專利名稱：可變化為容納電動(dòng)流體空氣推進(jìn)器或機(jī)械式空氣推進(jìn)器的電子系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及熱量管理，更具體地，涉及作為熱量管理方案的一部分的微尺度冷卻裝置，其產(chǎn)生離子和電場(chǎng)以推動(dòng)產(chǎn)生流體流動(dòng)(如空氣流動(dòng))進(jìn)行散熱。
背景技術(shù)：
無(wú)論是電子、光學(xué)或機(jī)械的許多裝置或系統(tǒng)可以包括、提供或需要空氣或其它流體的強(qiáng)制流動(dòng)。在某些情況下，強(qiáng)制流動(dòng)用于冷卻或者緩和由裝置或系統(tǒng)內(nèi)的熱源所產(chǎn)生的熱。在這種情況下，冷卻或熱量緩和可以有助于防止裝置過(guò)熱、減少熱量的熱點(diǎn)、對(duì)溫度敏感裝置提供所需的熱穩(wěn)定性、改善長(zhǎng)期可靠性或者提供其它好處。在某些情況下，強(qiáng)制流動(dòng)可以是所述裝置或系統(tǒng)的主要功能?，F(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)知道使用風(fēng)扇、鼓風(fēng)機(jī)或其它類似的機(jī)械式運(yùn)動(dòng)裝置來(lái)提供冷卻空氣流；然而，這種裝置一般工作壽命有限、往往會(huì)產(chǎn)生不希望有的噪音或振動(dòng)、消耗功率或受其它設(shè)計(jì)問(wèn)題困擾。此外，這種裝置通常會(huì)對(duì)其提供冷卻空氣流的系統(tǒng)帶來(lái)幾何尺寸、夕卜形因素和/或布局等制約?，F(xiàn)代消費(fèi)電子裝置的尺寸已成為重要的市場(chǎng)區(qū)別要素，這些制約特別對(duì)現(xiàn)代消費(fèi)電子裝置構(gòu)成問(wèn)題。在一些應(yīng)用中，使用離子流式空氣推進(jìn)器例如電動(dòng)流體(EHD)裝置或電液動(dòng)力 (EFD)裝置可以使冷卻效率提高，并且降低振動(dòng)、功耗、電子器件溫度和噪音的產(chǎn)生。這樣的配置可以降低EHD裝置的成本、減小裝置尺寸、厚度或體積，并且在某些情況下可以改善電子裝置的性能或用戶的體驗(yàn)。一般地，EHD技術(shù)使用離子流原理來(lái)產(chǎn)生流體(例如空氣分子)。使用流體的離子運(yùn)動(dòng)的原理構(gòu)造的裝置在文獻(xiàn)中具有不同的稱謂離子風(fēng)機(jī)、電風(fēng)機(jī)、電暈風(fēng)泵、電-流體-力學(xué)(EFD)裝置、電動(dòng)流體(EHD)推進(jìn)器和EHD氣泵。該技術(shù)的某些方面也已被開發(fā)用于稱為靜電空氣清潔器或靜電除塵器的裝置中。因此，本領(lǐng)域中尋求在傳統(tǒng)機(jī)械式風(fēng)扇冷卻的應(yīng)用中實(shí)施EHD空氣推進(jìn)器冷卻的改進(jìn)方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明總體上涉及EHD型空氣推進(jìn)器與電子系統(tǒng)的整合，尤其涉及將機(jī)械式空氣推進(jìn)器或EHD空氣推進(jìn)器結(jié)合各種電子組件容納在有限的安裝體積內(nèi)的技術(shù)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，流動(dòng)路徑、管道系統(tǒng)、通風(fēng)邊界和/或EHD和機(jī)械式空氣推進(jìn)器在電子裝置的外殼內(nèi)的安放都可以影響熱量管理方案的效率。特別是，對(duì)于希望在熱工作機(jī)殼的一部分上使用強(qiáng)制對(duì)流冷卻的電子裝置而言，消費(fèi)電子產(chǎn)品外形因素的實(shí)際設(shè)計(jì)對(duì)流動(dòng)路徑、管道系統(tǒng)和通風(fēng)邊界的設(shè)計(jì)以及EHD和機(jī)械式空氣推進(jìn)器組件的安放可以相當(dāng)敏感。 