冷却装置和电子设备的制作方法

1.本技术属于电子设备技术领域，具体涉及一种冷却装置和一种电子设备。


背景技术：

2.智能手机的快速发展，使得人们的日常生活越来越离不开手机。手机从最开始的打电话，发短信等简单功能，慢慢发展到拍照录像，上网，看电影，视频聊天，玩大型手游等等，功能越来越多，运算速度越来越快，发热量越来越大。但是，手机的尺寸有限，其散热表面积基本不变甚至减小，使得手机内外部温度越来越高，手机的散热效果差。


技术实现要素：

3.本技术旨在提供一种电子设备，至少解决现有技术中，电子设备的散热效果差的问题之一。
4.为了解决上述技术问题，本技术是这样实现的：
5.第一方面，本技术实施例提出了一种冷却装置，用于电子设备，电子设备包括热源件和冷却件，冷却装置包括：冷却主体，冷却主体包括流道和磁流体，磁流体位于流道内，流道包括第一导流段和第二导流段，第一导流段位于热源件处，第二导流段位于冷却件处；磁性件，位于冷却主体的一侧。
6.第二方面，本技术实施例提出了一种电子设备，包括：热源件；冷却件；及如第一方面任一实施例的冷却装置。
7.在本技术的实施例中，冷却装置用于电子设备，电子设备包括热源件和冷却件，冷却装置包括冷却主体和磁性件。
8.具体地，冷却主体包括流道和磁流体，磁流体充盈于流道内。磁性件给磁流体提供外加强磁场，磁性件的磁感线可以穿透流道直接作用于流道内的磁流体，也即，磁流体在外磁场中被磁化。
9.具体地，进一步限定流道的第一导流段、第二导流段、冷却件和热源件的配合结构，使得第一导流段位于热源件处，第二导流段位于冷却件处。由于电子设备工作时，热源件会产生热量，产生的热量能够加热第一导流段内的磁流体，冷却件能够降低第二导流段内的磁流体的温度，故而，第一导流段内的磁流体处的温度较高，第二导流段内的磁流体处的温度较低。也就是说，第一导流段处为热源区，第二导流段处为冷却区。
10.该设置会导致冷却区处的磁流体的磁化强度明显高于热源区处的磁流体的磁化强度。也即，在磁流体内产生温度梯度，由于热磁效益，处于不同温度区的磁流体磁化强度具有明显的差异，磁化强度的差异导致施加于磁流体微元的磁体积力大小不同而出现宏观的压力梯度，冷却区处的流体的磁力较大，故而，会推动磁流体向热源区处运动，实现磁流体在流道中循环运动，这样就能源源不断的将热源件产生的热量带到远处冷却区散掉，降低热源件处的温度，达到电子设备散热的目的。也就是说，在外磁场和温度场的协同作用下，实现流道内热磁对流，实现主动液冷循环散热。
11.该设置有效利用了热源件工作所产生的热量，实现热磁对流，变废为宝，不需额外提供驱动磁流体运动的器件投入，在保证电子设备的散热效果的同时，有利于降低电子设备的生产成本，且具有结构简单、无振动及无噪声的优点。
12.本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
13.本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
14.图1是本技术的磁流体热磁对流原理图；
15.图2是本技术的热磁对流回路示意图；
16.图3是根据本技术一个实施例的电子设备的部分结构示意图；
17.图4是根据本技术一个实施例的冷却装置、热源件和冷却件的结构示意图；
18.图5是根据本技术一个实施例的冷却装置的结构示意图。
19.附图标记：
20.图3至图5中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：
21.100电子设备，112框体，114支架，120热源件，130冷却主体，132流道，133第一板体，134第一导流段，135第二板体，136第二导流段，138磁流体，140磁性件，142罩体，144磁性部，150冷却区，160热源区，170冷却装置，180冷却件。
具体实施方式
22.下面将详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
23.本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
24.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
25.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本
申请中的具体含义。
