合适的工作流体包括水、甲醇、丙二醇、它们的各种组合等。在一些实施例中，蒸汽区域222和冷凝物收集区域223的内表面已经经过钝化处理以防止散热器220的腐蚀并增强蒸汽区域222的内表面的润湿。在这样的实施例中，散热器220可以进一步包括由钛或含钛合金形成的芯吸结构(未示出)设置在蒸气区域222和/或冷凝物收集区域223内。在一些实施例中，芯吸结构也经历钝化过程。

在一些实施例中，散热器220由钛或含钛合金形成。在这样的实施例中，散热器220通常具有足够的机械强度和刚度以用作显示部120的结构元件。因此，在这样的实施例中，散热器220可以具有安装的冷却风扇230、PCB 240和/或其他组件，而不是在壳体201的一部分上。结果，在这样的实施例中，散热器220可以用于冷却多个发热装置，例如CPU和GPU。相比之下，常规计算设备中的散热器通常专用于单个高功率设备，例如单个处理器。

如图2B和图2C所示，蒸汽区域222和冷凝物收集区域223均位于散热器220内，并且彼此流体通信。在这样的实施例中，将冷凝物收集区域223配置为收集在散热器220的蒸气区域222中冷却的冷凝液体，并且位于PCB 240邻近或与PCB 240接触。因此，由发热电子设备241产生的热量为由PCB 240引导到冷凝物收集区域223中，加热冷凝物收集区域223中的冷凝液体并将其蒸发成蒸气，并且蒸气流入蒸气区域222。蒸气在蒸气区域222中冷凝到散热器220的内表面上然后将源自PCB 240的热能传递到蒸气区域222的壁224。蒸气区域222的壁224将热能传导到热交换器片225的组件中，该热交换器片225耦合到蒸气区域222的外表面，并冷却空气从气室232穿过热交换器翅片225并流出冷却空气出口231从显示部120去除热能。在一些实施例中，加热散热器220还包括用于将冷却空气从热交换器翅片225引导至冷却空气出口231的导管229。可替代地，一些或全部热交换器片225可延伸至冷却空气出口231。这样一个实施例在图3中示出。

图3是根据各种实施例的显示部320的示意性前视图。在图3所示的实施例中，热交换器翅片324延伸到冷却空气出口231。另外，在一些实施例中，显示部320包括具有与图2A中的气室232不同的构造的气室332。在图3所示的实施例中，一个或更多个发热电子设备241可以以如下方式定位在PCB 240上：其部分或全部布置在气室332内。因此，在这样的实施例中，冷却空气由增压室332接收到，并且流向热交换器翅片324，可以直接流过这种发热电子设备241。

返回图2A-图2C，蒸气区域222的壁224可以在显示部120的整个宽度上延伸。因此，壁224具有较大的表面积，并能够集成热交换器片225的一个或更多个大表面积的组件在显示部120中。与常规散热器相关联的热交换器片的组件(其布置在膝上型计算机的基部内)不同，热交换器片225分布在宽的表面区域上，例如从壳体201的左边缘202到右边缘203。因为热交换器翅片225分布在较大的表面积上，所以热交换器片225对气流的阻抗较小(因此产生的压降较小)，并且可以容纳的压力冷却气流的量要比与放置在膝上型计算机底座部分的常规散热器相关的散热片的量大。结果，穿过或穿过热交换翅片225的气流可以以比穿过或穿过与布置在膝上型计算机基部内的常规散热器相关联的热交换器片的气流显著更低的速度从散热器220去除相同量的热能。因此，与在膝上型计算机中使用常规风扇和散热器时相比，从散热器220中去除热能的风扇噪音(由于风扇旋转的速度较慢)和排气噪音(由于膝上型计算机100中存在的冷却速度较低)少得多。

由于散热器220的尺寸，散热器220内的压力变化会导致散热器220的一个或更多个表面的不希望的偏转。在一些实施例中，蒸气区域222和/或冷凝物收集区域223在内部采用支撑柱加强。下面结合图4描述一个这样的实施例。