以下的圖示實(shí)施方案、說(shuō)明書和權(quán)利要求書是對(duì)各種創(chuàng)造性方案的描述，這些方案已經(jīng)被用來(lái)解決一部分或全部的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可將電子系統(tǒng)配置為通過(guò)重置電子系統(tǒng)的組件，例如SSD(固態(tài)硬盤)、硬盤驅(qū)動(dòng)器、通信卡、1/0(輸入/輸出)板、電池或其它基本上非對(duì)稱的組件，來(lái)容納機(jī)械式空氣推進(jìn)器(例如風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī))或電動(dòng)流體(EHD)空氣推進(jìn)器。在一些實(shí)施方案中， 可轉(zhuǎn)移或重置整個(gè)主板或子板以在有限的內(nèi)部空間內(nèi)容納EHD空氣推進(jìn)器和機(jī)械式空氣推進(jìn)器之一。在一些實(shí)施方案中，可以使用替代的組件以適應(yīng)所述兩種空氣推進(jìn)器之間的尺寸差異，例如改變電池中的單元數(shù)量。在按照本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，電子系統(tǒng)包括具有入口和出口通風(fēng)邊界的外殼，和限定在所述外殼內(nèi)并位于所述入口和出口通風(fēng)邊界之間的流動(dòng)路徑。在電子系統(tǒng)的工作過(guò)程中，所述外殼內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)熱源產(chǎn)生熱量。所述熱源與引入在所述流動(dòng)路徑中的傳熱表面作熱耦合，通過(guò)強(qiáng)制對(duì)流冷卻和通過(guò)被動(dòng)冷卻來(lái)散熱。在一些實(shí)施方案中，可將系統(tǒng)配置為容納兩個(gè)機(jī)械式空氣推進(jìn)器或者是一個(gè)機(jī)械式空氣推進(jìn)器和一個(gè)EHD空氣推進(jìn)器的結(jié)合。因此，對(duì)機(jī)械式空氣推進(jìn)器替換一個(gè)或多個(gè) EHD空氣推進(jìn)器的描述不排除在特定的裝置或系統(tǒng)中實(shí)施EHD和機(jī)械式空氣推進(jìn)器二者結(jié)合。在一些實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的特征在于，電子系統(tǒng)包括容納多個(gè)電子組件的外殼、穿過(guò)所述外殼的空氣流動(dòng)路徑、以及EHD空氣推進(jìn)器，所述EHD空氣推進(jìn)器被設(shè)置為沿所述空氣流動(dòng)路徑在所述外殼的入口和出口通風(fēng)邊界之間產(chǎn)生空氣流。所述空氣流動(dòng)路徑和所述多個(gè)電子組件中至少一個(gè)被配置為替換地在所述外殼內(nèi)容納機(jī)械式空氣推進(jìn)器以置換EHD空氣推進(jìn)器。在一些實(shí)施方案中，相應(yīng)的一個(gè)電子組件的連接器能夠被選擇性地配置在該相應(yīng)的電子組件的不同排布上，以適應(yīng)在EHD空氣推進(jìn)器和機(jī)械式空氣推進(jìn)器之間的幾何形狀上的差異。在一些實(shí)施方案中，所述電子系統(tǒng)還包括第一和第二安裝點(diǎn)，用于在第一和第二種排布上安裝所述相應(yīng)的電子組件。在一些實(shí)施方案中，所述電子系統(tǒng)還包括復(fù)制的電連接點(diǎn)，用于在第一和第二種排布上容納所述相應(yīng)的電子組件。在一些實(shí)施方案中，所述至少一個(gè)電子組件可重置于第一和第二種排布上，所述第一種排布提供容納機(jī)械式風(fēng)扇的基本對(duì)稱的空間，所述第二種排布提供容納EHD空氣推進(jìn)器的細(xì)長(zhǎng)空間。在一些實(shí)施方案中，所述電子系統(tǒng)還包括替換的安裝點(diǎn)，用于在替換的排布方式上安裝相應(yīng)的至少一個(gè)所述電子組件。在一些實(shí)施方案中，所述電子系統(tǒng)還包括在所述EHD空氣推進(jìn)器和一部分空氣流動(dòng)路徑之間的過(guò)渡管道。在一些實(shí)施方案中，管道系統(tǒng)是適配的或可變的，以容納EHD空氣推進(jìn)器或機(jī)械式空氣推進(jìn)器。例如，較寬闊的出風(fēng)口或者至少是這種出風(fēng)口的寬闊部分可用于所述細(xì)長(zhǎng)的EHD空氣推進(jìn)器，而較短的出風(fēng)口或者至少是這種出風(fēng)口的較短部分可用于機(jī)械式空氣推進(jìn)器。例如，簡(jiǎn)單的擋板可以插在所述出風(fēng)口的一部分上，以使所述出風(fēng)口的尺寸與機(jī)械式空氣推進(jìn)器的截面一致。