计算机散热装置

1.本发明涉及一种计算机散热装置，特别涉及一种改进的计算机芯片散热装置，属于计算机散热领域。


背景技术：

2.电子计算机在工作工程中会散发出大量的热，其中计算机芯片等计算原件的发热量尤为突出，芯片的运算能力越强，负载越大，其发热量越大，热量的积累会产生高温，过高的温度轻者会影响计算机的正常运行，导致运行速度变慢、蓝屏、死机等故障，重者会烧毁芯片或其配套电路。因此，针对计算机的散热设置尤为重要。
3.目前，现有针对计算机芯片的散热方案最典型的就是利用类似导热胶等物质将散热部件粘在芯片上，芯片工作产生的热量通过散热部件散发，其中，散热部件最常见的就是散热片、散热风扇，散热部件的通常工作状态是随着芯片进入工作状态，散热风扇持续工作，直至芯片掉电。由于这种散热方案的散热效果有限，必须采用较大功率的风扇进行散热，因此势必带来噪音污染的问题，风扇的功率越大，风扇噪音越大，同时，风扇处于常开状态，能耗大，风扇寿命也受到影响，如果风扇维护不及时，就会发生硬件损伤。而且，在一些特定的应用场合，例如笔记本电脑、一体机电脑等对空间设计要求多的情况下，大功率风扇无法满足空间设计的要求。


技术实现要素：

4.本发明计算机散热装置公开了新的方案，采用改进散热效率的芯片散热器与散热控制器相结合，将芯片散热片、辅助散热集块、循环水冷通过智能温控形成分级散热方案，解决了现有方案利用常开的大功率风扇提供风冷散热带来的设备噪音大，风扇能耗高、寿命短以及占用机箱内维度空间的问题。
5.本发明计算机散热装置包括芯片散热器、散热控制器，芯片散热器包括与芯片导热连接的芯片散热片，芯片散热片与多个导热条的一端导热连接，导热条的另一端与辅助散热集块导热连接，辅助散热集块包括多个口型散热条，上述多个口型散热条并排对齐导热连接，导热条内设有导热条内循环管道，芯片散热片内设有散热片内循环管道，辅助散热集块内设有散热集块循环管道，散热片内循环管道通过导热条内循环管道与散热集块循环管道连通，散热集块循环管道与循环驱动器连通。
6.散热控制器包括控制单元、温度传感器、循环驱动器控制电路，温度传感器与芯片导热连接，控制单元根据温度传感器反馈的信息判断芯片温度是否超出低温阈值，控制单元根据芯片温度超出低温阈值外的结果通过循环驱动器控制电路开启循环驱动器，控制单元根据芯片温度回复至低温阈值内的结果通过循环驱动器控制电路关闭循环驱动器。
7.进一步，本方案的导热条内循环管道包括内循环管甲、内循环管乙，散热集块循环管道包括循环管甲、循环管乙，循环驱动器包括水箱甲、水箱乙，循环水泵，水箱甲通过循环水泵与水箱乙连通，水箱甲与循环管甲的一端连通，循环管甲的另一端通过内循环管甲与
散热片内循环管道的一端连通，水箱乙与循环管乙的一端连通，循环管乙的另一端通过内循环管乙与散热片内循环管道的另一端连通。
8.更进一步，本方案的散热片内循环管道和/或上述循环管甲、循环管乙是回形管道结构，水箱甲、水箱乙是具有散热侧面的薄片状的蓄水容器。
9.进一步，本方案的辅助散热集块与辅助散热风扇风冷连接，散热控制器还包括辅助散热风扇控制电路，控制单元根据温度传感器反馈的信息判断芯片温度是否超出辅助风冷阈值，控制单元根据芯片温度超出辅助风冷阈值外的结果通过辅助散热风扇控制电路开启辅助散热风扇，控制单元根据芯片温度回复至辅助风冷阈值内的结果通过辅助散热风扇控制电路关闭辅助散热风扇。
10.更进一步，本方案的辅助散热风扇包括风扇本体、风扇通风底座，风扇本体与风扇通风底座通风连接，风扇通风底座与上述多个口型散热条的一端开口通风连接或与辅助散热集块的顶部形成风冷连接。
11.再进一步，本方案的口型散热条的至少一侧散热面上开设有多个散热孔，散热孔沿口型散热条的长度方向等距间隔排列。
