電子裝置的散熱系統的製作方法
2023-10-08 03:39:29 1
專利名稱：電子裝置的散熱系統的製作方法
技術領域：
本實用新型是關於電子裝置的散熱系統，尤其是關於在不同環境下仍能保持散熱效果的裝置。
背景技術：
當電子裝置運轉時，因電子零件工作，內部會產生熱量。尤其如投影機在使用時，除電子零件運作時所發出的熱量外，內部的投射燈泡更會產生大量的熱量。這些發出來的熱量需要藉助散熱系統幫助散熱，以避免內部過熱影響電子組件的壽命。甚至超越系統使用溫度，而使得該電子裝置無法使用。在眾多散熱方法中，利用空氣冷卻為主要的方法之一。利用風扇將機殼外的冷空氣導入，將電子裝置內部所產生的熱量導出機殼之外，即可以達到冷卻系統的效果。
圖1為先前技術中的散熱系統示意圖。電子裝置有機殼10，機殼上有進風口132和出風口134。機殼內於進風口132附近有風扇122，用以導引氣流進由進風口132進入機殼10；出風口134附近有風扇124，導引氣流由出風口134流出機殼10。當風扇122和124轉速越快時，散熱效果越好，但是噪音會隨風扇轉速變快而加大。因此為了避免噪音過高，當內部溫度較低時，風扇122和124的轉速較低，風扇轉速可以達到適當的散熱效果。當內部溫度升高時，再加快風扇122和124轉速，達到預期的散熱效果。溫度和風扇轉速的關係由微處理器102控制。為此，有一溫度檢測器104位於進風口132附近，所測量的溫度經由線路112送至微處理器102。經由線路114和116，微處理器102傳送控制訊號給風扇122和124以控制其轉速。微處理器102內部儲存一溫度與轉速的關係，該關係可對應成一曲線，如圖2所示。
圖2為微處理器102內部所儲存的溫度與風扇轉速的關係圖。其中R0為系統開始供應電源時，風扇運轉的速度，當溫度檢測器104所檢測到的溫度在T0值以下，風扇轉速會維持較低的轉速R0。當溫度檢測器104到的溫度提升到Ta時，微處理器102會提高風扇122和124的轉速至Ra，以提升散熱的效率；當溫度檢測器104測量的溫度達到Tb時，微處理器102更提高風扇122和124的轉速至Rb，所以溫度檢測器104所檢測到的溫度在T0與Tm之間，微處理器102會依其內部的溫度與轉速的相互關係調整風扇122和124的轉速，而當檢測的溫度超過Tm，此時風扇轉速到達Rm便不再增加。因Rm為風扇122和124的轉速極限，僅能維持Rm的轉速。所以該電子裝置正常工作的溫度不能超過Tm。
圖3為散熱系統的運作流程圖。首先在步驟202中，溫度檢測器測量溫度T。接著在步驟204中，將溫度T送至微處理器102。在步驟206中，微處理器102判斷溫度T是否高於T0值，此T0值為事先建立於微處理器102內。當溫度T小於T0值時，則進行步驟208，微處理器不會提高風扇的轉速，而保持R0的轉速。當T大於T0值時，在步驟210中，微處理器判斷溫度T是否低於Tm，此Tm值為事先建立於微處理器102內。當檢測器量測量的溫度T在Tm之上，則進行步驟212，微處理器無法提高風扇的轉速，而保持Rm的轉速。經由上述步驟後，當溫度T在於T0與Tm之間，則微處理器判斷溫度T是否有改變，如步驟214所示。若無改變則保持現有轉速，如步驟216所示。如有所改變，則依據微處理器內所建立的溫度與轉速相對關係，由此關係找出對應的轉速，由微處理器經由線路114和116傳送控制訊號給風扇122和124，調整兩風扇轉速，以達到預定的散熱效果，如步驟218所示。