類似地，可以打開一部分出風(fēng)口，用于EHD空氣推進(jìn)器和機(jī)械式空氣推進(jìn)器之一；關(guān)閉該一部分出風(fēng)口，用于EHD空氣推進(jìn)器和機(jī)械式空氣推進(jìn)器中另一個(gè)。在一些實(shí)施方案中，所述空氣流動(dòng)路徑被配置為通過(guò)交替的機(jī)械式空氣推進(jìn)器過(guò)渡管道來(lái)容納機(jī)械式空氣推進(jìn)器。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明另一個(gè)方面的特征在于，電子系統(tǒng)包括容納多個(gè)電子組件的外殼、穿過(guò)所述外殼的空氣流動(dòng)路徑、和機(jī)械式空氣推進(jìn)器，所述機(jī)械式空氣推進(jìn)器被設(shè)置為沿所述空氣流動(dòng)路徑在所述外殼的入口和出口通風(fēng)邊界之間產(chǎn)生空氣流。所述空氣流動(dòng)路徑和所述多個(gè)電子組件中至少一個(gè)被配置為替換地在所述外殼內(nèi)容納EHD空氣推進(jìn)器以置換機(jī)械式空氣推進(jìn)器。在一些實(shí)施方案中，所述至少一個(gè)電子組件的數(shù)據(jù)或電源連接器是可移動(dòng)的連接器、可伸縮的連接器、可樞轉(zhuǎn)的連接器和柔性連接器中之一，以適應(yīng)重置所述至少一個(gè)電子組件。在一些實(shí)施方案中，在EHD空氣推進(jìn)器下游的表面上提供減少臭氧的材料。在一些實(shí)施方案中，電路板或其它電子組件和所述外殼或管道的內(nèi)表面的其中之一或兩者的至少一部份涂覆針對(duì)臭氧的加強(qiáng)保護(hù)涂層。在某些情況下，所述針對(duì)臭氧的加強(qiáng)保護(hù)涂層包括由諸如Teflon 材料的四氟乙烯構(gòu)成的含氟聚合物。在某些情況下，所述電路板和所述外殼的內(nèi)表面的其中之一或兩者的至少一部份涂覆對(duì)臭氧具有催化作用或反應(yīng)活性的材料。在一些實(shí)施方案中，所述電子系統(tǒng)包括熱傳遞路徑，所述熱傳遞路徑從設(shè)置在電路板上的一個(gè)或多個(gè)熱源至流動(dòng)路徑中的傳熱表面，通過(guò)所述機(jī)械或EHD空氣推進(jìn)器沿著所述流動(dòng)路徑產(chǎn)生流體流。在一些實(shí)施例中，所述熱傳遞路徑包括熱管和散熱器之一或兩者。在一些實(shí)施例中，所述熱傳遞路徑的至少一部分涂覆對(duì)臭氧具有催化作用或反應(yīng)活性的材料。在一些實(shí)施方案中，可以提供多個(gè)EHD空氣推進(jìn)器。例如，第一 EHD空氣推進(jìn)器可以迫使空氣在消費(fèi)電子裝置的入口進(jìn)入所述外殼，而第二 EHD空氣推進(jìn)器用于例如從所述裝置的出口排出空氣。在一些實(shí)施方案中，所述外殼基本上是密封的，以致于由EHD流體推進(jìn)器產(chǎn)生的流體流基本上包含在所述外殼之內(nèi)。在一些實(shí)施方案中，所述外殼允許至少一些流體流通過(guò)在所述外殼內(nèi)的內(nèi)部空間和外部之間的邊界。在一些實(shí)施方案中，通過(guò)所述EHD空氣推進(jìn)器的流體通量大大地超過(guò)通過(guò)所述邊界的流體通量，至少會(huì)超過(guò)兩倍。在某些情況下，所述外殼包括所述邊界的一個(gè)或多個(gè)通風(fēng)部份，基本上全部的由所述EHD空氣推進(jìn)器產(chǎn)生的流體通量通過(guò)所述通風(fēng)部份來(lái)進(jìn)入和排出。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，EHD原理可用來(lái)產(chǎn)生任意數(shù)量的流體。因此，對(duì)EHD空氣推進(jìn)器的參考引證也適用于空氣以外的其它流體。在一些實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)方面的特征在于，電子系統(tǒng)包括容納多個(gè)電子組件的基本上密封的外殼、和設(shè)置在該外殼內(nèi)的空氣流動(dòng)路徑。EHD空氣推進(jìn)器被設(shè)置為沿所述空氣流動(dòng)路徑產(chǎn)生空氣流，所述多個(gè)電子組件中至少一個(gè)的位置被配置為替換地在所述外殼內(nèi)容納機(jī)械式空氣推進(jìn)器以置換EHD空氣推進(jìn)器。在一些實(shí)施方案中，相應(yīng)的一個(gè)電子組件的連接器能夠被選擇性地配置在該相應(yīng)的電子組件的不同排布上，以適應(yīng)在EHD空氣推進(jìn)器和機(jī)械式空氣推進(jìn)器之間的幾何形狀上的差異。在一些實(shí)施方案中，所述外殼允許至少一些空氣流通過(guò)在外殼內(nèi)部空間和外部之間的邊界。
