TW201542079A - 針對電子裝置中之電子元件的散熱系統與散熱方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種散熱方法，用以對一電子裝置中之一電子元件進行散熱，包括：提供一吸熱元件，並將吸熱元件以可活動的方式設置於電子裝置內，其中電子元件具有一第一溫度T1，且吸熱元件具有一第二溫度T2；當電子元件之第一溫度T1較吸熱元件之第二溫度T2高出一預設溫差△T時(T1-T2>△T)，使吸熱元件位於電子裝置內之一第一位置，並使吸熱元件接觸電子元件；以及當第一溫度T1高於第二溫度T2且第一溫度T1與第二溫度T2的溫差低於預設溫差△T時(0<T1-T2<△T)，將吸熱元件移動至一第二位置，並使吸熱元件與該電子元件分離。

Description

針對電子裝置中之電子元件的散熱系統與散熱方法

本發明係有關於一種散熱系統與散熱方法。更具體地來說，本發明有關於一種針對電子裝置中之電子元件的散熱系統與散熱方法。

現今的電子產品設計大多走向輕量化、易攜帶，因此有電子產品的厚度也愈來愈薄，一般用以提供電子產品內散熱的風扇及通孔亦須配合電子產品的厚度而縮小，使得散熱效果降低，如此將容易導致電子產品過熱而損壞。再者，隨著電子產品內部空間的減少，位於電子產品內部的電子元件之間的距離將更為接近，其所產生的熱能更不易排出而導致不良的影響。

為了解決前述習知問題點，本發明提供一種散熱方法，用以對一電子裝置中之一電子元件進行散熱，包括：提供一吸熱元件，並將吸熱元件以可活動的方式設置於電子裝置內，其中電子元件具有一第一溫度T1，且吸熱元件具有一第二溫度T2；當電子元件之第一溫度T1較吸熱元件之第二溫度T2高出一預設溫差△T時(T1-T2>△T)，使吸熱元件位於電子裝置 內之一第一位置並接觸電子元件；以及當第一溫度T1高於第二溫度T2，且第一溫度T1與第二溫度T2的溫差低於預設溫差△T時(0<T1-T2<△T)，將吸熱元件移動至一第二位置，並使吸熱元件與該電子元件分離。

本發明一實施例中，前述預設溫差△T介於3~8℃。

本發明一實施例中，前述吸熱元件具有一高熱焓材料。

本發明一實施例中，前述高熱焓材料為氣相成長碳纖維材料。

本發明一實施例中，前述吸熱元件更具有一具有複數個孔洞的絕熱外殼，且高熱焓材料設置於絕熱外殼內。

本發明一實施例中，高熱焓材料具有一凸出於該絕熱外殼之凸出部。

本發明一實施例中，絕熱外殼具有一突起，其中高熱焓材料接觸前述突起，使高熱焓材料與絕熱外殼之內壁間形成一間隙。

本發明一實施例中，前述散熱方法更包括當第一溫度T1小於或等於該第二溫度T2(T1-T20)且電子裝置中之一散熱元件之功率或轉速大於一預設值時，將吸熱元件由第一位置移動至一第三位置。其中前述第三位置位於第一位置和第二位置之間。

本發明一實施例中，前述散熱方法更包括當第一溫度T1小於或等於該第二溫度T2(T1-T20)，且電子裝置中之一散熱元件之功率或轉速小於或等於一預設值時，移動吸熱元 件至第二位置。

本發明一實施例中，前述散熱方法更包括當吸熱元件移動至第二位置時，將吸熱元件抽離電子裝置，並將另一吸熱元件裝設於該電子裝置內之第一位置，以使其接觸電子元件。

本發明更提供一種散熱系統，用以對一電子裝置中之一電子元件進行散熱，包括一移動元件、一吸熱元件一、第一偵測單元以及一控制單元，其中第一偵測單元，用以偵測電子元件的第一溫度T1與吸熱元件的第二溫度T2。控制單元連接第一偵測單元與移動元件，移動元件以可活動的方式設置於電子裝置內，而設置於移動元件上，用以對電子元件進行散熱。當吸熱元件位於電子裝置之一第一位置時，吸熱元件接觸電子元件。當第一溫度T1高於第二溫度T2且第一溫度T1與第二溫度T2的溫差低於該預設溫差△T時(0<T1-T2<△T)，第一偵測單元傳送一第一偵測訊號至控制單元，且控制單元根據第一偵測訊號傳送一第一驅動訊號至移動元件，使移動元件帶動吸熱元件由第一位置移動至一第二位置脫離電子裝置。