12.更进一步，本方案的芯片散热片上设有芯片风冷器，芯片风冷器包括芯片散热风扇，芯片散热风扇通过芯片散热风扇控制电路与控制单元电控连接，控制单元根据芯片温度超出芯片风冷阈值外的结果通过芯片散热风扇控制电路开启芯片散热风扇，控制单元根据芯片温度回复至芯片风冷阈值内的结果通过芯片散热风扇控制电路关闭芯片散热风扇。
13.再进一步，本方案的芯片风冷器还包括设在芯片散热片与芯片散热风扇间的多排散热翅片，散热翅片与芯片散热风扇风冷连接。
14.再进一步，本方案的芯片散热器还包括设在计算机机箱上的机箱散热风扇，机箱散热风扇通过机箱散热风扇控制电路与芯片散热风扇控制电路电控连接，机箱散热风扇与芯片散热风扇同步启动或关闭。
15.又进一步，本方案的温度传感器包括水银测温计、触发电路，水银测温计包括盛满水银的水银腔，水银腔与测量管连通，触发电路包括低温阈值触发电路、辅助风冷阈值触发电路、芯片风冷阈值触发电路。
16.低温阈值触发电路包括依次电连接的低温阈值触发引脚甲、低温阈值触发器、低温阈值触发引脚乙，低温阈值触发器与控制单元电连接，低温阈值触发引脚甲、低温阈值触发引脚乙设在测量管沿水银受热膨胀的行程的近端的管壁内两侧。
17.辅助风冷阈值触发电路包括依次电连接的辅助风冷阈值触发引脚甲、辅助风冷阈值触发器、辅助风冷阈值触发引脚乙，辅助风冷阈值触发器与控制单元电连接，辅助风冷阈值触发引脚甲、辅助风冷阈值触发引脚乙设在测量管沿水银受热膨胀的行程的中端的管壁内两侧。
18.芯片风冷阈值触发电路包括依次电连接的芯片风冷阈值触发引脚甲、芯片风冷阈值触发器、芯片风冷阈值触发引脚乙，芯片风冷阈值触发器与控制单元电连接，芯片风冷阈值触发引脚甲、芯片风冷阈值触发引脚乙设在测量管沿水银受热膨胀的行程的远端的管壁内两侧。
19.本发明计算机散热装置采用改进散热效率的芯片散热器与散热控制器相结合，将芯片散热片、辅助散热集块、循环水冷通过智能温控形成分级散热方案，在现有计算机芯片
散热方案的基础上增大了散热面，提高了散热效率，再利用散热控制器根据芯片温度的变化智能控制循环水冷开启或关闭，相比现有利用常开大功率风扇提供风冷散热的方案具有噪音低，散热耗能降低，节省机箱内维度空间的特点。
附图说明
20.图1是芯片散热器实例一的主视示意图。
21.图2是芯片散热片、导热条、辅助散热集块装配的主视示意图。
22.图3是芯片散热片、导热条、辅助散热集块装配的左视示意图。
23.图4是芯片散热片、导热条、辅助散热集块装配的仰视示意图。
24.图5是温度传感器的原理图。
25.图6是芯片散热器实例二的主视示意图。
26.其中，
27.100是芯片散热片，101是散热片内循环管道，110是散热翅片，
28.200是导热条，201是内循环管甲，202是内循环管乙，
29.300是辅助散热集块，301是循环管甲，302是循环管乙，310是口型散热条，311是散热孔，320是辅助散热风扇，321是风扇本体，322是风扇通风底座，
30.400是循环驱动器，410是水箱甲，420是水箱乙，430是循环水泵，
31.500是温度传感器，501是水银腔，502是测量管，510是低温阈值触发电路，511是低温阈值触发引脚甲，512是低温阈值触发器，513是低温阈值触发引脚乙，520是辅助风冷阈值触发电路，521是辅助风冷阈值触发引脚甲，522是辅助风冷阈值触发器，523是辅助风冷阈值触发引脚乙，530是芯片风冷阈值触发电路，531是芯片风冷阈值触发引脚甲，532是芯片风冷阈值触发器，533是芯片风冷阈值触发引脚乙。
具体实施方式
32.以下对照附图具体说明。