本發(fā)明又一個(gè)方面的特征在于一種配置電子系統(tǒng)的方法，所述電子系統(tǒng)用于對(duì)流冷卻容納在外殼內(nèi)的多個(gè)電子組件。該方法包括將所述多個(gè)電子組件中至少一個(gè)以兩個(gè)預(yù)定配置方式中之一放置，以適應(yīng)機(jī)械式空氣推進(jìn)器或EHD空氣推進(jìn)器進(jìn)行對(duì)流冷卻。該方法還包括將所述電子系統(tǒng)的所述多個(gè)電子組件中至少一個(gè)電子組件與所述多個(gè)電子組件中另一個(gè)電子組件在所述多個(gè)電子組件中該至少一個(gè)電子組件的選擇性位置上耦接；和安裝機(jī)械式風(fēng)扇或EHD空氣推進(jìn)器，以沿空氣流動(dòng)路徑在所述外殼的入口和出口通風(fēng)邊界之間產(chǎn)生空氣流。在某些應(yīng)用中，所述方法還包括配置用于耦接相應(yīng)的一個(gè)電子組件的連接器，以適應(yīng)在EHD空氣推進(jìn)器和機(jī)械式空氣推進(jìn)器之間的幾何形狀上的差異。在一些應(yīng)用中，所述配置連接器的步驟包括基于所述相應(yīng)的電子組件的選擇性位置而對(duì)所述連接器執(zhí)行樞轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)和延伸之一的操作。在一些應(yīng)用中，將所述相應(yīng)的電子組件設(shè)置為提供可容納機(jī)械式空氣推進(jìn)器的基本上對(duì)稱的空間。在某些應(yīng)用中，將所述相應(yīng)的電子組件設(shè)置為提供可容納EHD空氣推進(jìn)器的基本上細(xì)長(zhǎng)的空間。在一些應(yīng)用中，所述方法還包括靠近被放置的機(jī)械式空氣推進(jìn)器或EHD空氣推進(jìn)器安裝過(guò)渡管道，以限定至少一部分空氣流動(dòng)路徑。在一些應(yīng)用中，所述過(guò)渡管道可用來(lái)適應(yīng)EHD空氣推進(jìn)器和機(jī)械式空氣推進(jìn)器之間的尺寸差異，例如，在一個(gè)特定的例子中，EHD出口的橫截面可以比機(jī)械式空氣推進(jìn)器出口的橫截面更大，最多可大50%。在一些應(yīng)用中，耦接所述多個(gè)電子組件中至少一個(gè)電子組件的步驟包括選擇相應(yīng)的一個(gè)復(fù)制連接點(diǎn)，所述復(fù)制連接點(diǎn)對(duì)應(yīng)于該相應(yīng)的電子組件的選擇排布方式。參照此處的描述、附圖和附上的權(quán)利要求，能更好地理解這些和其它實(shí)施方案。


通過(guò)參照附圖，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可更好地理解本發(fā)明及其眾多的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。圖IA所示為電動(dòng)流體(EHD)流體流的某些基本原理的示意圖。圖IB所示為示范性高壓電源配置圖，其中發(fā)射極和集電極電極獲得能量從而產(chǎn)生流體流。圖2所示為含有機(jī)械式風(fēng)扇的電子系統(tǒng)配置的頂視圖。圖3所示為含有EHD空氣推進(jìn)器的電子系統(tǒng)配置的頂視圖。圖4所示為另一個(gè)含有機(jī)械式空氣推進(jìn)器的電子系統(tǒng)配置的頂視圖。圖5所示為另一個(gè)含有EHD空氣推進(jìn)器的電子系統(tǒng)配置的頂視圖。在不同附圖中所用的相同參考符號(hào)表示相類似或相同的對(duì)象。
