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[導讀]手機處理器的性能提升不可避免地帶來了發(fā)熱問題。5G網(wǎng)絡的出現(xiàn)令手機增加了更多的天線接收信號,高速網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸也讓手機的溫度隨之增加。另外,現(xiàn)在手機使用的玻璃材質(zhì)是和金屬材質(zhì)相比,散熱速度明顯更慢,這些都對手機的散熱能力提出了更高的要求。今日,雷軍在其微信公眾號正式宣布,小米推出一...



手機處理器的性能提升不可避免地帶來了發(fā)熱問題。5G網(wǎng)絡的出現(xiàn)令手機增加了更多的天線接收信號,高速網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸也讓手機的溫度隨之增加。另外,現(xiàn)在手機使用的玻璃材質(zhì)是和金屬材質(zhì)相比,散熱速度明顯更慢,這些都對手機的散熱能力提出了更高的要求。今日,雷軍在其微信公眾號正式宣布,小米推出一項面向未來的散熱技術——環(huán)形冷泵散熱技術。據(jù)悉,該項技術將于2022年下半年量產(chǎn)落地,雷軍還發(fā)布了一則視頻,一起來感受下:(源自雷軍公眾號)

“環(huán)形冷泵散熱技術”的工作原理是什么

據(jù)了解,“環(huán)形冷泵散熱技術”參考航天衛(wèi)星散熱方式,將冷卻液抽至手機發(fā)熱區(qū),通過汽液相變,讓熱量高速傳導,形成順暢的單向冷卻環(huán)路。實現(xiàn)兩倍于VC的散熱能力,是迄今為止手機最強被動散熱系統(tǒng)!

據(jù)介紹,環(huán)形冷泵由蒸發(fā)器、冷凝器、補償腔以及蒸氣和液體管道組成,蒸發(fā)器處于手機主板熱源區(qū)域,當處理器等熱源高負載運行時,冷液蒸發(fā)為汽態(tài),通過自然膨脹驅(qū)動氣流進入蒸氣管道。

當蒸汽流入冷凝器后,凝結(jié)成液,通過毛細力吸入液體管道進而回到補償腔為蒸發(fā)器進行冷液補給,如此循環(huán),無需外加動力。(源自雷軍公眾號)從工作原理上來,環(huán)形冷泵散熱技術的相變原理與VC液冷相同,但由于結(jié)構(gòu)不同,實際效果大不一樣。常規(guī)VC液冷由于無法汽液分離,所以向冷凝器移動的熱蒸汽和向蒸發(fā)器回流的冷液體相向運動,相互阻礙,在高負載情況下容易出現(xiàn)液體回流困難。同時,環(huán)形冷泵由于特殊蒸汽管道設計,氣道阻力大幅降低30%,蒸汽流通更流暢,從而可以實現(xiàn)熱量定向遠距離冷端輸送,使最大傳熱功率提升100%。

汽液單向流通,「特斯拉閥」結(jié)構(gòu)立大功

為何環(huán)形冷泵中的汽液可以單向流通?最重要設計就是在補償腔內(nèi)增加「特斯拉閥」結(jié)構(gòu)。

何謂「特斯拉閥」?其實這是一種類似單向閥效果的結(jié)構(gòu),液體通過特斯拉閥從液體管道向蒸發(fā)器正向流通時正常放行,而蒸汽從蒸發(fā)器向補償器逆向流通時,依靠特斯拉閥內(nèi)特殊設計讓蒸汽回流互懟無法正常流通,進而實現(xiàn)單向流通的效果,大大提高氣液循環(huán)效率。

