一种散热装置及散热背夹的制作方法

1.本技术涉及电子设备配件技术领域，特别是涉及一种散热装置及散热背夹。


背景技术：

2.设备在运行过程中，将不可避免地产生热量，而热量在某些情况下，特别是在设备中包含电子元件时，可能会对设备正常运行造成影响。例如，在cpu(central processing unit，中央处理器)散热欠佳时，可能会发生降频、设备关机等情况，严重时甚至导致设备损毁。
3.本技术发明人经长期研究发现，现有散热装置通常工作在单一模式下对设备进行散热，而无法根据实际情况自适应地调整其散热模式，导致无法确保散热装置的散热效果。有鉴于此，如何提高散热装置的散热效果成为亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.本技术主要解决的技术问题文本是提供一种散热装置及散热背夹，能够提高散热装置的散热效果。
5.为了解决上述技术问题，本技术第一方面提供了一种散热装置，包括：感温元件、主控电路、整流电路和散热组件，感温元件用于感测感温元件所在位置的环境温度；主控电路包括信号输入端和第一控制端，信号输入端与感温元件连接，第一控制端输出脉冲信号；整流电路包括第一输入端和输出端，第一输入端与第一控制端连接，输出端输出直流信号，且整流电路用于基于脉冲信号的占空比调整直流信号的幅值；散热组件与输出端连接，用于在直流信号的驱动下工作。
6.因此，通过感温元件感测其所在位置的环境温度，由于主控电路的信号输入端与感温元件连接，故主控电路的第一控制端所输出的脉冲信号与环境温度相关，且由于整流电路的第一输入端与第一控制端连接，而输出端输出直流信号，且整流电路用于基于脉冲信号的占空比调整直流信号的幅值，故环境温度能够影响直流信号的幅值，在此基础上，散热组件又与输出端连接，从而能够使得散热组件受一定幅值的直流信号的驱动，以一定功率工作，进而散热组件能够根据环境温度自适应地调整其工作功率，有利于提升散热效果。
7.其中，整流电路包括：积分电路、供电电路和分压电路，积分电路包括第一连接端和第一输入端；供电电路包括输出参考电压的第二连接端和输出端；分压电路设置于积分电路与供电电路之间，且分别与第一连接端、第二连接端和输出端连接。
8.因此，积分电路包括第一连接端和第一输入端，供电电路包括输出参考电压的第二连接端和输出端，分压电路设置于积分电路与供电电路之间，且分别与第一连接端、第二连接端和输出端连接，故通过积分电路能够根据脉冲信号的占空比来调整输出端所输出的直流信号的幅值，有利于提升直流信号的稳定性。
9.其中，整流电路还包括设置于供电电路的第二输入端，主控电路还包括第二控制端，第二控制端输出控制信号，供电电路在控制信号的控制下输出参考电压或不输出参考
电压。
10.因此，整流电路还包括设置于供电电路的第二输入端，且主控电路还包括第二控制端，第二控制端输出控制信号，从而供电电路在控制信号的控制下输出参考电压或不输出参考电压，进而主控电路还能够直接控制整流电路工作与否，有利于进一步提升散热效果。
11.其中，分压电路包括第一电阻、第二电阻和第三电阻；其中，第一电阻、第二电阻和第三电阻的一端均连接于第二连接端，第一电阻的另一端连接至输出端，第二电阻的另一端接地，第三电阻的另一端连接于第一连接端。
12.因此，分压电路包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，且第一电阻、第二电阻和第三电阻的一端均连接于第二连接端，第一电阻的另一端连接至输出端，第二电阻的另一端接地，第三电阻的另一端连接于第一连接端，故分压电路一方面能够连接起积分电路和供电电路，另一方面还能够起到分压作用，有利于提升直流信号稳定性。
13.其中，散热组件包括第一数值个散热元件，散热装置包括第一数值个整流电路，主控电路包括第二数值个第一控制端，且第二数值不小于第一数值。
14.因此，散热组件包括第一数值个散热元件，而散热装置包括第一数值个整流电路，主控电路包括第二数值个第一控制端，且第二数值不小于第一数值，故主控电路能够实现对各个散热元件的独立控制，从而一方面能够通过各个散热元件的配合提升散热效果，另一方面由于各个散热元件互不影响也能够提升电路稳定性。
15.其中，第一数值个散热元件包括半导体制冷片和风扇。