图4是根据各种实施例的散热器220的一部分的示意图。如图所示，散热器220包括蒸汽区域222和冷凝物收集区域223(由虚线表示)。此外，散热器220包括多个内部支撑柱401，其布置在蒸气区域222和/或冷凝物收集区域223内。内部支撑柱401配置为减小由于在操作期间散热器220内的压力的变化引起的散热器220的一个或更多个表面的挠曲。在一些实施例中，内部支撑柱401由钛形成。在一些实施例中，内部支撑柱401以重复的三角形图案402布置。与以重复的矩形图案布置的内部支撑柱401的构造相反，图4所示的重复的三角形图案提供相同的刚性和/或具有减少至多11％的内部支撑柱401的散热器220的偏转。此外，由于在散热器220内放置的内部支撑柱401总数较少，因此在操作过程中对冷凝液流动的阻抗较小。

返回图2A至图2C，热交换器片225通过气流间隙221与显示屏121分离，在膝上型计算机100的操作期间迫使冷却空气通过该气流间隙。在这样的实施例中，被迫通过气流间隙221的冷却空气冷却显示屏121，并将显示屏121与PCB 240和安装在PCB 240上的发热电子设备241热隔离。在其他实施例中，一些或全部的热交换器翅片225与显示屏121接触和/或热耦合，并与显示屏121通过传导到热交换器翅片225的热传导被冷却。

在一些实施例中，由于热交换器片225之间的气流开口明显大于与常规膝上型计算机散热器相关联的热交换器片之间的开口，所以进一步减小了由热交换器翅片225产生的气流阻抗。由于热交换器翅片之间的间隔较宽，热交换器翅片225的较大开口高度225A(图2B所示)或两者的组合，这样的开口可具有比常规散热器的热交换器翅片之间的开口更大的自由面积。在图5中示出了一个这样的实施例。图5是根据各种实施例的，从显示部120的气室232观察时的散热器220和热交换器片225的示意图。如图所示，热交换器片225设置在散热器220的壁224上，并且在壁224的与蒸气区域222相反的一侧上(由虚线指示)。

因为热交换器翅片225从壳体201的左边缘202到右侧边缘203跨壁224延伸，所以每个热交换器翅片225可以以相对较宽的间距501分开。此外，由于散热器220设置在显示部220中，而不是在基部110的键盘101下方，每个热交换器片225可具有更大的开口高度225A。例如，在一些实施例中，热交换器翅片225之间的气流通道502各自具有从壁224的表面延伸到显示屏121附近的气流间隙221的开口高度225A。在一些实施例中，热交换器片225之间的每个气流通道502均具有从壁224的表面延伸至显示屏121的表面的开口高度225A。在一些实施例中，热交换器片225之间的每个气流通道502均具有大于显示部120的厚度505的一半的开口高度225A。在其他实施例中，热交换器片225之间的气流通道502可具有变化的尺寸和开口高度。结果，热交换器片225之间的每个气流通道502具有的自由面积显着大于与常规膝上型计算机热交换器相关联的气流通道的自由面积。因此，对于特定的气流，与通过与常规膝上型计算机热交换器相关联的气流通道的空气流阻抗相比，通过气流通道502的空气流阻抗大大降低，从而使笔记本计算机100的运行更安静。

低阻抗冷却空气入口和出口

返回图2A-图2C，冷却风扇230安装在散热器220上，并配置为迫使冷却空气穿过散热器225并流出显示部120。冷却空气通过一个或更多个冷却空气入口233进入显示部120，通过增压室232迫使冷却空气跨过热交换器翅片225，并通过冷却空气出口231离开显示部120。冷却空气入口233和冷却空气出口231设置在显示部120的壳体201的表面上或形成在壳体201的表面中，而不是在基部110的表面上。因此，冷却空气入口233和冷却空气出口231不受基部110的侧边缘105(图1所示)上的可用表面积的限制在自由区域中，在这种情况下，用于各种输入和输出设备的物理接口(例如USB端口、外部显示端口、以太网端口等)可以大大减少用于冷却基部110中的空气入口和/或出口的可用空间。结果，与设置在膝上型计算机的基部的表面上的冷却空气入口和冷却空气出口的较小的自由区域相比，冷却空气入口233和冷却空气出口231生成较低气流阻抗和相关气流噪声。另外，冷却空气出口231面向上和/或面向后(即，远离显示屏121)。因此，冷却空气出口231将排出的空气、风扇噪声和气流噪声引向用户，从而进一步降低了这种噪声对用户的可听性。此外，冷却空气出口231将排出的空气、风扇噪声和气流噪声引导离开搁置在其上的任何膝上型计算机100。因为这样的表面可以将风扇噪声和气流噪声反射回用户，所以如本文所述的冷却空气出口231的构造防止风扇噪声和气流噪声被反射向用户。另外，冷却空气入口233不能被用户的膝部或放置膝上型计算机100的其他表面阻塞。相反，无论何时展开显示部120以供使用，冷却空气入口都不会完全阻塞。

