一种电子设备的导热结构以及监控设备的制作方法

本实用新型涉及电子设备领域，尤其涉及一种电子设备的导热结构以及监控设备。

背景技术：

电子芯片的工作温度一般在-10℃到80℃，芯片的集成度越来越高，随之而来的是工作状态下芯片的温度也不断升高，导致芯片的性能急剧下降。另一方面，应用于中国北方、北欧、北美等极寒地区时，设备的环境温度过低，易导致设备无法正常启动。

目前，基本方案为通过加热装置对设备内部器件进行升温。在低温加热时，主要是对设备内部的电子器件进行加热，通常是通过加热薄膜加热PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)从而使芯片温度升高，或者加热设备内部空气进而使电子器件的温度升高。

现有技术中，设备的导热装置在低温加热时，加热PCB芯片升温的响应时间长，热量易散发，加热效率较低；加热设备内部空气的能量损失较大甚至无法满足低温启动的需求，加热的效率更低。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种电子设备的导热结构以及监控设备，解决了现有技术中电子设备低温启动过程中芯片的加热效率低、浪费的能量较多的的问题。

本实用新型方法包括：

一种电子设备的导热结构，包括：

壳体及位于所述壳体内部的印刷电路板PCB、设置于所述PCB上的主芯片、为所述主芯片加热的加热装置、相变导热装置及加热控制装置；

所述加热控制装置，与所述加热装置电相连用于控制所述加热装置的通电情况，当检测到温度低于第一阈值时，使所述加热装置通电；

所述相变导热装置，与所述壳体的内壁固定连接且与所述加热装置接触，所述相变导热装置内部填充相变材料，所述相变材料的凝固点温度高于所述第一阈值以使所述加热装置在加热时减少热量的外散。

可选的，所述加热控制装置，还用于：

当检测到温度高于第二阈值时，使所述加热装置停止通电；

所述相变材料在温度大于第三阈值时为液体状态或气体状态从而将所述主芯片的热量传导到壳体外部；

所述第二阈值大于所述第一阈值，且所述第三阈值大于或等于所述第二阈值。

可选的，所述加热装置为加热薄膜，所述加热薄膜设置于所述主芯片远离所述PCB的一面上，且位于所述主芯片与所述相变导热装置之间。

可选的，所述相变导热装置为一凹型结构，所述相变导热装置的两端与所述壳体的内壁连接，所述相变导热装置的底面与所述主芯片接触。

可选的，所述相变导热装置内部为毛细吸液芯结构。

可选的，所述相变导热装置与所述加热装置之间设置有导热材料。

可选的，所述加热装置覆盖所述主芯片的中心区域，所述导热材料接触所述主芯片的边缘区域。

可选的，所述导热材料为导热硅胶垫。

一种监控设备，所述监控设备内部包括上述导热结构。

本实用新型实施例提供的导热结构，在壳体内的PCB上依次设置主芯片、加热装置、相变导热装置及加热控制装置。其中，加热装置用于为主芯片加热，并通过加热控制装置，控制加热装置的通电情况。具体为当加热控制装置检测到温度低于第一阈值，即主芯片的温度过低，一般为设备刚启动时，向加热装置通电，此时电流产生的热量通过加热装置传到主芯片上，使主芯片温度升高。相变导热装置，与所述壳体的内壁固定连接，且与所述加热装置接触。相变导热装置内部填充有相变材料，该相变材料的凝固点温度高于第一阈值。这样，在装置低温启动时，相变导热装置内部填充的相变材料为固体状态，传热性能低，抑制导热，阻隔了加热装置与设备外部的热量的传递，使得加热装置向相变导热装置传导的热量不易散发出去，保证了大部分加热装置产生的热量向主芯片传导，增加了主芯片升温的效率，减少了能量的损失。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一中导热结构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二中导热结构的结构示意图；

图3为现有技术中一种导热结构的结构示意图；

图4为本实用新型实施例三中导热结构的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了方便起见，以下说明中使用了特定的术语体系，并且这并不是限制性的。措词“左”、“右”、“上”和“下”表示在参照的附图中的方向。措词“向内”和“向外”分别是指朝着以及远离描述的对象及其指定部分的几何中心。术语包括以上具体提及的措词、其衍生物以及类似引入的措词。

本实用新型实施例中的导热结构可以应用在电子设备例如监控设备的内部，由于监控设备大多在室外使用，那么在寒冷的冬天，尤其是在中国北方，北欧北美等极寒地区，室外温度极低，监控设备无法正常启动。在监控设备的摄像机内部设置本实用新型实施例中的导热结构，可以在监控设备低温启动的状态下加热设备的主芯片，保证监控设备的正常工作，还能在设备内部温度升高后，向外散热。

如图1所示，为本实用新型实施例一提供的一种电子设备的导热结构，包括：壳体1及位于所述壳体1内部的PCB2、设置于所述PCB2上的主芯片3、用于为主芯片3加热的加热装置4、相变导热装置5及加热控制装置，其中，加热控制装置未在图中显示。

所述加热控制装置，与所述加热装置4电相连，用于控制加热装置4的通电情况，当检测到温度低于第一阈值时，使加热装置4通电；

所述相变导热装置5，与所述壳体1的内壁固定连接且与所述加热装置4接触，所述相变导热装置5内部填充相变材料，所述相变材料的凝固点温度高于所述第一阈值以使所述加热装置4在加热时减少热量的外散。