16.因此，第一数值个散热元件包括半导体制冷片和风扇，故一方面能够通过半导体制冷片以“主动制冷”的手段实现降温，另一方面能够通过风扇以“搬移热量”的手段实现降温，从而通过多手段降温，有利于提升散热效果。
17.其中，散热装置还包括散热金属层，且半导体制冷片上涂覆有散热凝胶，散热金属层贴设于半导体制冷片远离散热凝胶的一侧，风扇贴设于散热金属层远离半导体制冷片的一侧。
18.因此，散热装置还包括散热金属层，且半导体制冷片上涂覆有散热凝胶，散热金属层贴设于半导体制冷片远离散热凝胶的一侧，风扇贴设于散热金属层远离半导体制冷片的一侧，即散热凝胶、半导体制冷片、散热金属层、风扇依次层叠设置，从而热量能够从散热凝胶转移至半导体制冷片，并从半导体制冷片转移至散热金属层，以及从散热金属层转移至风扇，并被风扇排出，有利于提升散热效果。
19.为了解决上述技术问题，本技术第二方面提供了一种散热背夹，包括外壳以及上述第一方面中的散热装置，且散热装置承载于外壳内。
20.因此，散热背夹包括外壳以及上述第一方面中的散热装置，且散热装置承载于外壳内，故散热背夹能够根据环境温度自适应地调整其工作功率，有利于提升散热效果。
21.其中，散热背夹还包括导热元件，外壳包括散热区，散热区包括相背设置的第一表面和第二表面，且第一表面远离散热装置，第二表面靠近散热装置；其中，导热元件贴设于散热区的第一表面，散热装置贴设于散热区的第二表面。
22.因此，散热背夹还包括导热元件，外壳还包括散热区，散热区又包括相背设置的第一表面和第二表面，且第一表面远离散热装置，第二表面靠近散热装置，导热元件贴设于散
热区的第一表面，散热装置贴设于散热区的第二表面，故能够通过导热元件将热量传递到散热组件，有利于提升热量传递效率，从而有利于提升散热背夹的散热效果。
23.其中，导热元件包括层叠设置的导热垫片和石墨膜；或者，导热元件包括层叠设置的导热垫片和金属膜。
24.因此，导热元件设置为包括层叠设置的导热垫片和石墨膜，或者导热元件设置为包括层叠设置的导热垫片和金属膜，即导热元件为复合材料，有利于提升导热效果。
附图说明
25.图1是本技术散热装置一实施例的示意图；
26.图2是本技术散热装置另一实施例的示意图；
27.图3是本技术散热装置又一实施例的示意图；
28.图4是本技术散热背夹一实施例的示意图。
具体实施方式
29.下面结合说明书附图，对本技术实施例的方案进行详细说明。
30.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透彻理解本技术。
31.本文中术语“系统”和“网络”在本文中常被可互换使用。本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。此外，本文中的“多”表示两个或者多于两个。
32.请参阅图1，图1是本技术散热装置10一实施例的示意图。如图1所示，散热装置10包括感温元件11、主控电路12、整流电路13和散热组件14，感温元件11用于感测感温元件11所在位置的环境温度，主控电路12包括信号输入端120和第一控制端121，信号输入端120与感温元件11连接，第一控制端121输出脉冲信号，整流电路13包括第一输入端131和输出端130，第一输入端131与第一控制端121连接，输出端130输出直流信号，且整流电路13用于基于脉冲信号的占空比调整直流信号的幅值，散热组件14与输出端130连接，用于在直流信号的驱动下工作。需要说明的是，脉冲信号具体可以包括但不限于：pwm(pulse width modulation，脉冲宽度调制)等，在此不做限定。
33.在一个实施场景中，感温元件11可以为温度传感器，温度传感器可以包括但不限于：电阻传感式、热电偶传感式，在此不做限定。具体地，感温元件11可以设置为ntc(negative temperature coefficient，负温度系数)，ntc的阻值随所在位置的环境温度上升而减小。
34.在一个实施场景中，请结合参阅图1，感温元件11的一端可以接地，另一端可以与一电阻r5串联，且该电阻r5的另一端接工作电压vdd，且电阻r5与感温元件11的连接端和主控电路12的信号输入端120连接，从而信号输入端120能够获取到连接端处的电势值，由于r5与感温元件11分压，故该电势值能够反映感温元件11的电阻值，连接端处的电阻值也越大，表示感温元件11的电阻值越大，从而可以根据感温元件11的电阻值来确定感温元件所在位置的环境温度。例如，可以预先采集感温元件11在不同环境温度下的电阻值，从而拟合