本發明一實施例中，前述散熱系統S更包括相互連接的一散熱元件和一第二偵測單元，其中前述散熱元件用以對電子元件進行散熱，第二偵測單元用以偵測散熱元件之功率或轉速。當第二溫度T2小於或等於第一溫度T1時(T1-T20)，第二偵測單元傳送一第二偵測訊號至控制單元，且控制單元根據第二偵測訊號傳送一第二驅動訊號至移動件，使移動件由第一位置移動至一第三位置。

100‧‧‧電子裝置

110‧‧‧導槽

111‧‧‧開口

120‧‧‧側面

200‧‧‧吸熱元件

210‧‧‧外殼

211‧‧‧孔洞

212‧‧‧突起

220‧‧‧高熱焓材料

221‧‧‧凸出部

300‧‧‧移動元件

400‧‧‧第一偵測單元

500‧‧‧第二偵測單元

600‧‧‧控制單元

E‧‧‧電子元件

G‧‧‧間隙

H‧‧‧散熱元件

S‧‧‧散熱系統

S1~S8‧‧‧步驟

第1圖係表示本發明一實施例之電子裝置、吸熱元件與移動元件之示意圖。

第2、3圖係表示本發明一實施例中之吸熱元件不同視角的示意圖。

第4圖係表示本發明一實施例中吸熱元件與移動元件結合後之剖視圖。

第5圖係表示本發明一實施例中電子裝置的散熱系統示意圖。

第6圖係表示本發明一實施例中吸熱元件位於第一位置之示意圖。

第7圖係表示本發明一實施例中吸熱元件位於第二位置之示意圖。

第8圖係表示本發明另一實施例之吸熱元件脫離電子裝置之示意圖。

第9圖係表示本發明一實施例中吸熱元件位於第三位置之示意圖。

第10圖係表示本發明一實施例之散熱方法流程圖。

以下說明本發明實施例之散熱系統與散熱方法，用以對電子裝置中之電子元件進行散熱。然而，可輕易了解本發明實施例提供許多合適的發明概念而可實施於廣泛的各種特定背景。所揭示的特定實施例僅僅用於說明以特定方法使用 本發明，並非用以侷限本發明的範圍。

除非另外定義，在此使用的全部用語(包括技術及科學用語)具有與此篇揭露所屬之一般技藝者所通常理解的相同涵義。能理解的是這些用語，例如在通常使用的字典中定義的用語，應被解讀成具有一與相關技術及本揭露的背景或上下文一致的意思，而不應以一理想化或過度正式的方式解讀，除非在此特別定義。

首先請參閱第1圖，本發明一實施例中之電子裝置100具有一導槽110，其中導槽110之開口111位於電子裝置100之一側邊120。一吸熱元件200容置於一移動元件300中，且結合後之吸熱元件200與移動元件300可由前述開口111插入導槽110內。舉例而言，前述電子裝置100可為一筆記型電腦或平板電腦。

第2、3圖係表示吸熱元件200不同視角之示意圖，第4圖則表示吸熱元件200與移動元件300結合後之剖視圖。如第2~4圖所示，吸熱元件200具有一外殼210和容置於外殼210內部之一高熱焓材料220，其中前述高熱焓材料例如氣相成長碳纖維材料(graphitized vapor grown carbon fiber,VGCF)。外殼210上形成有複數個以矩陣方式排列的孔洞211，用以提升高熱焓材料220與外部環境間之熱傳。於本實施例中，高熱焓材料220具有兩個凸出部221，凸出於外殼210(如第4圖所示)。

需特別說明的是，前述外殼210和移動元件300具有絕熱材料，例如玻璃纖維、矽藻土或矽酸鈣等。如第4圖所示，外殼210之四個角落形成有突起212，使高熱焓材料220與 外殼210的內壁之間產生間隙G，因此高熱焓材料220中的熱能較不易經由外殼210傳遞至移動元件300上。於本發明另一實施例中，亦可使前述間隙G中形成真空，使高熱焓材料220中的熱能更難以傳送至外殼210或移動元件300。在使用電子裝置100時，可透過吸熱元件200的凸出部221與電子裝置100內之一電子元件接觸，藉以降低電子元件之溫度，從而避免電子元件因過熱而損壞。