在图2A-图2C所示的实施例中，当展开显示部以供使用时，冷却空气出口231布置为高于冷却空气入口233。即，冷却空气入口233位于壳体201的表面中，使得当基部110位于水平表面上并且显示部120打开时远离基部110，冷却空气入口233位于冷却空气出口231的下方。结果，通过自由对流辅助了穿过热交换器翅片225的冷却气流。另外，在一些实施例中，当膝上型计算机100以某些低操作功率操作时，冷却空气跨热交换器片225的自由对流足以冷却发热的电子设备241，并且冷却风扇230不必被操作。

显示侧冷却风扇

因为冷却风扇230设置在显示部120中而不是基部110中，所以可以相对于膝上型计算机100的整体大小增加冷却风扇230的大小。也就是说，与显示部120相比，可用空间很大因此。因而，相对于迫使其流过热交换器片225的冷却空气的量，冷却风扇230的尺寸可以更大。因此，与固定在底座部分110(例如，键盘101周围或下方，物理接口端口和其他放置在基部110中的干扰组件)中所需的较小风扇相比，在操作中，冷却风扇230可以以较低的速度旋转并产生较小的风扇噪声。

在一些实施例中，冷却风扇230被控制为同步地操作，即以相同的转速运行。例如，在一些实施例中，冷却风扇230每个以彼此在每分钟约100转之内的转速运转。在这样的实施例中，避免了由两个不同频率的风扇噪声的相长和相消干扰引起的拍频现象。结果，改善了用户的声学体验。相反，在包括多个冷却风扇(例如，一个用于冷却CPU的风扇和一个用于冷却GPU的风扇)的常规膝上型计算机中，当调节一个冷却风扇的风扇速度时，由于两个风扇的旋转频率之间的差异而产生可听见的拍频，会降低用户的听觉体验。此外，在两个冷却风扇230的旋转频率被一起控制并且因此两者都一致地运行的实施例中，即使当仅一个CPU242时，也可以利用散热器220的散热能力来从PCB 240去除热量，或者GPU 243产生大量热量。因此，当仅CPU 242或GPU 243产生大量热量时，可以采用较低的风扇速度，并且风扇噪声和气流噪声因此降低。相比之下，常规膝上型计算机通常包括用于CPU的专用冷却风扇和相关的散热器以及用于GPU的单独控制的冷却风扇和相关的散热器。因此，当仅CPU或GPU中的一个正在产生大量热量时，与该发热部件关联的冷却风扇必定会以最大旋转频率或在最大旋转频率附近运行，从而产生用户可听到的风扇噪声和气流噪声。

可变尺寸空气入口

在图2A-图2C所示的实施例中，将冷却空气入口233描绘为壳体201的表面中的固定开口。在其他实施例中，将冷却空气入口可以配置为可变尺寸的开口。图6中示出了一个这样的实施例。图6是根据各种实施例的具有可变尺寸的冷却空气入口的显示部620的示意性侧视图。如图所示，除了显示部620包括可变进气口633之外，显示部620与图2A-图2C的显示部120基本相似。在图6所示的实施例中，当打开显示部620的壳体601的后盖602时，形成可变进气口633。即，后盖602的底边缘603从显示部620向外旋转，以在后盖602与显示部620的其余部分之间形成可变进气口633。因此，在后盖602的侧边缘附近形成三角形开口604，以及在后盖602的底边缘603附近形成边缘开口605。在一些实施例中，显示部620配置有可变进气口633，以代替形成在壳体601中的一个或更多个固定尺寸的冷却进气口，例如图2B中的冷却空气入口233。替代地，在一些实施例中，显示部620除了在壳体601中形成的具有固定尺寸的一个或更多个冷却空气入口之外，还配置有可变空气入口633。