然而電子裝置的使用的環境並非固定不變，例如在氣壓低於一大氣壓的地方使用電子裝置。由於氣壓較低，空氣較稀薄，此時利用空氣散熱的散熱系統將面臨考驗。當氣壓低於一大氣壓時，同樣的風扇轉速，所能的氣流量會較一大氣壓下所能產生的小。如此一來，如圖1的裝置將會有散熱效果不佳的問題。由於空氣稀薄，風扇所產生的氣流較小，散熱氣流所能帶走的熱量較小，散熱效果不佳，但是於此同時溫度檢測器104測量溫度不變，微處理器102不會升高風扇122及124轉速。但是內部的熱量持續累積，如此一來，電子系統會發生因熱量過高的問題，如零件老化或是超過其工作溫度，系統因而無法正常運作。
發明內容
本實用新型的目的在於讓電子裝置的散熱系統在不同環境下，仍能保持預期的散熱效果。
本實用新型的進一步目的為讓電子裝置，在處於高地且氣壓低，空氣稀薄的環境下，能夠與平地常壓環境下得到相同散熱效果。
該電子裝置的散熱系統包括一機殼；一位於該機殼上的進風口；一位於該機殼上的出風口；一安置於該機殼內的第一風扇，該第一風扇導引空氣自該進風口流入該機殼，並導引空氣自該出風口流出該機殼；一安置於該機殼靠近該進風口處並用於測量一第一溫度的第一溫度檢測器；一安置於該機殼靠近該出風口處並用於測量一第二溫度的第二溫度檢測器；以及一位於該機殼內的微處理器，該微處理器控制該第一風扇轉速，且內部建立有多組的第一溫度與第一風扇轉速相對關係，該多組相對關係依據該第一溫度與該第二溫度不同而相異，其中該微處理器以第二溫度與該第一溫度比值來確定該第一風扇轉速。
圖1為先前技術中的用於電子裝置的散熱系統；圖2為先前技術中的內建於微處理器的溫度與風扇轉速關係圖；圖3為先前技術的散熱系統的運作流程圖；圖4為本實用新型的第一實施例，以風扇322和風扇324來導引空氣流經機殼內部；圖5為本實用新型中，內建於微處理器的溫度T1與風扇轉速關係圖；圖6為本實用新型的第二實施例，以風扇324來導引空氣流經機殼內部；圖7為本實用新型的散熱系統運作流程圖。
組件符號說明10機殼102微處理器104溫度檢測器 112、114、116線路122、124風扇 132進風口
134出風口30機殼 302微處理器304第一溫度檢測器 306第二溫度檢測器312、314、316、318線路 322、324風扇332進風口 334出風口具體實施方式
本實用新型的目的在於不同的環境，尤其是不同的氣壓下，散熱系統仍能維持預設的散熱效果。在進風口和出風口分別設置溫度檢測器。藉由兩個溫度檢測器測量的溫度來調整風扇轉速，改善在高空環境散熱效果不佳的缺點。
請參考圖4，圖4為本實用新型的一較佳實施例。在電子裝置的機殼30上，有一進風口332和一出風口334。進風口332和出風口334的位置根據電子裝置的設計而定。風扇322和風扇324分別為安置於進風口332和出風口334處。風扇322導引空氣經由進風口332進入機殼30，風向如箭頭所示。風扇324則導引機殼內的空氣由出風口324流出，風向如箭頭所示。
為了控制風扇的運轉，機殼內有一微處理器302經由線路316及318分別傳送控制訊號至風扇322和324，以控制風扇的轉速。為了了解機殼外流入以及機殼內流出的空氣溫度，第一和第二溫度檢測器分別設置在機殼內靠近進風口332及出風口334。其中第一溫度檢測器測量第一溫度T1，在第二溫度檢測器測量第二溫度T2，並且經由線路312及線路314送入微處理器302。微處理器根據第一溫度檢測器和第二溫度檢測器所測量的溫度，來控制風扇轉速，達到預期的散熱效果。