具體實(shí)施例方式一般的電動(dòng)流體(EHD)流體加速本領(lǐng)域很熟悉電動(dòng)流體(EHD)流體流的基本原理，在這方面，Jewell-Larsen等人的題為"Modeling of corona-induced electrohydrodynamic flow with COMSOL multiphysics" ( ^ ^ ； ^ "Proceedings of the ESA Annual Meeting on Electrostatics2008”中)(以下簡(jiǎn)稱‘‘Jewell-Larsen Modeling article”)的文章提供了有用的概述。同樣，Krichtafovitch等人于1999年10月14提出的題為‘‘Electrostatic Fluid Accelerator"的美國(guó)專利6，504，308敘述了可用于一些EHD裝置的若干電極和高壓電源結(jié)構(gòu)。美國(guó)專利6，504，308，連同‘‘Jewell-Larsen Modeling article”的章節(jié) "I (Introduction), II (Background),and III (Numerical Modeling)，，在此納入作為參考， 以便可參照它們所有的啟示。此處所述的EHD流體推進(jìn)器設(shè)計(jì)可以包含一個(gè)或多個(gè)電暈放電式發(fā)射極電極。在一般情況下，所述電暈放電電極包括一個(gè)部份(或多個(gè)部份)，其顯示出小的半徑曲率和可以采取線、桿、刃或點(diǎn)的形式。所述電暈放電電極還可有其它的形狀，例如，所述電暈放電電極可采用的形狀為刺鐵絲、寬金屬條以及具有尖利和薄部份的鋸齒形板或非鋸齒形板， 在施加高電壓時(shí)，所述尖利和薄部份有助于離子在具有小曲率半徑的電極部份上生成。一般而言，電暈放電電極可用各種材料制作。例如，在一些實(shí)施方案中，可使用諸如在發(fā)明者 Krichtafovitch 等人于 2003 年 12 月 2 日提交的題為"Corona Discharge Electrode and Method of Operating the Same”的美國(guó)專利7，157，704中所述的組合物。在此結(jié)合美國(guó)專利7，157，704，目的僅限于作為敘述可用于若干電暈放電型實(shí)施例的一些發(fā)射極電極的材料。一般來(lái)說(shuō)，高壓電源可在電暈放電極和集電極之間產(chǎn)生電場(chǎng)。本文所述的EHD流體推進(jìn)器的設(shè)計(jì)包括離子收集表面，其定位在一個(gè)或多個(gè)電暈放電極的下游。通常，EHD流體推進(jìn)器部份的離子收集表面包括在電暈放電極下游延伸的大體平面的集電極的前沿面。在某些情況下，集電極可以作為傳熱表面而具有雙功能。在某些情況下，可以提供可滲透流體的離子收集表面。在一般情況下，集電極的表面可用任何合適的導(dǎo)電材料來(lái)制作，諸如鋁或銅。另夕卜，如Krichtafovitch的美國(guó)專利6，919，698所述的集電極(文中稱為“加速”電極)可用高電阻材料體制成，迅速傳導(dǎo)電暈電流，但其結(jié)果是沿著所述高電阻材料體的電流路徑的電壓下降，使得表面電勢(shì)下降，從而抑制或限制火花放電的發(fā)生。上述的較高電阻材料的例子包括碳填充塑料、硅、鎵砷化鎵、磷化銦、氮化硼、碳化硅、硒化鎘。在此結(jié)合美國(guó)專利 6，919，698，目的限于敘述可用于若干實(shí)施例的一些集電極的材料。請(qǐng)注意，在本文所述的一些實(shí)施方案中，可使用高電阻材料表面修整或涂層(與整體高電阻成對(duì)照)。本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)EHD流體流的基本原理已有很充分的理解。因此，對(duì)簡(jiǎn)單的雙電極系統(tǒng)中使用電暈放電原理的離子流作簡(jiǎn)要說(shuō)明，這可為下文的詳細(xì)描述提供了基礎(chǔ)。參照?qǐng)DIA所示，EHD原理包括在第一電極10 (常被稱為“電暈電極”、“電暈放電電極”、“發(fā)射極電極”或只是“發(fā)射極”)和第二電極12之間施加高強(qiáng)度電場(chǎng)。在發(fā)射極放電區(qū)11附近的流體分子，例如周圍的空氣分子，在離子化后形成向第二電極12加速的離子16 流14，并與中性流體分子17碰撞。在碰撞期間，動(dòng)量從離子16流14傳遞到中性流體分子 17，導(dǎo)致流體分子17沿箭頭13所示的所希望的流體流動(dòng)方向朝第二電極12相應(yīng)地移動(dòng)。 第二電極12有各種不同的稱謂，如“加速電極”、“吸引電極”、“目標(biāo)電極”或“集電極”。雖然離子16流14被第二電極12吸引，通常被第二電極12中和，但是中性流體分子17仍繼續(xù)以一定的速度經(jīng)過(guò)第二電極12。由EHD原理產(chǎn)生的流體運(yùn)動(dòng)也有各種不同稱謂，如“電”、“電暈”或“離子”風(fēng)，被定義為由高壓放電電極10附近的離子運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的氣體運(yùn)動(dòng)。