在一些实施例中，例如，当展开显示部620以供使用时，可变空气入口633经由机械联动装置打开。替代地或另外地，在一些实施例中，响应于一个或更多个测量温度，例如CPU242、GPU 243、PCB 240、散热器220和/或离开冷却空气出口231的冷却空气的温度，打开和关闭可变空气入口633。在这种实施方式中，可变进气口633的尺寸可以通过电动致动器来改变。替代地或另外，在一些实施例中，响应于一个或更多个发热电子设备241的所测量的电力使用，诸如CPU 242、GPU 243等的电力使用，打开和关闭可变进气口633。在这样的实施例中，可变进气口633的尺寸由电动致动器改变。

图7是根据各种实施例的膝上型计算机700的局部侧视图，其中显示部720包括具有可移动面板702的壳体701。膝上型计算机700包括具有一个或更多个固定面板703和显示部720的基部710。如图所示，机械联动装置750将基部710机械地联接至可移动面板702，其中，当显示部720从基部710打开时形成冷却风扇(未示出)，机械联动装置750的致动导致入口704用于冷却风扇。在显示部720打开远离基部710时，通过机械联动装置750将可动板702定位成远离基部710的一个或更多个固定板703而形成入口704。

在图7所示的实施例中，机械联动装置750包括旋转元件751，当显示部720向远离基部710的方向打开时，机械联动装置750绕轴759旋转。机械联动装置750还包括定位臂752，其将可移动面板702机械地耦合到旋转元件751。定位臂752包含在旋转元件751或机械耦合到旋转元件751。因此，当旋转元件751绕轴759旋转(例如，逆时针)时，定位臂752绕轴759沿相同的方向旋转(例如，逆时针)。在图7所示的实施例中，旋转元件751在顺时针方向上的旋转是由于显示部720从基部710打开而引起的。相反，在图7所示的实施例中，旋转元件751在逆时针方向上的旋转是由于这是由于显示部720朝着基部710闭合而引起的。在所示的实施例中，由于轴759固定在基部710上并且旋转元件751配置为与驱动齿轮753耦合的从动齿轮，所以能够进行这种旋转。驱动齿轮753相对于基部710是固定的，因此当显示部720远离基部710打开或朝基部710关闭时，驱动齿轮753相对于基部710保持静止。

在图7所示的实施例中，定位臂752通过定位槽755机械地耦合到显示部720的可移动面板702。因此，在这样的实施例中，定位臂752可滑动地耦合到显示部720。结果，定位臂752的顺时针旋转使可动板702移离基部710，并导致形成进气孔704。相反，定位臂752的逆时针旋转使可移动面板702朝着基部710移动，例如进入收起位置，在该收起位置中，可移动面板702被移动成与膝上型计算机计算设备700的一个或更多个固定面板705接触。

在图7所示的实施例中，可移动面板702包括计算设备700的表面，当显示部720抵靠基部710闭合时，该表面是计算设备700的顶表面。在其他实施例中，可移动面板702包括显示部720的一个或更多个其他表面，例如显示部720的侧面或边缘表面。在图7所示的实施例中，可移动面板702设置在显示部720中，以形成用于也可设置在显示部720中的一个或更多个冷却风扇(未示出)的进风口。在其他实施例中，可移动面板702设置在基部710中，以形成用于也设置在基部710中的一个或更多个冷却风扇的入口。

具有径向发散散热片的散热器

在图2A-图2C所示的实施例中，将散热器片配置为平行片的阵列。在一些实施例中，散热器包括径向散布的散热片阵列，其布置成与气流方向基本对准或基本平行，该气流方向与从冷却风扇流入散热器的冷却空气相关联。结果，散热器减小了与流过散热片的冷却空气相关的压降。下面结合图8描述一个这样的实施例。

图8是根据各种实施例的膝上型计算机的显示部800的示意性前视图，该显示部800包括散热器820，散热器820具有一系列径向发散的散热片824。如图所示，在每对相邻的径向散开的散热片824之间形成空气通道830。此外，每个空气通道830包括入口831和出口832。因为径向散开的散热片824在气流方向上彼此分开，因此，用于特定空气通道830的进风口831的自由面积小于用于该特定空气通道的出风口832的自由面积。

在图8所示的实施例中，每个径向散开的散热片824具有线性构造，但是在其他实施例中，一个或更多个径向散开散热片824具有弯曲构造。在图8所示的实施例中，对于一对相邻的径向散开的散热片824，由第一径向散开的散热片824(例如，散热片824A)限定的第一线825与由第二散热片(例如，散热片824A)限定的第二线826相交。在这样的实施例中，第一线825的取向可以选择为平行于气流方向827，该气流方向827与流动通过入口831的冷却空气相关联，该入口831与第一径向散开散热片相关联。