控制的方法如圖5所示，其中風扇轉速R0及Rm分別為風扇的最低及最高轉速，此時第一溫度檢測器檢測到的溫度T1分別等於T0值與Tm1值。曲線1代表在一般的狀況下，如電子裝置在氣壓為一大氣壓的環境下使用，風扇轉速與第一溫度的關係。當電子裝置使用環境不同，例如使用環境氣壓較低，像在氣壓為679毫巴(mbar)而空氣較稀薄時，系統內的累積熱量無法有效的靠現有風扇轉速產生的氣流帶走。必須提高風扇的轉速，帶走更大量的熱量。亦即須將風扇轉速與溫度的關係調整為曲線2，曲線2代表氣壓變低時風扇轉速與溫度的關係。曲線1和曲線2的風扇運作的方式與圖2相同。
至於微處理器調整選擇曲線2的方式是當第一溫度檢測器檢測量的溫度T1為介於T0及Tm1間的Tc，相對於曲線1與曲線2的風扇轉速分別為Rc1、Rc2。微處理器具有在溫度Tc的判斷值MC1與MC2，會先判斷溫度比值(T2/T1)與MC1與MC2與哪一個判斷值較接近，為在第一檢測器檢測到溫度TC時用來判斷曲線1或曲線2使用的基準。如果溫度比值(T2/T1)接近判斷值MC1，則採用曲線1的溫度轉速關係調整風扇轉速至Rc1。如果溫度比值(T2/T1)接近判斷值MC2，則採用曲線2的溫度轉速關係調整風扇轉速為Rc2，若該散熱系統具有另一第二風扇位於入風口，則該微處理器302在調整第一風扇的同時亦可同時調整第二風扇的轉速。
圖5中使用了兩組曲線為例子，曲線1和曲線2分別代表處於兩種不同大氣壓環境下，檢測溫度與風扇轉速的對應關係。基於本實用新型的概念，可依據不同的大氣壓的環境，使用兩條以上的曲線和兩組以上的判斷值。如此該電子裝置可在各種不同大氣壓下對風扇轉速作更精確的調整。
圖6為本實用新型的另一較佳實施例，和圖4不同之處在於導引空氣的風扇數目為一個。風扇324的位置配合進風口322及出風口324的位置而定，以達到導引空氣流向的目的。如圖6所示，風扇324接近出風口334，當風扇324運轉並導引空氣由出風口334流出時，在機殼30外的冷空氣會經由進風口332流入機殼30內，如此達到空氣循環並且散熱的目的。其餘的部分和圖4相同，在此不加以贅述。設置風扇的目的在於導引空氣，電子裝置內設置一個以上的風扇即可達到此目的。因此只要以一個以上風扇來導引空氣以冷卻機殼內部，並且於進風口及出風口設置溫度檢測器的散熱系統，皆在本實用新型保護的範圍之內。
圖7為本實用新型的散熱系統的流程圖。當電子裝置運作時，如步驟402，在第一溫度檢測器304測量溫度T1，在第二溫度檢測器306測量溫度T2。接著在步驟404中，將第一溫度T1及第二溫度T2送至微處理器302。在步驟406中，微處理器判斷溫度T1是否高於T0值，此T0值為事先建立於微處理器302內。當檢測器量測到的溫度T1小於在T0值，則進行步驟408，微處理器不會提高風扇的轉速，而保持R0的轉速。之後在步驟410中，微處理器判斷溫度T1是否低於Tm1。此Tm1值為事先建立於微處理器102內。當檢測器量測到的溫度T大於Tm1值，則進行步驟412，微處理器無法提高風扇的轉速，而保持Rm的轉速。