26.下面结合图1至图5描述根据本技术实施例的冷却装置170和电子设备100。
27.如图3、图4和图5所示，根据本技术一些实施例的冷却装置170，用于电子设备100，电子设备100包括热源件120和冷却件180，冷却装置170包括：冷却主体130，冷却主体130包括流道132和磁流体138，磁流体138位于流道132内，流道132包括第一导流段134和第二导流段136，第一导流段134位于热源件120处，第二导流段136位于冷却件180处；磁性件140，位于冷却主体130的一侧。
28.在具体应用中，冷却装置170用于电子设备100，电子设备100包括热源件120和冷却件180，冷却装置170包括冷却主体130和磁性件140。
29.具体地，冷却主体130包括流道132和磁流体138，磁流体138充盈于流道132内。磁性件140给磁流体138提供外加强磁场，磁性件140的磁感线可以穿透流道132直接作用于流道132内的磁流体138，也即，磁流体138在外磁场中被磁化。
30.具体地，进一步限定流道132的第一导流段134、第二导流段136、冷却件180和热源件120的配合结构，使得第一导流段134位于热源件120处，第二导流段136位于冷却件180处。由于电子设备100工作时，热源件120会产生热量，产生的热量能够加热第一导流段134内的磁流体138，冷却件180能够降低第二导流段136内的磁流体138的温度，故而，第一导流段134内的磁流体138处于较高的温度，第二导流段136内的磁流体138处于较低的温度。也就是说，第一导流段134处为热源区160，第二导流段136处为冷却区150。
31.该设置会导致冷却区150处的磁流体138的磁化强度明显高于热源区160处的磁流体138的磁化强度。也即，在磁流体138内产生温度梯度，由于热磁效益，处于不同温度区的磁流体138磁化强度具有明显的差异，磁化强度的差异导致施加于磁流体138微元的磁体积力大小不同而出现宏观的压力梯度，冷却区150处的流体的磁力较大，故而，会推动磁流体138向热源区160处运动，实现磁流体138在流道132中循环运动，这样就能源源不断的将热源件120产生的热量带到远处冷却区150散掉，降低热源件120处的温度，达到电子设备100散热的目的。也就是说，在外磁场和温度场的协同作用下，实现流道132内热磁对流，实现主动液冷循环散热。
32.该设置有效利用了热源件120工作所产生的热量，实现热磁对流，变废为宝，不需额外提供驱动磁流体138运动的器件投入，在保证电子设备100的散热效果的同时，有利于降低电子设备100的生产成本，且具有结构简单、无振动及无噪声的优点。且强制对流换热效率高，换热功率大，能迅速把电子设备100的热量带走，降低电子设备100在高载游戏或者超级快充时的温度，确保手机安全快速地长时间高性能运行和大功率充电。
33.可以理解的是，电子设备100包括热源件120和冷却件180，热源件120工作能够产生热量，冷却件180工作所产生的热量小于热源件120工作所产生的热量，也即，热源件120和冷却件180的工作温度具有差异，冷却件180的“冷却”是相对于热源件120的工作温度而言的。第一导流段134内的磁流体138流至第二导流段136处后，磁流体138的温度会大于冷却件180的温度，故而，冷却件180能够降低第二导流段136内的磁流体138的温度。
34.具体地，冷却件180包括电池，热源件120包括芯片。当然，冷却件180可以是远离热源的区域或者部件，比如电池，框体或者支架等；热源件120可以是中央处理器(central processing unit，cpu)芯片，快速充电芯片，或者高像素摄像头等。
35.磁流体138兼具块状磁体的磁性和液体的流动性，在外磁场和温度梯度的作用下会产生宏观对流，热磁对流是一种简单可靠的能量自主传递过程。磁流体138也叫做磁性液体，这种液体的磁性不是指液体原子的磁矩按铁磁性排列而产生的液态铁磁性，而是来源于弥散于液体当中的单畴磁性微粒对外加磁场的响应。因此，磁性液体是一种稳定的胶体系统。
36.磁流体138兼有磁性与流动性，在外加磁场的作用下可以被控制、定位、定向与移动。磁流体138在外磁场中被磁化。如果处于外磁场中的磁流体138内温度具有不均匀性，不同位置的磁化强度差异可能导致宏观的压力梯度而驱动流体运动，这就是热磁对流现象。