參照?qǐng)D1B，圖中示出了一種EHD空氣推進(jìn)器，其中發(fā)射極電極10和集電極電極12 由高壓電源18供電，推動(dòng)在傳熱表面20(例如散熱鰭片、熱管或散熱器)上產(chǎn)生流體流。被推動(dòng)的流體通常是空氣，雖然在一些實(shí)施例中，特別是在密封外殼的實(shí)施例中，可以使用具有其它成分的流體，不一定是典型的空氣。在本申請(qǐng)中，本文所示和所述的實(shí)施例的若干方面可稱為電動(dòng)流體加速器裝置， 也可稱為“EHD裝置”、“EHD流體加速器”、“EHD流體推進(jìn)器”等等。為了說(shuō)明的目的，一些實(shí)施方案會(huì)相對(duì)于特定的EHD裝置結(jié)構(gòu)來(lái)敘述，其中在發(fā)射極上面或靠近發(fā)射極的電暈放電產(chǎn)生離子，所述離子在有電場(chǎng)的情況下被加速，從而產(chǎn)生流體流。雖然電暈放電型裝置提供有用的敘述內(nèi)容，但可以理解(基于本說(shuō)明書)的是，還可以采用其它的離子生成技術(shù)。 例如，在一些實(shí)施例中，諸如無(wú)聲放電、AC放電、電介質(zhì)勢(shì)壘放電(DBD)等等的技術(shù)，可用于產(chǎn)生離子，所述離子依次在有電場(chǎng)的情況下被加速以及推動(dòng)流體流。在一般情況下，可以為在功能上構(gòu)成集電極的靜電操作表面設(shè)想各種不同的尺寸、幾何形狀和其它設(shè)計(jì)的變型，以及在這種靜電操作表面和給定EHD裝置的發(fā)射極和/或集電極之間的各種位置相互關(guān)系。例如，在一些實(shí)施方案中，將對(duì)置的平面集電極設(shè)置成靠近電暈放電式發(fā)射極線的平行表面，所述發(fā)射極線移離相應(yīng)的集電極的前緣部份。盡管如此，其它實(shí)施例可以采用其它靜電操作表面結(jié)構(gòu)或其它離子生成技術(shù)，在本文提供的敘述范圍內(nèi)仍可以被理解。在一些實(shí)施方案中使用的傳熱表面為傳熱鰭片的形式，由電子設(shè)備(例如微處理器、制圖單元等等)和/或其它組件散發(fā)的熱可以傳遞到所產(chǎn)生的流體流中，并通過(guò)通風(fēng)邊界從外殼排出。通常，當(dāng)熱量管理系統(tǒng)整合入工作環(huán)境時(shí)，可設(shè)置熱傳遞路徑(通常實(shí)現(xiàn)為熱管或使用其它技術(shù))，將熱量從散發(fā)(或產(chǎn)生)之處轉(zhuǎn)移到在所述外殼內(nèi)的一個(gè)位置(或多個(gè)位置)，其中由EHD空氣推進(jìn)器(或機(jī)械式空氣推進(jìn)器)產(chǎn)生的氣流會(huì)流過(guò)傳熱表面。參照?qǐng)D2，電子系統(tǒng)200包括外殼202，所述外殼容納各種電子組件，例如微處理器 204、視頻單元、電池和/或顯示器照明光源，這些電子組件在電子系統(tǒng)工作過(guò)程中產(chǎn)生熱量。熱管或其它散熱路徑將熱量從一個(gè)或多個(gè)電子組件傳遞到一個(gè)或多個(gè)傳熱表面上，這些傳熱表面位于由機(jī)械式風(fēng)扇219推動(dòng)產(chǎn)生的空氣流218中。需要注意的是，為使附圖簡(jiǎn)單和清楚起見，沒有具體畫出傳熱表面、熱管、散熱器等等，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易明白如何為特定的電路板或風(fēng)扇配置來(lái)設(shè)置這些器件。外殼202具有入口和出口通風(fēng)邊界222和224，機(jī)械式風(fēng)扇219沿著入口和出口通風(fēng)邊界222和2M之間的流動(dòng)路徑推動(dòng)產(chǎn)生空氣流218。機(jī)械式風(fēng)扇219可以是軸流式風(fēng)扇或徑流式風(fēng)機(jī)或其它適合推動(dòng)空氣的空氣推進(jìn)器。所述電子組件的至少一個(gè)，如3G卡 206，被安裝在與機(jī)械式風(fēng)扇219相鄰的第一位置上。參照?qǐng)D3，電子系統(tǒng)200包括置換機(jī)械式風(fēng)扇219的EHD空氣推進(jìn)器220。3G卡 206被安裝在第二位置上，以適應(yīng)EHD空氣推進(jìn)器220。因此，EHD空氣推進(jìn)器220和電子系統(tǒng)200中至少一個(gè)組件(如重新放置的3G卡206)的安裝空間與之前安裝機(jī)械式風(fēng)扇 219和3G卡206所占據(jù)的空間大致相同。為簡(jiǎn)單起見，沒有顯示熱傳遞裝置，如熱管、散熱器、特別是傳熱表面配置，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以明白如何在特定的布局或應(yīng)用中設(shè)置這些器件。