(源自雷軍公眾號)雷軍還介紹到,通過將小米MIX 4魔改,將散熱部分更換為環(huán)形冷泵,在《原神》游戲30分鐘測試下,,在60幀 最高畫質(zhì)下可滿幀持續(xù)運行,機身最高溫度47.7℃,相較普通驍龍888手機機身最高溫度低5℃,甚至比游戲手機有著更好的幀率發(fā)熱表現(xiàn)。(源自雷軍公眾號)得益于特斯拉閥帶來的熱量單向流通、汽液分離和低阻力汽道設計,小米自研環(huán)形冷泵的形態(tài)可以更加自由,幾乎可以實現(xiàn)在機身內(nèi)部任意形態(tài)的堆疊。例如可以做成“口”型,通過中空形態(tài)為電池增加厚度,提升電池容量;做成“凸”型則在增大電池的同時,為超大相機模組留出空間,堆疊想象空間客觀。當前主流手機散熱技術四大類
手機搭載散熱系統(tǒng)是大部分手機的剛需,也是手機行業(yè)的趨勢走向,散熱技術也成為目前影響手機性能發(fā)揮的關鍵點之一,現(xiàn)在主流手機散熱技術可分為以下四種:液冷散熱液冷散熱依賴的是一種叫做「熱管」的元件,本質(zhì)上是含有液體的中空閉合管道,液體在管路的蒸發(fā)段蒸發(fā)吸熱,成為氣體到管路的冷凝段冷凝成液體放熱。電腦端的液冷散熱中的冷卻液常用材料是水,手機端要求比PC端更高,常用油質(zhì)材料作為冷卻液。液冷散熱的優(yōu)點在于使用壽命長和設置靈活,液冷散熱可以放在手機內(nèi)部任何需要散熱的位置,同時因為技術相對成熟,成本也比較小一些。石墨烯散熱這是目前最常見的一種散熱方式,屬于手機內(nèi)部的散熱形式,依靠的是石墨烯的高導熱性。003.webp石墨烯材質(zhì)擁有耐高溫、良好的導熱性、化學穩(wěn)定性等,目前是性價比最高的手機散熱材料。石墨烯的特性讓它具有天生的散熱能力,其散熱系數(shù)是銅的2~5倍,但密度卻只有銅的1/10~1/4,質(zhì)量上更輕,同時石墨烯易于加工,可根據(jù)需要定制形狀大小,可塑性好,還有屏蔽電磁波等優(yōu)點。VC均熱板散熱VC均熱板散熱又稱真空腔均熱板散熱技術,是一個內(nèi)壁具有微細結(jié)構(gòu)的真空腔體,通常由銅制成。004.webp當熱量由熱源傳導至VC腔體時,腔體里的冷卻液受熱后開始產(chǎn)生氣化現(xiàn)象,液體氣化吸熱,凝結(jié)后的冷卻液會借由微結(jié)構(gòu)的毛細管道(整個循環(huán)的驅(qū)動力是毛細力),再回到蒸內(nèi)發(fā)熱源處,此過程可以不斷反復進行。VC均熱板是目前最新的第三代散熱技術,可以被看作銅管液冷的升級技術,兩者雖然都是氣液相力)再回到蒸內(nèi)發(fā)熱源反復進變的原理,不同的是:熱管只有單一方向的有效導熱能力,而VC均熱板升級到整個面,可以更快的將熱量從四面八方帶走。均熱板會隨不同元器件尺寸的大小而有不同的設計,制作工藝相較復雜,制作成本較高,常用于需要控制體積、且需快速散熱的手機產(chǎn)品。其他散熱技術還有一些散熱方式,也有必要和大家說說。005.webp比如導熱凝膠散熱,這種方式和電腦類似,都是將散熱硅脂涂抹在處理器上,使熱量能夠被迅速吸收并傳遞出去,加快散熱進程。3目前,各品牌手機應用的散熱技術不盡相同,為了讓散熱性能更強,有些手機會采用組合方式將這些散熱技術搭配使用,優(yōu)勢互補。總之,散熱體系是手機體驗中不可或缺的一項技術。特別是步入5G時代后,手機散熱能力的強弱,直接影響到用戶體驗。相信接下來會有越來越多的手機廠商重視手機散熱技術。END




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