37.具体地，磁流体138包括锰锌铁氧体，锰锌铁氧体的颗粒粒径大于0nm，且小于等于20nm。磁流体138的基液包括以下任一种或其组合：水基、乙二醇基及煤油基，磁流体138的基液可提升导热效果。也即，磁流体138为温度敏感型磁流体。温度敏感型磁流体对温度敏感。
38.如图1所示，将温度敏感型磁流体置于外磁场中，对其一端加热，另一端冷却，会导致低温端流体的磁化强度明显高于另一端流体的磁化强度，使得作用在低温端流体的磁力较大，推动磁流体138向高温端运动。这就是管内热磁对流的宏观效果。
39.温度敏感型磁流体具有较低的居里温度，因此其工作的温度范围可以在居里温度附近，而磁介质在居里温度附近时其热磁系数很大，导致了这种流体的磁化强度对温度较为敏感。因此，较小的温度变化可使温度敏感型磁流体138的磁化强度发生显著变化，其热磁对流现象也就十分明显。如果热磁对流现象发生在闭合的回路通道内，就可促使流体循环流动。
40.如图2所示，将磁流体138作为流动介质放入闭合回路内，对其施加磁场将流体磁化，并对回路的一部分加热而冷却另一部分，在磁流体138内产生温度梯度，就会出现如下结果：处于不同温度区的流体磁化强度出现明显的差异，磁化强度的差异导致施加于流体微元的磁体积力大小不同，而出现宏观的压力梯度，推动磁流体138在回路中做循环运动。
41.热磁对流回路中的磁流体138在没有机械驱动部件的情况下，仅靠外加的磁场和内部的温度差异提供动力。流体的运动由温度差异导致并强化，运动的结果则是减小这种差异，最终达到稳定的状态。稳定运动的流体连续不断地从热端带走热量，在冷端释放，而后再次回到热端吸收能量，周而复始，实现能量的自主传递。
42.在一些实施例中，如图4和图5所示，冷却主体包括：第一板体133，第一板体133设有蚀刻槽；第二板体135，第二板体135与蚀刻槽之间围合形成流道132。
43.在具体应用中，冷却主体130包括第一板体133和第二板体135，第一板体133设有蚀刻槽，第二板体135与蚀刻槽之间围合形成流道132。该设置在保证流道132成型的有效性的同时，能够简化冷却主体130的加工工艺，降低加工难度，有利于降低生产成本。
44.具体地，第一板体133上刻蚀出流道132的一部分，再通过高温高压焊接将第一板体133和第二板体135互相密封。该设置使得没有任何外露管道和接口部件，避免漏液风险，系统的可靠性和长期稳定性好。
45.具体地，冷却主体130是在均热板的基础上而改进的，第一板体133和第二板体135密封连接形成均热板。均热板的本质就是板材里面具有散热夹层(散热铜网或者散热毛细结构)。相当于本技术的思路就是把散热夹层换成了磁流体138，效果更好。
46.在一些实施例中，如图4和图5所示，磁性件140设置于冷却主体130靠近第一导流段134的一侧，磁性件140的磁感线能够穿透第一板体133和第二板体135并作用于磁流体138。
47.在具体应用中，通过限定磁性件140和第一导流段134的配合结构，使得磁性件140设置于冷却主体130靠近第一导流段134的一侧，该设置会导致冷却区150处的磁流体138的磁化强度明显高于热源区160处的磁流体138的磁化强度。为推动磁流体138向热源区160处运动提供了结构支撑。
48.在一些实施例中，如图4所示，磁性件140和冷却主体130沿垂直于电子设备100的厚度的方向布置。
49.在具体应用中，通过合理设置磁性件140和冷却主体130的配合结构，使得磁性件140和冷却主体130沿垂直于电子设备100的厚度的方向布置。如图4所示，沿第二方向，磁性件140位于冷却主体130的一侧。
50.或者，如图4所示，沿第一方向，磁性件140位于冷却主体130的一侧。
51.也就是说，磁性件140地设置不会在电子设备100的厚度方向占用电子设备100内部的空间。该设置能够合理利用电子设备100的现有内部空间，不会增大电子设备100的厚度，在提升产品的使用性能的同时，有利于降低产品的改造成本。且外磁场靠近冷却区更一步有利于磁流体循环运动的开展。
52.在一些实施例中，如图4和图5所示，第一导流段134位于第二导流段136和磁性件140之间。
53.在具体应用中，具体限定第一导流段134、第二导流段136和磁性件140的位置关系，如，第一导流段134位于第二导流段136和磁性件140之间。
54.具体地，沿垂直于电子设备100的厚度方向，磁性件140位于冷却主体130的一侧，且第一导流段134位于第二导流段136和磁性件140之间。
55.或者，沿电子设备100的厚度方向，磁性件140位于冷却主体130的一侧，且第一导流段134位于第二导流段136和磁性件140之间。