例如，通過(guò)諸如電源、數(shù)據(jù)、信號(hào)傳導(dǎo)的柔性連接器和/或雙連接點(diǎn)、斷開和/或接通風(fēng)扇接觸點(diǎn)，都可以提供這種重置電子組件的靈活性。例如，雙連接點(diǎn)可為重置組件的任一個(gè)位置提供電源和/或數(shù)據(jù)耦接器?；蛘?，連接點(diǎn)本身可以是通用的或靈活的，以適應(yīng)重置組件的任一排布方式或適應(yīng)機(jī)械式風(fēng)扇219和EHD空氣推進(jìn)器220中任一個(gè)。例如，連接點(diǎn)可以包括可移動(dòng)的、可樞轉(zhuǎn)的、可延伸的、或柔性的電源和/或數(shù)據(jù)耦接。在某些情況下，適配器或延長(zhǎng)的數(shù)據(jù)和/或電源接頭可以用于適應(yīng)組件的重置。在一些實(shí)施實(shí)案中，入口和出口通風(fēng)邊界222和224、空氣流動(dòng)218和外殼202被配置和安排為通過(guò)最少的改動(dòng)或沒有改動(dòng)來(lái)適應(yīng)機(jī)械式風(fēng)扇219和EHD空氣推進(jìn)器220。 例如，在某些情況下，可以在外殼202上提供用于機(jī)械式風(fēng)扇219和EHD空氣推進(jìn)器220兩者的安裝點(diǎn)?；蛘撸墒褂镁哂泄蚕戆惭b點(diǎn)的適配器基座或不同的適配器基座在外殼內(nèi)安裝所選擇的機(jī)械式或EHD空氣推進(jìn)器。在某些情況下，合適的過(guò)渡管道可以調(diào)整機(jī)械式風(fēng)扇的流動(dòng)路徑和EHD裝置的流動(dòng)路徑之間尺寸差異，它可以與其中任一個(gè)裝置集成一體或可單獨(dú)安裝。在一些實(shí)施方案中，重置的電子組件是SSD、硬盤驅(qū)動(dòng)器、和通信卡之一，它的重置方式為選擇性地適應(yīng)機(jī)械式風(fēng)扇219或EHD空氣推進(jìn)器220?？梢蕴峁└鞣N空氣流配置。例如，空氣流218可以流過(guò)外殼202的廣泛區(qū)域，或者跨過(guò)其中較有限的通道。類似地，入口和出口通風(fēng)邊界222和2 可以按照任何合適的組合來(lái)布置，例如沿外殼202的表面、邊緣或側(cè)面的任意組合。在一些實(shí)施方案中(未示出)， 可以提供多個(gè)EHD空氣推進(jìn)器220，用于在入口和出口通風(fēng)邊界222和2M之間對(duì)氣流218 既推又拉。需要注意的是，在一些不通風(fēng)的實(shí)施例中，EHD推動(dòng)產(chǎn)生的流體流可在外殼之內(nèi)循環(huán)，藉此可通過(guò)輻射或?qū)α鲗崃總鬟f到周圍環(huán)境。這樣，可以排除或至少可以減少在外殼的外表面上的熱點(diǎn)，即使在沒有大量氣流通過(guò)通風(fēng)邊界的情況下也如是。當(dāng)然，在一些實(shí)施方案中，使用EHD產(chǎn)生的流體流既可管理局部的熱點(diǎn)，又可藉由強(qiáng)制對(duì)流傳熱而將熱量排到會(huì)流過(guò)通風(fēng)邊界的氣流。參照?qǐng)D4，電子系統(tǒng)包括外殼202，所述外殼容納各種電子系統(tǒng)組件，例如微處理器204、圖形單元206和電池208，它們中任一個(gè)或全部在電子系統(tǒng)的工作過(guò)程中產(chǎn)生熱量。 外殼202進(jìn)一步限定了容納一個(gè)或多個(gè)電子系統(tǒng)組件204、206的內(nèi)部壓力通風(fēng)系統(tǒng)212。 熱管214或其它熱傳遞路徑將熱量從在所述內(nèi)部壓力通風(fēng)系統(tǒng)212中的一個(gè)或多個(gè)熱源傳遞到一個(gè)或多個(gè)傳熱表面216，這些傳熱表面位于由機(jī)械式空氣推進(jìn)器219產(chǎn)生的空氣流 218中。需要注意的是，熱管214是示意性地顯示的，并不表示或提示從特定的熱源到傳熱表面216的熱傳遞路徑具有任何特定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。