尽管根据膝上型计算机描述了上述实施例，但是这些实施例也可以在其他类型的计算设备中实现，例如台式计算机、电子平板电脑、智能电话等。

总之，膝上型计算机被配置为具有发热电子设备，诸如CPU和/或GPU，该发热电子设备被布置在显示部中而不是在基部中。另外，在显示部中还布置有用于消散由发热电子设备产生的热能的传热设备，例如冷却风扇和大表面积、低气流阻力的散热器。此外，散热器可以包括冷却片，该冷却片被配置为径向发散的片的阵列。此外，膝上型计算机的壳体可以包括一个或更多个可移动面板，该多个可动面板远离壳体定位以在膝上型计算机打开时形成冷却空气进风口。

相对于现有技术，所公开的设计的至少一个技术优点在于，在所公开的设计中，将发热集成电路布置在计算设备的显示部内，这允许实现更大的蒸气室。更大的蒸气室可实现更大的散热能力和更大的冷却效率，从而使计算设备能够以更高的运行水平运行。此外，在公开的设计中，冷却风扇也设置在计算设备的显示部内，这允许实现更大的冷却风扇。因为较大的冷却风扇可以以较低的速度提供足够水平的冷却气流，所以在所公开的设计中减小了冷却风扇的噪声，而不会负面影响计算设备的峰值计算性能。另外，在所公开的设计中，空气出口也被布置在计算设备的显示部内，这使得将冷却气流引导远离用户，并且进一步降低了整体冷却风扇的噪声。

相对于现有技术，所公开的设计的另一技术优势在于，在所公开的设计中，热交换器的散热片相对于传统的热交换器的散热片更与进气流的方向对准。结果，在所公开的设计中，穿过热交换器的压降相对较小。除其他事项外，减小的压降使得能够在较低的冷却风扇速度下提供足够水平的冷却气流，从而在对计算设备的峰值计算性能不造成负面影响的情况下减少了冷却风扇的噪声。

相对于现有技术，所公开的设计的又一个技术优势在于，在所公开的设计中，用于冷却风扇的进气口形成在计算设备的除计算设备的底表面之外的表面中。因此，利用所公开的设计，计算设备的冷却效率不受计算设备所放置的表面的影响。另外，在所公开的设计中，相对于布置在常规膝上型计算机的底表面上的进气口，经由可移动面板形成的用于冷却风扇的进气口具有更大的自由面积和相应地更低的压降。尤其是，较低的压降使得能够在较低的冷却风扇速度下提供足够水平的冷却气流，从而在不负面影响计算设备的峰值计算性能的情况下降低了冷却风扇的噪声。

这些技术优势表示相对于现有技术计算设备设计的一项或更多项技术改进。

[权利要求组合在申请之前添加。]

以任何方式，在任何权利要求中记载的任何权利要求要素和/或在本申请中描述的任何要素的任何和所有组合都落入本发明和保护的预期范围内。

已经出于说明的目的给出了各种实施例的描述，但并不意图是穷举性的或限于所公开的实施例。在不脱离所描述的实施例的范围和精神的情况下，许多修改和变型对于本领域普通技术人员将是显而易见的。

本实施例的各方面可以体现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本公开的方面可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、驻留软件、微代码等)或结合了通常可以在本文中作为“模块”、“系统”或“计算机”全部提及的软件和硬件方面的实施例的形式。另外，可以将本公开中描述的任何硬件和/或软件技术、过程、功能、组件、引擎、模块或系统实现为一个电路或一组电路。此外，本公开的方面可以采取体现在其上体现有计算机可读程序代码的一个或更多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式。

尽管前述内容针对本公开的实施例，但是在不脱离本公开的基本范围的情况下，可以设计本公开的其他和进一步的实施例，并且本公开的范围由所附权利要求书确定。

Claims (20)