56.具体地，如图4所示，沿第一方向，热源件120位于磁性件140的中心线的一侧。该设置便于产生更明显的热磁对流效果，能够增加磁流体138的流速和换热量。如图5所示，磁性件140处的箭头指示了磁感线的方向，流道132内的箭头指示了磁流体138的流动方向。
57.在一些实施例中，如图3、图4和图5所示，磁性件140包括：罩体142，罩体142包括具有开口的腔体，开口朝向第一导流段134；磁性部144，位于腔体内。
58.在具体应用中，磁性件140包括罩体142和磁性部144。罩体142包括具有开口的腔体，磁性部144位于罩体142的腔体内，且罩体142的开口朝向第一导流段134。罩体142对位于其内的磁性部144具有保护及隔磁的作用，也即，罩体142为隔磁罩。该设置在保证磁性部144的磁感线可以穿透流道132直接作用于流道132内的磁流体138的情况下，可以有效避免磁性部144对电子设备100内的其他部件产生影响，为电子设备100工作的稳定性及可靠性提供结构支撑。
59.具体地，罩体142包括隔磁片，隔磁片的表面围成具有开口的腔体。
60.具体地，磁性部144包括以下任一种或其组合：钕铁硼永磁体、铝镍钴永磁体、钐钴永磁体、铁氧体永磁体及电磁体。
61.在一些实施例中，如图3、图4和图5所示，流道132为环形流道，流道132的折弯处平滑过渡。
62.在具体应用中，通过合理设置流道132的结构，使得流道132为环形流道，也即，流道132为闭合的回路通道，第一导流段134和第二导流段136的位置不同，以满足推动磁流体138由冷却区150向热源区160处运动，以使磁流体138在流道132中循环运动的使用需求。
63.进一步地，流道132的折弯处平滑过渡，能够降低磁流体138的流动阻力。以使磁流体138能够在流道132中顺畅流动。
64.在一些实施例中，如图4和图5所示，第一导流段134的过流截面面积，大于第二导流段136的过流截面面积。
65.在具体应用中，通过合理设置第一导流段134和第二导流段136的配合结构，使得第一导流段134的过流截面面积，大于第二导流段136的过流截面面积。也即，第一导流段134的流道132的宽度要大于第二导流段136的流道132的宽度。该设置能够增加流道132内的磁流体138与热源件120的接触面积，进而能够带走热源件120处更多的热量，有利于提升散热效率，可保证磁流体138由冷却区150向热源区160处运动的动力需求。
66.或者，第一导流段134呈“s”状延伸，该设置有利于增大第一导流段134的长度，能够增加流道132内的磁流体138与热源件120的接触面积，进而能够带走热源件120处更多的热量。
67.或者，第一导流段134呈“s”状延伸，且第一导流段134的过流截面面积，大于第二导流段136的过流截面面积。该设置有利于增大第一导流段134的长度，且，第一导流段134的流道132的宽度要大于第二导流段136的流道132的宽度，能够增加流道132内的磁流体138与热源件120的接触面积，进而能够带走热源件120处更多的热量。
68.在一些实施例中，如图4和图5所示，第二导流段136呈“s”状延伸。
69.在具体应用中，通过合理设置第二导流段136的结构，使得第二导流段136呈“s”状延伸。有利于增大第二导流段136的长度，能够增加流道132内的磁流体138在温度较低处的流动时间，进而有利于增加磁流体138的换热时间，让电子设备100内部冷却换热更加充分，有利于提升电子设备100的换热效率。
70.或者，第二导流段136的过流截面面积，大于第一导流段134的过流截面面积。也即，第二导流段136的流道132的宽度要大于第一导流段134的流道132的宽度。该设置能够增加流道132内的磁流体138的换热面积，让电子设备100内部冷却换热更加充分，有利于提升电子设备100的换热效率。
71.或者，第二导流段136的过流截面面积，大于第一导流段134的过流截面面积，且第二导流段136呈“s”状延伸。有利于增大第二导流段136的长度，能够增加流道132内的磁流体138在温度较低处的流动时间，有利于增加磁流体138的换热时间，且能够增加流道132内的磁流体138的换热面积，让电子设备100内部冷却换热更加充分。
72.具体地，流道132上设有注液口，通过抽真空的方式注入磁流体138后，再把注液口以焊接的方式焊接密封。以保证流道132的气密性。使得没有任何外露管道和接口部件，避免漏液风险。