33.如图1、2、6所示，本发明计算机散热装置包括芯片散热器、散热控制器，芯片散热器包括与芯片导热连接的芯片散热片100，芯片散热片100与多个导热条200的一端导热连接，导热条200的另一端与辅助散热集块300导热连接，辅助散热集块300包括多个口型散热条310，上述多个口型散热条310并排对齐导热连接，导热条200内设有导热条内循环管道，芯片散热片100内设有散热片内循环管道101，辅助散热集块300内设有散热集块循环管道，散热片内循环管道101通过导热条内循环管道与散热集块循环管道连通，散热集块循环管道与循环驱动器400连通。散热控制器包括控制单元、温度传感器500、循环驱动器控制电路，温度传感器500与芯片导热连接，控制单元根据温度传感器500反馈的信息判断芯片温度是否超出低温阈值，控制单元根据芯片温度超出低温阈值外的结果通过循环驱动器控制电路开启循环驱动器400，控制单元根据芯片温度回复至低温阈值内的结果通过循环驱动器控制电路关闭循环驱动器400。
34.上述方案采用改进散热效率的芯片散热器与散热控制器相结合，将芯片散热片100、辅助散热集块300、循环水冷通过智能温控形成分级散热方案。当芯片，例如cup、gpu处于低负荷运行状态下时，仅仅通过经改良的芯片散热片100、辅助散热集块300相结合的散
热方案即可满足芯片散热的要求，具体是通过增大芯片散热片100的散热面积，同时增设辅助散热集块300，将两者通过导热条200连接，这样就大幅扩大了散热的面积，辅助散热集块300由多个口型散热条310组成，口型散热条310的中空通风结构提高了散热效率，也即芯片散热片100、辅助散热集块300的组合方案完全能够满足芯片在低功耗状态下的散热要求。当芯片进入工作状态，芯片的运算负荷升高，发热量上升，此时，温度传感器500将测温数值反馈给控制单元，控制单元判断收到的温度数值是否超出了预设的低温阈值，如果超出低温阈值，则通过循环驱动器控制电路开启循环驱动器400，促使循环冷却液在芯片散热片100、导热条200、辅助散热集块300之间循环流动，提高散热效率，加快芯片散热。当控制单元检测到温度数值回复至低温阈值内，则通过循环驱动器控制电路关闭循环驱动器400，从而节约能耗，降低设备整体噪音。因此，本方案相比现有采用常开大功率风扇散热的方案，增大了散热面，提高了散热效率，同时利用散热控制器根据芯片温度的变化智能控制循环水冷开启或关闭，具有噪音低，散热耗能降低、节省机箱内维度空间的特点。
35.为了实现循环冷却，本方案的导热条内循环管道包括内循环管甲201、内循环管乙202，散热集块循环管道包括循环管甲301、循环管乙302，循环驱动器400包括水箱甲410、水箱乙420，循环水泵430，水箱甲410通过循环水泵430与水箱乙420连通，水箱甲410与循环管甲301的一端连通，循环管甲301的另一端通过内循环管甲201与散热片内循环管道101的一端连通，水箱乙420与循环管乙302的一端连通，循环管乙302的另一端通过内循环管乙202与散热片内循环管道101的另一端连通。开启循环水泵430，循环冷却水依次循环流经水箱甲410、循环管甲301、内循环管甲201、散热片内循环管道101、内循环管乙202、循环管乙302、水箱乙420，从而实现循环冷却的目的。如图2、3、4所示，本方案采用了三个导热条200，因此具有三套上述循环冷却管路，但是本方案并不限于三套，还可以是其它符合设计要求的数量。基于以上方案，为了提高换热效率，提高循环冷却水与芯片的换热量、循环冷却水与辅助散热集块300的换热量以及循环冷却水通过水箱与外界的换热量，本方案的散热片内循环管道101和/或上述循环管甲301、循环管乙302是回形管道结构，水箱甲410、水箱乙420是具有散热侧面的薄片状的蓄水容器。