1.一种便携式计算设备，包括：

基部，所述基部包括键盘；以及

显示部，所述显示部可移动的耦合到所述基部并且包括：

具有散热片的散热器；

热耦合到所述散热器的中央处理单元或图形处理单元中的至少一者；以及

多个冷却风扇，其中所述多个冷却风扇中的每一者配置成强制冷却空气沿着从所述冷却风扇且随后通过包括在所述显示部内的中央处理单元或图形处理单元中的所述至少一者的至少一部分且随后通过所述散热片的路径流动。

2.根据权利要求1所述的便携式计算设备，其中，中央处理单元或图形处理单元中的所述至少一者安装在耦合到所述散热器的印刷电路板上。

3.根据权利要求1所述的便携式计算设备，其中所述散热器包括热耦合到所述散热片上的蒸汽室。

4.根据权利要求3所述的便携式计算设备，其中所述多个冷却风扇中的至少一者安装在所述蒸汽室上。

5.根据权利要求3所述的便携式计算设备，其中所述蒸汽室包括以重复三角图案排列的多个内置柱体。

6.根据权利要求5所述的便携式计算设备，其中在所述多个内置柱体的至少子集中包括的每一内置柱体毗邻包括在所述多个内置柱体内的六个其他内置柱体。

7.根据权利要求1所述的便携式计算设备，其中所述中央处理单元或图形处理单元中的至少一者包括至少两个处理单元。

8.根据权利要求7所述的便携式计算设备，其中所述散热器包括单个蒸汽室，并且所述至少两个处理单元热耦合到所述单个蒸汽室。

9.根据权利要求1所述的便携式计算设备，其中，所述显示部进一步包括通过空气隙与所述散热器物理分开的显示屏。

10.根据权利要求1所述的便携式计算设备，其中，所述显示部具有第一表面，并且所述显示部进一步包括形成在所述第一表面中并且流动地耦合到所述多个冷却风扇中的至少一者的第一空气入口。

11.根据权利要求10所述的便携式计算设备，其中：

所述多个冷却风扇包括第一冷却风扇和第二冷却风扇；

所述第一空气入口流动地耦合到所述第一冷却风扇上；以及

所述显示部进一步包括形成在所述第一表面上并且流动地耦合到所述第二冷却风扇上的第二空气入口。

12.根据权利要求1所述的便携式计算设备，其中：

所述显示部具有第一表面；

所述显示部进一步包括流动地耦合到所述多个冷却风扇的第一空气出口；以及

所述显示部进一步包括形成在所述第一表面的第一空气入口，所述第一空气入口的位置以如下方式设置：

当所述基部靠在水平表面并且所述显示部远离所述基部打开时，所述第一空气入口设置在所述第一空气出口的下面。

13.根据权利要求1所述的便携式计算设备，其中所述显示部包括流动地耦合到所述多个冷却风扇中的至少一者的第一入口上的空气入口，并且其中，当所述显示部远离所述基部打开时，所述空气入口的尺寸增加。

14.根据权利要求1所述的便携式计算设备，其中所述多个冷却风扇包括第一冷却风扇和第二冷却风扇，所述第一冷却风扇和所述第二冷却风扇两者都使冷却空气在流动通过所述冷却风扇之前排进集气室。

15.根据权利要求14所述的便携式计算设备，其中所述第一冷却风扇配置成在与所述第二冷却风扇相关联的100转/分钟的旋转速度内的旋转速度下操作。

16.根据权利要求3所述的便携式计算设备，其中中央处理单元或图形处理单元中的所述至少一者设置在靠近所述蒸汽室的蒸发器部。

17.一种显示器，包括：

壳体；

散热器，所述散热器具有散热片，所述散热片设置在所述壳体之内；

中央处理单元或图形处理单元中的至少一者，中央处理单元或图形处理单元中的所述至少一者热耦合到所述散热器并且设置在所述壳体内；以及

多个冷却风扇，其中所述多个冷却风扇中的每一者配置成强制冷却空气沿着从所述冷却风扇且随后通过包括在所述显示器内的中央处理单元或图形处理单元中的所述至少一者的至少一部分且随后通过所述散热片的路径流动，其中所述多个冷却风扇设置在所述壳体内。

18.根据权利要求17所述的显示器，其中，所述显示器配置成可移动的耦合到包括键盘的计算设备的基部上。

19.根据权利要求17所述的显示器，其中，所述散热器包括热耦合到所述散热片的蒸汽室。

20.根据权利要求19所述的显示器，其中，所述多个冷却风扇中的至少一者安装在所述蒸汽室上。