如果溫度T1介於溫度T0及Tm1之間，在步驟414中，比較溫度比值(T2/T1)是否接近判斷值MC1或MC2。此兩個值為事先為事先設於微處理器302中，作為當溫度T1＝TC時來判斷用使用溫度-轉速關係曲線1或是溫度-轉速關係曲線2之用。如果溫度比值(T2/T1)接近於MC2，則進行步驟416，判斷溫度T1是否改變。如果溫度T1改變，則進行步驟420，根據曲線2來改變風扇轉速為相對溫度的轉速。如果在步驟416中，溫度T1沒有變化，則維持風扇現有轉速，如步驟424所示。如果在步驟414中，溫度比值(T2/T1)接近於MC1，則進行步驟418，判斷溫度T1是否改變。如果溫度T1改變，則進行步驟422，根據曲線1，改變風扇轉速為相對溫度的轉速。如果於步驟418中，溫度T1沒有變化，則維持風扇現有轉速，如步驟426所示。
本實用新型的特徵在於以出風口溫度和進風口溫度的比值，作為微處理器判斷散熱效果的依據。溫度與風扇轉速關係曲線和判斷值的數目，可依據電子裝置需要及微處理器的記憶容量設計。並不局限於2條曲線及2個判斷值。藉由比較第二溫度及第一溫度比值和多個判斷值的大小關係，選擇其中一組溫度與風扇轉速關係作為調整風扇轉速的標準，皆屬於本實用新型所保護的範圍。
本技術領域的普通技術人員應該清楚了解，本實用新型可以在不脫離本實用新型的精神與範圍之下，以其它許多特定形式加以實施。因此，現在提供的實施例應當被當作說明，而不是限制，本實用新型不受說明書中所給的細節所局限，可隨在本實用新型權利要求書範圍內做等同的代換與修改。
權利要求1.一種用於一電子裝置的散熱系統，所述散熱系統包括一機殼；一位於所述機殼上的進風口；一位於所述機殼上的出風口；一安置於所述機殼內的第一風扇，所述第一風扇導引空氣自所述進風口流入所述機殼，並導引空氣與自所述出風口流出所述機殼；一安置於所述機殼靠近所述進風口處並用於測量一第一溫度的第一溫度檢測器；一安置於所述機殼靠近所述出風口處並用於測量一第二溫度的第二溫度檢測器；以及一位於所述機殼內的微處理器，所述微處理器控制所述第一風扇轉速，且內部建立有多組的第一溫度與第一風扇轉速相對關係，所述多組相對關係依據所述第一溫度與所述第二溫度不同而相異，其中所述微處理器以第二溫度與所述第一溫度比值來確定所述第一風扇轉速。
2.如權利要求1所述的散熱系統，其特徵在於所述微處理器還包含多組判斷值，以所述第二溫度與所述第一溫度的比值最接近所述判斷值來確定所述第一風扇轉速。
3.如權利要求1所述的散熱系統，其特徵在於所述第一風扇安置在接近所述出風口處。
4.如權利要求3所述的散熱系統，其特徵在於還包含一第二風扇，該第二風扇安置在所述進風口處，導引空氣流入所述機殼。
5.如權利要求4所述的散熱系統，其特徵在於所述微處理器同時調整所述第二風扇轉速。
專利摘要一種用於電子裝置的散熱系統，該電子裝置包括一上面有一進風口和一出風口的機殼；一個安置於機殼內的風扇，該風扇導引空氣自進風口流入機殼中，且導引空氣自出風口流出機殼外；安置於該機殼靠近進風口處且測量第一溫度的第一溫度檢測器；安置於機殼靠近出風口處且測量第二溫度的第二溫度檢測器；先根據第一溫度找出多組與第二溫度相關的風扇轉速，再將第二溫度與第一溫度的比值與判斷值比較並選取一風扇轉速，電子裝置會根據所選的關係曲線調整風扇轉速，以達到預期散熱效果。
文檔編號H05K7/20GK2565238SQ0223697
公開日2003年8月6日 申請日期2002年6月10日 優先權日2002年6月10日
發明者賴志敏, 趙仁成 申請人:明基電通股份有限公司