請一併參閱第5、6圖，前述電子裝置100更包括一散熱系統S，如第5圖所示，其主要包括前述吸熱元件200、前述移動元件300、一第一偵測單元400、一第二偵測單元500以及一控制單元600，其中控制單元600電性連接移動元件300以及第一、第二偵測單元400、500。第一偵測單元400係用以偵測位於電子裝置100內之一電子元件E的溫度(第一溫度T1)、以及吸熱元件200中的高熱焓材料220之溫度(第二溫度T2)。第二偵測單元500則係用以偵測電子裝置100中之一散熱元件H的功率或轉速P，其中前述散熱元件H係用以對電子元件E進行散熱，例如風扇或水冷元件。前述電子元件E則例如一中央處理器(Central processing unit,CPU)、晶片組或硬碟等。

如第6圖所示，當使用者使用電子裝置100且電子元件E的第一溫度T1相較於高熱焓材料220的第二溫度T2高出一預設溫差△T時(T1-T2>△T)，可使吸熱元件200與移動元件300位於導槽110之一第一位置，此時吸熱元件200的其中一個凸出部221係接觸電子元件E，使電子元件E所產生的熱能可傳導至吸熱元件200的高熱焓材料220中儲存(第4圖)，藉以降低電子元 件E的溫度，並可減少散熱元件H所需負擔消耗的功率。

如第5、7圖所示，當電子裝置100運作一段時間後，若第一溫度T1與第二溫度T2之間的差值低於前述預設溫差△T(0<T1-T2<△T)，由於此時吸熱元件200之吸熱效率降低，故第一偵測單元400將傳送一第一偵測訊號至控制單元600，控制單元600接著傳送一第一驅動訊號至移動元件300，然後可藉由一傳動機構(例如齒輪及馬達)驅使移動元件300及吸熱元件200由第一位置移動至第二位置(第7圖)，以利於使用者由電子裝置100的側邊120取出吸熱元件200，並更換另一吸熱元件200至移動元件300，再將其重新插入導槽110之第一位置(第6圖)，以繼續吸收電子元件E產生的熱能。於本實施例中，前述預設溫差△T為約介於3~8℃(例如5℃)。

於另一實施例中，當移動元件300及吸熱元件200由第一位置退出至第二位置時，亦可將移動元件300與吸熱元件200一併由導槽110取出，此時使用者可更換另一吸熱元件200和另一移動元件300。或者，亦可僅將吸熱元件200取出移動元件300，並將另一吸熱元件200設置於原本的移動元件300內。取出後之吸熱元件200可直立放置，並利用前述第2、3圖所示的孔洞211散熱。如第8圖所示，於本發明另一實施例中，前述開口111之寬度可小於移動元件300的寬度，其中當移動元件300帶動吸熱元件200由第一位置移動至第二位置時，僅吸熱元件200可由側邊120取出，此時使用者可僅替換吸熱元件200而不需更換移動元件300。

當電子裝置100處於高速運轉狀態時，電子元件E 會產生大量熱能，其中為了避免電子元件E過熱而損壞，散熱元件H亦會以高速運作。然而，當電子裝置100由一高速運轉狀態迅速切換至一待機狀態時，由於在散熱元件H的高速運作下，電子元件E的溫度(第一溫度T1)可能會在短時間內降至比高熱焓材料220的溫度(第二溫度T2)更低(T1<T2)，此時高熱焓材料220將無法吸收電子元件E的熱能。但當散熱元件H接著由高速運轉回復一般運轉時，電子元件E的溫度(第一溫度T1)則又可能會回復至比高熱焓材料220的溫度(第二溫度T2)高(T1>T2)，此時高熱焓材料220即可繼續吸收電子元件E的熱能。舉例而言，當電子元件E由高速運轉狀態迅速回復至待機狀態時，溫度由80℃降至40℃，此時，高熱焓220材料之溫度為50℃，接著當散熱元件H回復一般運轉時，電子元件E之溫度又會由40℃回復至60℃(高於高熱焓材料220的50℃)。故於此過程中，必須將吸熱元件200之高熱焓材料220暫時與電子元件E分離，以避免熱能灌回電子元件E。