36.在上述增强散热与水冷散热方案的基础上，为了满足对放热导致的高温进行更好的控制，避免芯片重负荷运行状态下超过预设的温度阈值，造成损伤，本方案还引入了辅助风冷方案。如图1、6所示，辅助散热集块300与辅助散热风扇320风冷连接，散热控制器还包括辅助散热风扇控制电路，控制单元根据温度传感器500反馈的信息判断芯片温度是否超出辅助风冷阈值，控制单元根据芯片温度超出辅助风冷阈值外的结果通过辅助散热风扇控制电路开启辅助散热风扇320，控制单元根据芯片温度回复至辅助风冷阈值内的结果通过辅助散热风扇控制电路关闭辅助散热风扇320。具体是，当芯片进入重负荷工作状态，芯片的运算负荷显著升高，发热量飙升，此时，控制单元收到的温度数值在超出了低温阈值的基础上，进一步超出了预设的辅助风冷阈值，则通过辅助散热风扇控制电路开启辅助散热风扇320，提高散热效率。当控制单元检测到温度数值回复至辅助风冷阈值内，则通过辅助散热风扇控制电路关闭辅助散热风扇320，从而降低风扇产生的噪音，节约能耗，提高风扇的使用寿命。辅助散热风扇320的引入，在对装机空间要求不高的情况下，通过增设风冷，有效改善了芯片在重负荷运行下的散热问题，同时，当芯片脱离重负荷运行状态，或芯片温度得到有效控制后，还可以随机关闭风扇来降噪、节能。
37.基于以上方案，通过对辅助散热风扇320的合理布置能够适应提高散热效果或改善维度空间利用的要求。辅助散热风扇320包括风扇本体321、风扇通风底座322，风扇本体321与风扇通风底座322通风连接，风扇通风底座322与上述多个口型散热条310的一端开口通风连接或与辅助散热集块300的顶部形成风冷连接。如图1所示，辅助散热风扇320设在辅助散热集块300的顶部，风扇与散热面相对，散热效率较高，如图6所示，辅助散热风扇320设在口型散热条310的一端开口处，便于抽出口型散热条310内的空气，有利于带走热量，同时减小了部件的装配高度，节省了维度空间。在此基础上，在引入辅助散热风扇320的前提下，为了改善辅助散热集块300的通风效果，提高散热效率，如图2所示，口型散热条310的至少一侧散热面上开设有多个散热孔311，散热孔311沿口型散热条310的长度方向等距间隔排列。无论将辅助散热风扇320布置在辅助散热集块300的顶部还是一侧都能促进周围的空气带走辅助散热集块300上的热量，显著提高了散热效果。
38.在上述增强散热、水冷散热、辅助风冷方案的基础上，为了满足对放热导致的高温进行更好的控制，避免芯片超负荷运行状态下超过预设的温度阈值，造成损伤，本方案还引入了针对芯片的风冷方案。芯片散热片100上设有芯片风冷器，芯片风冷器包括芯片散热风扇，芯片散热风扇通过芯片散热风扇控制电路与控制单元电控连接，控制单元根据芯片温度超出芯片风冷阈值外的结果通过芯片散热风扇控制电路开启芯片散热风扇，控制单元根据芯片温度回复至芯片风冷阈值内的结果通过芯片散热风扇控制电路关闭芯片散热风扇。具体是，当芯片进入超负荷工作状态，芯片的运算负荷提升至极限，发热量飙升，此时，控制单元收到的温度数值在超出了辅助风冷阈值的基础上，进一步超出了预设的芯片风冷阈值，则通过芯片散热风扇控制电路开启芯片散热风扇，提高散热效率。当控制单元检测到温度数值回复至芯片风冷阈值内，则通过芯片散热风扇控制电路关闭芯片散热风扇，从而降低风扇产生的噪音，节约能耗，提高风扇的使用寿命。芯片散热风扇的引入，在对装机空间要求不高的情况下，通过增设风冷，有效改善了芯片在超负荷运行下的散热问题，同时，当芯片脱离超负荷运行状态，或芯片温度得到有效控制后，还可以随机关闭风扇来降噪、节能。