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手机散热原理技术 孙振涛2李悦2 1 1 2 3 4 手机发热的简介 手机石墨片散热的原理 手机石墨散热的应用 未来新型手机散热方式 2 随着智能手机的发展 芯片的主频越来越高 功率越来越大 这样会产生大量的热量 如热量不能够及时导出 会造成频率的降低 同时热源部位热感强烈 手机发热不仅影响舒适感 还会影响手机的性能 过度发热还会烧坏硬件 更有可能在充电的时候引起火灾 手机发热的简介 3 手机产生热量的部件主要是CPU 主板 电池手机过热的原因主要有三个方面 一是部件电阻过大 二是导热不充分 散热不合理 导致热量在手机内部聚集 使某一部位过热 三是长时间运行软件过多 功率增加 手机为什么会发热 手机运行时 电池输出电流 通过各个部件时都会产生热量 所以手机发热是正常的 机器运行产生的热量主要通过背部导出 手机运行时背部没有热度才是不正常的 一般来说手机运行时的正常温度是30度至50度 超过50度不仅持握的舒适感会降低 而且手机的性能也会受到影响 4 手机散热的方法 外部采用金属外壳或散热孔散热孔是手机散热的重要手段 一般通行的做法是在机器的背部开设大量的散热孔 机器内的热量可通过这些散热孔散布到周围空气中 采用金属外壳同样的道理 我们目前所使用的手机 没有加入特别的散热措施 都是自然散热 就是热源在自然环境条件下 通过传导和辐射散失到大气环境中因此手机上就需要良好的导热材料以及热散失环境 5 手机散热的方法 石墨散热片是一种全新的导热散热材料 具有独特的晶粒取向 沿两个方向均匀导热 平面内具有150 1500W m K范围内的超高导热性能 片层状结构可很好地适应任何表面 屏蔽热源与组件的同时改进消费类电子产品的性能 内部采用石墨散热片 6 各种材料的导热系数 采用石墨导热片 7 石墨片的结构 8 低热阻 热阻比铝低40 比铜低20 重量轻 重量比铝轻25 比铜轻75 弯曲性 石墨散热片能贴附在任何平面和弯曲的表面 并能依客户需求做任何形式的切割 石墨片的性能 9 石墨片的散热原理 石墨散热片就是通过将热量均匀的分布在二维平面从而有效的将热量转移 保证组件在所承受的温度下工作 10 石墨片的散热原理 11 手机测试 功能全开60分钟 使用石墨片 未使用石墨片 12 AL7T 实例详解 13 iPhone4GS 14 三星GALAXYNote 15 小米 第一块在CPU芯片与中间层之间的石墨散热片 16 小米 第二块在屏幕与中间层之间的石墨散热片 17 NEC公司在其生产的手机中 首次采用了热管散热技术 该手机内部内置了液冷系统 在手机内部封入了一条长约10CM的扁平热管 里面充入纯水 当CPU开始发热的时候 纯水会渐渐变成蒸汽 加快将热量传递到手机外壳再散发的速度 这种散热方案使用扁平热管 具有热量扩散能力 减小散热面的热流密度 降低芯片散热路径的热阻 这种方案来源于电脑和笔记本的散热技术缺点 价格贵 良品率低 无法满足大规模需求 未来新型散热 方式 热管散热技术 18 未来新型散热方式 热管散热技术 19 未来新型散热方式 热管散热技术 20 华为2013研究所创新设计一种热能转化电能的充电芯片 当cpu的温度高于某一值时 自动启动充电芯片 给电池进行充电 既降低了cpu温度 又延长了手机的续航时间 该充电芯片是由一个发电板和一个控制器组成 发电板里是纳米级的热磁颗粒 当这些颗粒受热后就会振荡产生电流 充给电池 缺点 目前热电的转换效率还不高 低于15 未来新型散热 方式 热量转换技术 21 GE 通用电气公司 推出的一种新的冷却技术 像信用卡一样薄 该技术将微流体波纹管作为主要材料 提供高速度喷射的空气来冷却周围的电子元件 系统所创建的对流速度是自然对流的10倍以上 以改善热传递 而冷却溶液仅4毫米高 这与传统的冷却技术相比减少了50 的用量 目前需要解决的问题 1 降低电能的消耗 在目前手机锂电池的容量密度情况下 使用风扇会降低待机时间 2 手机厚度上的限制 因为目前GE的产品厚度为4mm 未来新型散热 方式 双压电式冷却技术 22 未来新型散热 方式 双压电式冷却技术 23 1 避免边充电边长时间玩手机 充电中手机电流很多 这个时候使用手机是在充电电流上又增加一个使用电流 按手机设计承受这个电流是没问题的 但是长时间处在这个大电流的工作状态下 发热也很难避免 所以手机充电的时候还是不要玩大型游戏或观看视频 让自己和手机稍事休息 2 避免在一个信号不好的地方打电话 信号不好地方 手机会自动提升自己搜索信号和接受信号功率 在一个大功率的工作状态下 手机会比平时打电话易热 同时辐射也更大 使用耳机 减少了辐射 同时改善了手握手机减弱信号的情况 手机信号也会变好 3 避免同时运行大量应用软件 安卓系统有一个明显特点是 很多应用软件在打开后 你以为自己退出就关闭了