請參閱第5、9圖，當前述第一偵測單元400偵測到電子元件E的第一溫度T1小於或等於高熱焓材料220的第二溫度T2時(T1-T2≦0)，可進一步判斷第二偵測單元500所偵測的散熱元件H的功率或轉速P，若散熱元件H之功率或轉速P高於一預設值p時，為了避免高熱焓材料220內的熱能反向傳導至電子元件E，第二偵測單元500會傳送一第二偵測訊號至控制單元600，接著控制單元600會傳送一第二驅動訊號至移動元件300，使移動元件300可帶動吸熱元件200由第一位置移動至一第三位置。待電子元件E之溫度(第一溫度T1)回復至比高熱焓 材料220的溫度(第二溫度T2)更高時(T1-T2>△T)，吸熱元件200可直接由第三位置回到第一位置，其中第三位置例如可介於第一、第二位置之間。

此外，若第一溫度T1小於第二溫度T2，且散熱元件H之功率或轉速P等於或小於預設值p時，則吸熱元件200已無法吸收電子元件E產生之熱能。舉例而言，電子元件E由高速運轉狀態迅速回復至待機狀態時，溫度由80℃降至40℃，此時，高熱焓220材料之溫度為70℃(高於電子元件E的40℃)，接著當散熱元件H回復一般運轉時，電子元件E之溫度將由40℃回復至60℃。在此情況下，可使移動元件300帶動吸熱元件200移動至第二位置，讓使用者可更換另一吸熱元件200進入第一位置。

參照第1~9圖所揭露之前述實施例，本發明更提供一種針對電子裝置100內的電子元件E之散熱方法(如第10圖所示)。首先，提供一吸熱元件200，並將其以可活動方式設置於電子裝置100內(步驟S1)，用以吸收電子元件E產生之熱能。

當電子裝置100在使用狀態時，可藉由前述散熱系統S偵測電子裝置100內的電子元件E之溫度(第一溫度T1)，以及吸熱元件200之溫度(第二溫度T2)(步驟S2)，所獲得之溫度數據可能有以下情況：

1.當第一溫度T1較第二溫度T2大於一預設溫差△T時(T1-T2>△T)，判斷吸熱元件200是否位於第一位置並接觸電子元件E(步驟S3)；若是，則重新執行步驟S2；若否，則藉由移動元件300移動吸熱元件200至第一位置並接觸電子元件E(步驟S4)。

2.當第一溫度T1高於第二溫度T2，且第一溫度T1與第二溫度T2之溫差低於前述預設溫差△T時(0<T1-T2<△T)，將吸熱元件200移動至第二位置，並與電子元件E分離(步驟S5)。

3.當第一溫度T1小於或等於第二溫度T2時(T1-T2≦0)，將判斷散熱元件H之功率或轉速P與一預設值p之關係(步驟S6)，若散熱元件H之功率或轉速P大於一預設值p時，吸熱元件200由第一位置移動至第三位置(步驟S7)，若散熱元件H之功率或轉速P小於或等於一預設值p時，吸熱元件200移動至第二位置，並與電子元件E分離(步驟S5)，其中第三位置例如可位於第一、第二位置之間。

應了解的是，當吸熱元件200移動至第二位置時，使用者可將吸熱元件200抽離電子裝置100，並將另一吸熱元件200裝設於電子裝置100內之第一位置，以使其接觸電子元件E(步驟S8)，以繼續對電子元件E進行散熱。

綜上所述，本發明提供一種電子裝置之電子元件的散熱系統和方法，藉由前述散熱系統和散熱方法，可使電子元件更快速地散熱，並減低散熱元件(例如風扇)所需消耗的功率，以提供省電或靜音的效果。

雖然本發明的實施例及其優點已揭露如上，但應該瞭解的是，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作更動、替代與潤飾。此外，本發明之保護範圍並未侷限於說明書內所述特定實施例中的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，任何所屬技 術領域中具有通常知識者可從本發明揭示內容中理解現行或未來所發展出的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，只要可以在此處所述實施例中實施大抵相同功能或獲得大抵相同結果皆可根據本發明使用。因此，本發明之保護範圍包括上述製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟。另外，每一申請專利範圍構成個別的實施例，且本發明之保護範圍也包括各個申請專利範圍及實施例的組合。