在此基础上，为了提高芯片散热风扇的散热效率，如图2、3、4所示，芯片风冷器还包括设在芯片散热片100与芯片散热风扇间的多排散热翅片110，散热翅片110与芯片散热风扇风冷连接。散热翅片110增加了芯片散热片100的散热面积，同时在芯片散热片100与芯片散热风扇间还形成了过风通道，改善了空气的流动性，提高了散热效果。在此基础上，为了增强机箱内空气与外部空气的对流换热，本方案的芯片散热器还包括设在计算机机箱上的机箱散热风扇，机箱散热风扇通过机箱散热风扇控制电路与芯片散热风扇控制电路电控连接，机箱散热风扇与芯片散热风扇同步启动或关闭。
39.本方案还公开了一种配合实现分级散热目的的温度传感器，如图5所示，温度传感器500包括水银测温计、触发电路，水银测温计包括盛满水银的水银腔501，水银腔501与测量管502连通，触发电路包括低温阈值触发电路510、辅助风冷阈值触发电路520、芯片风冷阈值触发电路530。低温阈值触发电路510包括依次电连接的低温阈值触发引脚甲511、低温阈值触发器512、低温阈值触发引脚乙513，低温阈值触发器512与控制单元电连接，低温阈值触发引脚甲511、低温阈值触发引脚乙513设在测量管502沿水银受热膨胀的行程的近端的管壁内两侧。辅助风冷阈值触发电路520包括依次电连接的辅助风冷阈值触发引脚甲521、辅助风冷阈值触发器522、辅助风冷阈值触发引脚乙523，辅助风冷阈值触发器522与控
制单元电连接，辅助风冷阈值触发引脚甲521、辅助风冷阈值触发引脚乙523设在测量管502沿水银受热膨胀的行程的中端的管壁内两侧。芯片风冷阈值触发电路530包括依次电连接的芯片风冷阈值触发引脚甲531、芯片风冷阈值触发器532、芯片风冷阈值触发引脚乙533，芯片风冷阈值触发器532与控制单元电连接，芯片风冷阈值触发引脚甲531、芯片风冷阈值触发引脚乙533设在测量管502沿水银受热膨胀的行程的远端的管壁内两侧。
40.水银吸收芯片散发的热量后产生膨胀，当芯片温度超出低温阈值后，水银液面沿测量管502前进，从而首先接通低温阈值触发引脚甲511、低温阈值触发引脚乙513，从而触发低温阈值触发器512，此时，控制单元通过循环驱动器控制电路开启循环驱动器400，进入循环水冷模式，如果芯片温度回复至低温阈值内，则水银收缩，从而断开低温阈值触发引脚甲511、低温阈值触发引脚乙513，如果芯片温度持续上升直至超过辅助风冷阈值，水银液面沿测量管502继续前进，从而接通辅助风冷阈值触发引脚甲521、辅助风冷阈值触发引脚乙523，从而触发辅助风冷阈值触发器522，此时，控制单元通过辅助散热风扇控制电路开启辅助散热风扇320，进入循环水冷、辅助风冷模式，如果芯片温度回复至辅助风冷阈值内，则水银收缩，从而断开辅助风冷阈值触发引脚甲521、辅助风冷阈值触发引脚乙523，如果芯片温度持续上升直至超过芯片风冷阈值，水银液面沿测量管502继续前进，从而接通芯片风冷阈值触发引脚甲531、芯片风冷阈值触发引脚乙533，从而触发芯片风冷阈值触发器532，此时，控制单元通过芯片散热风扇控制电路开启芯片散热风扇、机箱散热风扇，进入循环水冷、辅助风冷、芯片风冷、机箱风冷模式，如果芯片温度回复至芯片风冷阈值内，则水银收缩，从而断开芯片风冷阈值触发引脚甲531、芯片风冷阈值触发引脚乙533。因此，本方案公开的温度传感器具有结构简单、可靠、使用寿命长、制造成本低等特点。
41.本方案公开的结构、零部件等除有特别说明外，均可以采用本领域公知的通用、惯用的方案实现。本方案计算机散热装置并不限于具体实施方式中公开的内容，实施例中出现的技术方案可以基于本领域技术人员的理解而延伸，本领域技术人员根据本方案结合公知常识作出的简单替换方案也属于本方案的范围。