73.如图3所示，根据本技术一些实施例的电子设备100，包括：热源件120；冷却件180；及如上述任一实施例的冷却装置170。
74.本技术提供的电子设备100因包括任一实施例的冷却装置170，因此具有上述冷却装置170的全部有益效果，在此不做一一陈述。
75.具体地，冷却装置170的第一导流段134位于热源件120处，冷却装置170的第二导流段136位于冷却件180处。
76.在一些实施例中，电子设备100，还包括：框体112，冷却主体130和磁性件140中的至少一个固定于框体112。
77.在具体应用中，对冷却主体130和磁性件140的设置位置进行限定，具体地，电子设备100还包括框体112，冷却主体130和磁性件140中的至少一个固定于框体112，也即，框体112作为冷却主体130和/或磁性件140的安装载体。
78.在一些实施例中，如图3所示，电子设备100，还包括：支架114；框体112，位于支架114的周侧，冷却主体130和磁性件140均固定于支架114。
79.在具体应用中，电子设备100包括支架114和框体112，框体112位于支架114的周侧，并使冷却主体130和磁性件140均固定于支架114。也即，支架114作为冷却主体130和磁性件140的安装载体。
80.具体地，电子设备100包括：手机、电子书、平板电脑、笔记本电脑、便携台式机、导航产品、电视、电动汽车、电动自行车。
81.当然，该电子设备100还可包括可穿戴设备，如，智能手表、智能手环及智能项链等等，在此不一一列举。
82.具体地，如图3至图5所示，电子设备100包括磁性件140、冷却主体130、冷却件180和热源件120。
83.电子设备100还包括框体112，或者电子设备100还包括支架114和框体112。磁性件140和冷却主体130中的至少一个固定在框体112，或者磁性件140和冷却主体130均固定在支架114上。固定方式包括以下任一种或其组合：粘接、焊接和通过紧固件紧固连接。
84.磁性件140用于给磁流体138提供外加强磁场。磁性件140包括罩体142和磁性部144。磁性部144包括以下任一种或其组合：钕铁硼永磁体、铝镍钴永磁体、钐钴永磁体、铁氧体永磁体及电磁体。罩体142具有隔磁作用，罩体142只朝向磁流体138一面开放，可以避免磁性部144对电子设备100内的其他部件产生影响。
85.冷却主体130包括流道132和磁流体138。流道132包括第一导流段134和第二导流段136，第一导流段134位于热源件120处，第二导流段136位于冷却件180处。冷却主体130包括第一板体133和第二板体135，第一板体133设有蚀刻槽，第二板体135与蚀刻槽之间围合形成流道132。通过高温高压焊接将第一板体133和第二板体135互相密封。焊接前预留注液口，后续抽真空注入磁流体138再把注液口焊接密封死，没有任何外露管道和接口部件，避免漏液风险，系统的可靠性和长期稳定性好。
86.第一板体133和第二板体135均包括无氧铜板体或奥氏体不锈钢板体等等，其他对磁性免疫的金属板体都在本技术的保护范围内，磁性件140的磁感线可以穿透第一板体133和第二板体135直接作用在磁流体138上。
87.磁流体138包括锰锌铁氧体，锰锌铁氧体的颗粒粒径大于0nm，且小于等于20nm。磁流体138的基液包括以下任一种或其组合：水基、乙二醇基及煤油基，磁流体138的基液可提升导热效果。当然，也可以采用导热性更好的其他基液提升导热效果。
88.流道132为环形流道，流道132的折弯处平滑过渡，也即，折弯处都做光滑倒角，以降低磁流体138流动阻力。第一导流段134需要进行加宽，主要是为了增加与热源件120的接触面积，带走热源件120更多的热量。第二导流段136需要做长，主要目的是为了增加换热时间，让电子设备100的内部冷却换热更加充分。
89.热源件120位于磁性件140的中心线的一侧，便于产生更明显的热磁对流效果，增加磁流体138的流速和换热量。利用热源要散出的热量实现热磁对流，变废为宝，不需要额外供电。
90.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
91.尽管已经示出和描述了本技术的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本技术的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由权利要求及其等同物限定。