雖然本發明以前述數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許之更動與潤飾。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。此外，每個申請專利範圍建構成一獨立的實施例，且各種申請專利範圍及實施例之組合皆介於本發明之範圍內。

S1~S8‧‧‧步驟

Claims (13)

1. 一種散熱方法，用以對一電子裝置中之一電子元件進行散熱，包括：提供一吸熱元件，並將該吸熱元件以可活動的方式設置於該電子裝置內，其中該電子元件具有一第一溫度T1，且該吸熱元件具有一第二溫度T2；當該電子元件之該第一溫度T1較該吸熱元件之該第二溫度T2高出一預設溫差△T時(T1-T2>△T)，使該吸熱元件位於該電子裝置內之一第一位置並接觸該電子元件；以及當該第一溫度T1高於該第二溫度T2，且該第一溫度T1與該第二溫度T2的溫差低於該預設溫差△T時(0<T1-T2<△T)，將該吸熱元件移動至一第二位置，並使該吸熱元件與該電子元件分離。
2. 如申請專利範圍第1項所述之散熱方法，其中該預設溫差△T介於3~8℃。
3. 如申請專利範圍第1項所述之散熱方法，其中該吸熱元件具有一高熱焓材料。
4. 如申請專利範圍第3項所述之散熱方法，其中該高熱焓材料為一氣相成長碳纖維材料。
5. 如申請專利範圍第3項所述之散熱方法，其中該吸熱元件更具有一絕熱外殼，該絕熱外殼上具有複數個孔洞，該高熱焓材料設置於該絕熱外殼內。
6. 如申請專利範圍第5項所述之散熱方法，其中該高熱焓材料具有一凸出部，凸出於該絕熱外殼。
7. 如申請專利範圍第5項所述之散熱方法，其中該絕熱外殼具有一突起，該高熱焓材料接觸該突起，使該高熱焓材料與該絕熱外殼之內壁間形成一間隙。
8. 如申請專利範圍第1項所述之散熱方法，其中該方法更包括：當該第一溫度T1小於或等於該第二溫度T2(T1-T20)，且該電子裝置中之一散熱元件之功率或轉速大於一預設值時，將該吸熱元件由該第一位置移動至一第三位置。
9. 如申請專利範圍第8項所述之散熱方法，其中該第三位置位於該第一位置與該第二位置之間。
10. 如申請專利範圍第1項所述之散熱方法，其中該方法更包括：當該第一溫度T1小於或等於該第二溫度T2(T1-T20)，且該電子裝置中之一散熱元件之功率或轉速小於或等於一預設值時，移動該吸熱元件至該第二位置。
11. 如申請專利範圍第10項所述之散熱方法，其中該方法更包括：當該吸熱元件移動至該第二位置時，將該吸熱元件抽離該電子裝置，並將另一吸熱元件裝設於該電子裝置內之該第一位置，以使其接觸該電子元件。
12. 一種散熱系統，用以對一電子裝置中之一電子元件進行散熱，包括：一移動元件，以可活動的方式設置於該電子裝置內；一吸熱元件，設置於該移動元件上，用以對該電子元件進行散熱，其中該電子元件具有一第一溫度T1，且該吸熱元 件具有一第二溫度T2；一第一偵測單元，用以偵測該第一溫度T1與該第二溫度T2，且當該吸熱元件位於該電子裝置之一第一位置時，該吸熱元件接觸該電子元件；以及一控制單元，連接該第一偵測單元與該移動元件，當該第一溫度T1高於該第二溫度T2且該第一溫度T1與該第二溫度T2的溫差低於該預設溫差△T時(0<T1-T2<△T)，該第一偵測單元傳送一第一偵測訊號至該控制單元，且該控制單元根據該第一偵測訊號傳送一第一驅動訊號至該移動元件，使該移動元件帶動該吸熱元件由該第一位置移動至一第二位置脫離該電子裝置。
13. 如申請專利範圍第12項所述之散熱系統，其中該散熱系統更包括：一散熱元件，用以對該電子元件進行散熱；以及一第二偵測單元，連接該控制單元，用以偵測該散熱元件之功率或轉速，當該第二溫度T2小於或等於該第一溫度T1時(T1-T20)，該第二偵測單元傳送一第二偵測訊號至該控制單元，且該控制單元根據該第二偵測訊號傳送一第二驅動訊號至該移動元件，使該移動元件由該第一位置移動至一第三位置。