得到感温元件11的电阻值与环境温度的映射表，在此基础上，通过查表即可确定当前电阻值下所对应的环境温度。
35.在一个实施场景中，感温元件11所在位置可以根据实际应用来设置。例如，可以设置在散热装置10靠近待散热设备(图未示，如手机、平板电脑、台式计算机等)的一侧，在此不做限定。也就是说，散热装置10可以包含于散热背夹，以为手机、平板电脑等进行散热，散热装置10也可以包含于台式机散热器，以为台式计算机进行散热，具体可以根据实际应用场景进行设置，在此不做限定。
36.在一个实施场景中，请结合参阅图1，为了提高电路集成度，主控电路12可以设置为mcu(micro-controller unit，微控制单元)。例如，可以设置为sg3532、top220等，在此不做限定。
37.在一个实施场景中，也可以采用若干电子元件构成主控电路12。例如，可以采用双比较器构成主控电路12，或者，也可以采用单个运放构成主控电路12，或者，也可以采用cmos(complementary metal oxide semiconductor，互补金属氧化物半导体)构成主控电路12，或者，也可以采用555定时器构成主控电路12，或者，也可以采用双定时器构成主控电路12，在此不做限定。上述由若干电子元件所构成的主控电路12均可实现输出脉冲信号，主控电路12的具体电路结构，可以参阅脉冲电路的相关技术细节，在此不再赘述。
38.在一个实施场景中，主控电路12的信号输入端120在获取到环境温度之后，可以基于环境温度在第一控制端121输出脉冲信号。以主控电路12采用mcu为例，mcu可以存储有环境温度与占空比的映射表，并根据获取到的环境温度在映射表查询到对应的占空比，从而在第一控制端121输出对应占空比的脉冲信号，或者，以主控电路12采用若干电子元件构成为例，若干电子元件中还可以包括可调节电阻，从而可以根据环境温度增大/减小可调节电阻，以改变第一控制端121输出的脉冲信号的占空比，具体可以参阅脉冲电路相关技术细节，在此不再赘述。
39.在一个实施场景中，请继续结合参阅图1，整流电路13可以包括积分电路13a、供电电路13b和分压电路13c，积分电路13a包括第一连接端133和第一输入端131，供电电路13b可以包括输出端130和输出参考电压v
fb
的第二连接端134，分压电路13c设置于积分电路13a和供电电路13b之间，且分别与第一连接端133、第二连接端134和输出端130连接。
40.在一个具体的实施场景中，脉冲信号的频率大于积分电路的截止频率fc，其中，截止频率fc＝1/(2πrc)，r表示图1中电阻r4的阻值，c表示图1中电容器c的电容。在此情况下，电压跟随器正相端电压v
x
可以表示为v
x
＝vdd
×
duty，duty表示脉冲信号的占空比，vdd表示主控电路12的输入电压。积分电路的具体原理，可以参阅积分电路的相关技术细节，在此不再赘述。
41.在一个具体的实施场景中，供电电路13b可以由电源适配器提供，例如，电源适配器可以连接(如，通过通用串行接口连接)外部电源，并将外部电源转换为至少一路信号，以输出参考电压，如可以输出n路幅值为5v的参考电压，或输出m路幅值为2v的参考电压，在此不做限定。
42.在一个具体的实施场景中，如图2所示，分压电路可以包括13c可以包括第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3，第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3的一端均连接于第二连接端134，第一电阻r1的另一端连接至输出端130，第二电阻r2的另一端接地，第三电阻r3
的另一端连接于第一连接端133。在此基础上，可以得到输出端130所输出的直流信号的幅值v
out
＝v
fb
×
(1+r1/r2+r1/r3)-vdd
×
duty
×
(r1/r3)，具体计算原理可以参阅kcl电路原理，在此不再赘述。需要说明的是，上述公式中r1、r2、r3分别表示第一电阻r1的阻值，第二电阻r2的阻值，第三电阻r3的阻值，v
fb
表示参考电压。由此可见，直流信号的幅值v