本实用新型实施例提供的导热结构，在壳体内的PCB2上依次设置主芯片3、加热装置4、相变导热装置5。其中，加热装置4用于为主芯片3加热，并通过加热控制装置，控制加热装置4的通电情况。具体为当加热控制装置检测到温度低于第一阈值，即主芯片3的温度过低，一般为设备刚启动时，向加热装置4通电，此时电流产生的热量通过加热装置4传到主芯片3上，使主芯片3温度升高。相变导热装置5，与所述壳体1的内壁固定连接，且与所述加热装置4接触。相变导热装置5内部填充有相变材料，该相变材料的凝固点温度高于第一阈值。这样，在装置低温启动时，相变导热装置5内部填充的相变材料为固体状态，传热性能低，抑制导热，阻隔了加热装置4与设备外部的热量的传递，使得加热装置4向相变导热装置5传导的热量不易散发出去，保证了大部分加热装置4产生的热量向主芯片3传导，增加了主芯片3升温的效率，减少了能量的损失。

另一方面，本实用新型实施例提供的导热结构，不仅能够在低温启动的状态下加热设备的主芯片3，还能在设备内部温度升高后，向外散热。

所述加热控制装置，还用于当检测到温度高于第二阈值时，使所述加热装置4停止通电；

所述相变材料在温度大于第三阈值时为液体或气体状态从而将所述主芯片3的热量传导到壳体1外部；

所述第二阈值大于所述第一阈值，且所述第三阈值大于或等于所述第二阈值。

相变材料是指随温度变化而改变物质状态并能提供潜热的物质。转变物理性质的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。最常见的相变材料即为水，当温度低至0℃时，水由液态变为固态(结冰)，当温度高于0℃时水由固态变为液态(溶解)。在结冰过程中放出热能量，而在溶解过程中吸收大量的热能量。

具体来说，设备低温启动后，主芯片3的温度持续升高，当加热控制装置检测到温度高于第二阈值时，这里的第二阈值大于第一阈值，此后主芯片3无需加热，则停止向加热装置4通电。相变导热装置5内部填充的相变材料，在温度大于第三阈值时为液体状态或气体状态，由于相变材料在由固体状态变为液体状态，甚至继续变为气体状态时，需吸收大量的热量，能带走主芯片3上的热量，且液体或气体的流动性能高，可以将内部的热量通过壳体1向外部散发出去。这样，在设备持续工作以致内部温度不断升高，超过了第三阈值后，相变材料可以将设备高效散热，保证了高温时设备的散热。因此，本实用新型实施例中的导热装置，即可在温度过低时加热主芯片3，保证电子设备的正常启动，又可在设备内部温度过高时向外散热，兼顾了高效加热和散热的功能，克服了现有技术的局限性。

本实用新型实施例中的相变导热装置为金属材质，内部为毛细吸液芯结构，在毛细吸液芯中填充有相变材料，比如可以为水。当设备内部温度升高时，毛细吸液芯的结构可以使相变材料由固体状态迅速变为液体状态或气体状态。且液体状态或气体状态的相变材料，可以将毛细吸液芯作为冷凝液从冷凝段回流到蒸发段所需要的通道，并且汽液分界面上的表面毛细孔产生的毛细抽吸力可帮助冷凝液回流。这样，可以克服重力方向对相变导热装置传热性能的影响。此外，液体或气体的流动性增强，也增加了相变导热装置良好的散热性能。

进一步地，本实用新型实施例二中相变导热装置5为一凹型结构，如图2所示，这种结构能更好地适应于设备的安装。所述相变导热装置5的两端与所述壳体1的内壁连接，所述相变导热装置5的底面与所述加热装置4接触。这样，在温度较高时，相变导热装置5可以直接将主芯片3上的热量传递到壳体1上，并通过壳体1将热量散发出去，保证了主芯片3的散热。

由于在低温状态下有相变导热装置5阻碍加热装置温度的外散，本实用新型实施例可以将加热装置4设置在主芯片3上，直接加热主芯片3。

此时，所述加热装置4为加热薄膜，其厚度小于1mm，一般为0.3mm。加热薄膜选用高导热系数的薄膜材料，如铜膜，其在厚度方向的导热热阻较小，可以便于加热和散热。所述加热薄膜设置于所述主芯片3远离所述PCB2的一面上，且位于所述主芯片3与所述相变导热装置5之间。

现有技术中由于主芯片3与PCB2在设备内部为主芯片3相较于PCB2位于更外部的位置，如图3所示。为了防止加热装置4的热量向外发散，加热装置4是设置在PCB2位于远离主芯片3的一面上。通过加热PCB2，间接的将热量传送给主芯片3，使主芯片3的温度升高。这样一来，加热的响应时间较长，热能损失大。本实用新型实施例中，由于存在相变导热装置5抑制加热装置4热量向外传递，因此可以将加热薄膜设置在主芯片3上，直接加热主芯片3，达到主芯片3快速升温的效果，减少了热量的损失。

进一步地，所述相变导热装置5与所述加热装置4之间还设置有导热材料6，如图4所示。本实用新型实施例三中，所述加热装置4覆盖所述主芯片3的中心区域，所述导热材料6接触所述主芯片3的边缘区域，该导热材料选用为导热硅胶，由于硅胶的材质较为柔软，为ShoreOO 10至30左右硬度，可以很好地填充相变导热装置5与主芯片3之间的接触面的间隙，将空气挤出接触面，因为空气会严重阻碍热量在接触面之间的传递。并且，通过设置导热硅胶材料，不仅可以真正做到面与面的直接接触，还可以消除两个接触面之间的公差影响。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。