out
与脉冲信号的占空比duty成反比，故主控电路12通过调节第一控制端121输出的脉冲信号的占空比，即可调节直流信号的幅值，以改变散热元件的工作电压，从而改变其工作功率，进而能够根据环境温度调节散热强度，即能够在严重发热的情况下，提高散热强度，以提升散热效果，充分满足散热需求，并在轻微发热的情况下，降低散热强度，以减少耗电，降低因过度散热而产生冷凝水的概率，提升散热装置10的使用寿命。
43.在一个具体的实施场景中，可以在不同环境温度下预先测试散热组件所需的工作电压。以散热组件14包括半导体制冷片和风扇为例，可以预先测试在不同环境温度下，半导体制冷片和风扇分别所需的工作电压，在此基础上，再带入上述直流信号的幅值v
out
的计算公式中，即可求得不同环境温度下脉冲信号的占空比，从而主控电路12可以根据感温元件11实测出来的环境温度查询到对应的占空比，并在第一控制端121输出对应占空比的脉冲信号，进而使得散热装置10能够支持多种工作模式。请参阅表1，表1为散热装置10的工作模式表，如表1所示，散热装置10能够支持多种工作模式，且工作模式的总数n具体可以根据实际需要进行设置，如可以设置为4、5、6等，在此不做限定。
44.表1散热装置10的工作模式表
45.散热组件工作模式1工作模式2工作模式3
……
工作模式n半导体制冷片v
out
＝x
1vout
＝x
2vout
＝x
3 v
out
＝xn风扇v
out
＝y
1vout
＝y
2vout
＝y
3 v
out
＝yn46.在一个实施场景中，为了提高电路集成度，整流电路13可以包括开关选择电路(图未示)和若干供电电路(图未示)，且若干供电电路提供不同幅值的直流信号。开关选择电路设有第一输入端131，与第一控制端121连接，且开关选择电路还包括若干选择端，且每一选择端分别与不同供电电路的其中一端连接，不同供电电路的另一端连接至输出端130，第一输入端131在接收到脉冲信号之后，可以基于脉冲信号的占空比选择其中一个选择端导通，从而实现根据脉冲信号的占空比调整直流信号的幅值。需要说明的是，开关选择电路可以包括但不限于cd4051等，在此不做限定。此外，若干供电电路可以提供包括但不限于0.5v、1v、1.5v、2v等不同幅值的直流信号，具体可以根据实际需要进行设置，在此不做限定。
47.在一个实施场景中，整流电路13还可以包括设置于供电电路13b的第二输入端132，主控电路12还可以包括第二控制端122，第二控制端122输出控制信号，供电电路13b在控制信号的控制下输出参考电压或不输出参考电压。需要说明的是，在供电电路13b输出参考电压的情况下，整流电路13能够正常输出直流信号，而在供电电路13b不输出参考电压的情况下，整流电路13不能正常输出直流信号。此外，控制信号具体可以包括高电平信号、低电平信号中任一者，供电电路13b可以在高电平信号的控制下输出参考电压，而在低电平信号的控制下不输出参考电压。
48.在一个实施场景中，散热组件14可以包括第一数值个散热元件，如可以包括半导体制冷片和风扇，在此不做限定。在此基础上，散热装置10可以包括第一数值个整流电路13，主控电路12可以包括第二数值个第一控制端121，且第二数值不小于第一数值。请结合
参阅图2，图2是散热装置10另一实施例的示意图，如图2所示，散热组件14可以包括半导体制冷片和风扇共计2个散热元件，散热装置10可以包括2个整流电路13，且主控电路12可以包括2个第一控制端121，其中一个第一控制端121与其中一个整流电路13连接，另一个第一控制端121与另一个整流电路13连接。具体地，主控电路12其中一个第一控制端121可以与其中一个整流电路13的第一输入端131连接，其中一个第二控制端122可以与其中一个整流电路13的第二输入端132连接，该整流电路13的输出端130与半导体制冷片连接，主控电路12另一个第一控制端121可以与另一个整流电路13的第一输入端131连接，另一个第二控制端122可以与另一个整流电路13的第二输入端132连接，该整流电路13的输出端130与风扇连接，在此情况下，输出端130输出的直流信号的幅值越大，半导体制冷片和风扇的工作功率越大。此外，主控电路12的信号输入端120与感温元件11连接。具体可以参阅前述相关描述，在此不再赘述。此外，如图2所示，散热装置10还可以包括电源，电源可以来自于外部适配器，以为主控电路12和整流电路13供电，如前所述，外部适配器可以提供多路直流电压，以作为供电电路13b的参考电压v
fb
，以及主控电路的输入电压vdd。
49.在一个实施场景中，请结合参阅图3，图3是本技术散热装置10又一实施例的示意图。如图3所示，散热装置10还可以包括散热金属层15，半导体制冷片16上涂覆有散热凝胶17，散热金属层15贴设于半导体制冷片16远离散热凝胶17的一侧，风扇18贴设于散热金属层15远离半导体制冷片16的一侧。具体地，散热凝胶17用于吸收热量，半导体制冷片16用于将热量从散热凝胶17转移至散热金属层15，散热金属层15用于吸收热量，风扇18用于将散热金属层15吸收的热量进行散热。需要说明的是，散热金属层15可以由铜、铝等导热性能较佳的金属制成，具体材质在此不做限定。此外，如图3所示，感温元件11与半导体制冷片16之间的距离大于预设阈值，以尽可能地降低半导体制冷片16的制冷量对感温元件11测温精度的影响。具体地，可以在散热金属层15上设置一承载件(如图中斜线阴影填充矩形所示)，承载件可以由塑料等材质制成，以承载感温元件11，其具体材质在此不做限定。
50.上述方案，通过感温元件11感测其所在位置的环境温度，由于主控电路12的信号输入端120与感温元件11连接，故主控电路12的第一控制端121所输出的脉冲信号与环境温度相关，且由于整流电路13的第一输入端131与第一控制端121连接，而输出端130输出直流信号，且整流电路13用于基于脉冲信号的占空比调整直流信号的幅值，故环境温度能够影响直流信号的幅值，在此基础上，散热组件14又与输出端130连接，从而能够使得散热组件14受一定幅值的直流信号的驱动，以一定功率工作，进而散热组件14能够根据环境温度自适应地调整其工作功率，有利于提升散热效果。
51.请参阅图4，图4是本技术散热背夹20一实施例的示意图。如图4所示，散热背夹20可以包括外壳21(如图中加粗实线所示)以及上述任一实施例所述的散热装置10，且散热装置10承载于外壳21内。具体的，散热背夹20可以用于为手机、平板电脑等电子设备散热，在此不做限定。需要说明的是，图4中并未示意诸如主控电路12、整流电路13等电子电路，为了提高电路集成度，以减小散热背夹20体积，可以将主控电路12、整流电路13等电子电路集成于诸如pcb(printed circuit board，印刷电路板)等电路板中，在此不做限定。
52.在一个实施场景中，外壳21可以包括一对夹持部211，用于夹持待散热设备。
53.在一个实施场景中，外壳21可以包括一个通风口212，且风扇18暴露于通风口212设置，以将热量通过通风口212排出。
54.在一个实施场景中，散热背夹20还可以包括导热元件22，外壳21还可以包括散热区213，如图中虚线矩形框所述区域，散热区213包括相背设置的第一表面2131和第二表面2132，且第一表面2131远离散热装置10，第二表面2132靠近散热装置10，导热元件22贴设于散热区213的第一表面2131，散热装置10贴设于散热区213的第二表面2132。
55.在一个具体的实施场景中，导热元件22可以包括层叠设置的导热垫片和石墨膜。需要说明的是，导热垫片可以包括但不限于陶瓷颗粒填充硅胶片，在此不做限定。
56.在一个具体的实施场景中，导热元件22可以包括层叠设置的导热垫片和金属膜。需要说明的是，金属膜可以包括但不限于铜箔、铝箔等，在此不做限定。
57.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，电路或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性、机械或其它的形式。
58.作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。
59.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
60.集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本技术各个实施方式方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。