而是，在此處描述的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，為適合特定系統(tǒng)的熱傳遞需要可以作出各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變型。外殼202具有入口和出口通風(fēng)邊界222和224，機(jī)械式空氣推進(jìn)器219在入口和出口通風(fēng)邊界222和 224之間沿流動(dòng)路徑推動(dòng)產(chǎn)生空氣流。參照?qǐng)D5，電子系統(tǒng)包括置換圖4所示的機(jī)械式空氣推進(jìn)器的EHD空氣推進(jìn)器 220。電池208延伸進(jìn)入一部分空間，該空間在圖4的配置中由機(jī)械式空氣推進(jìn)器占據(jù)。因此，系統(tǒng)組件可以被重新放置，和/或可以使用替代的組件，以適應(yīng)機(jī)械式空氣推進(jìn)器219 和EHD空氣推進(jìn)器220之間的互換或所替換的系統(tǒng)配置?？梢栽诟鞣N裝置配置中使用任意數(shù)量的入口和出口配置或其任意組合。在外殼202內(nèi)的任意數(shù)量的電子組件的表面，甚至外殼的內(nèi)部表面，都可以涂覆對(duì)臭氧穩(wěn)定的或耐臭氧的涂層，減輕由EHD空氣推進(jìn)器220產(chǎn)
生的臭氧影響。在一些實(shí)施方案中，出口通風(fēng)口或傳熱表面可以被配置成流過(guò)EHD空氣推進(jìn)器裝置的氣流阻力低于流過(guò)機(jī)械式空氣推進(jìn)器裝置的氣流阻力。例如，與EHD空氣推進(jìn)器配合使用的傳熱鰭片相對(duì)于與機(jī)械式空氣推進(jìn)器配合使用的傳熱鰭片可以具有更寬的鰭片間距或更小的鰭片深度。類似地，相對(duì)于由EHD產(chǎn)生的空氣流所冷卻的傳熱表面，由機(jī)械式空氣推進(jìn)器產(chǎn)生的空氣流可以支持該相應(yīng)的傳熱表面具有較大的熱負(fù)荷。例如，使用不同的導(dǎo)電材料或不同的傳熱表面尺寸可以構(gòu)成系統(tǒng)配置的一部分，與相應(yīng)的EHD或機(jī)械式空氣推進(jìn)器配合使用。例如，較厚的銅制熱管和/或較緊密的鰭片間距可與機(jī)械式空氣推進(jìn)器配合使用，而較薄的鋁制熱管和/或較寬的鰭片間距可與EHD空氣推進(jìn)器配合使用。在一些實(shí)施方案中，與機(jī)械式空氣推進(jìn)器配合使用的散熱鰭片相對(duì)于熱管成一角度，以適應(yīng)因?yàn)闄C(jī)械式空氣推進(jìn)器旋轉(zhuǎn)所造成的空氣流動(dòng)方向或“攻擊角度”。散熱鰭片的角度、尺寸或間距的變化還可適應(yīng)機(jī)械式空氣推進(jìn)器的空氣流分布的變化，例如風(fēng)扇葉片的運(yùn)動(dòng)可以在空氣流的一側(cè)產(chǎn)生壓力更高的更快的流動(dòng)，而在空氣流的相對(duì)一側(cè)產(chǎn)生壓力較低的較慢的流動(dòng)。在一些實(shí)施方案中，傳熱表面的這種變化可以用于在相應(yīng)的領(lǐng)域上提供大致均勻或者至少部分地平滑的氣流分布，使得通過(guò)出口通風(fēng)邊界的流動(dòng)更均勻。在一些低輪廓(low-profile)的消費(fèi)電子裝置中，裝置的總厚度可小于約10毫米，其中鍵盤組件則占用一部份的可用的垂直厚度。這種垂直厚度可以適應(yīng)相應(yīng)的空氣推進(jìn)器以及印刷電路板(PCB)安裝的集成電路、分立器件、連接器等等，它們占用了大部份可用的內(nèi)部空間。正如前述，PCB安裝的集成電路的例子包括中央處理器(CPU)、圖形處理器 (GPU)、通信處理器和收發(fā)器、存儲(chǔ)器等等，它們往往產(chǎn)生相當(dāng)大部份的裝置熱負(fù)荷，在一些實(shí)施方案中，它們可通過(guò)非常緊密地靠近熱源(或熱耦合的鰭片/散熱器)的空氣推進(jìn)器來(lái)冷卻。系統(tǒng)組件的定位能夠適應(yīng)各種尺寸范圍的EHD空氣推進(jìn)器或機(jī)械式空氣推進(jìn)器。 例如，在一個(gè)配置有EHD空氣推進(jìn)器的特定實(shí)施方案中，EHD空氣推進(jìn)器為約130毫米長(zhǎng)、6 毫米高、觀毫米深(即氣流深度)。相比之下，一個(gè)配置有機(jī)械式空氣推進(jìn)器的特定實(shí)施方案是約55-65毫米見方和超過(guò)6毫米厚。在一些實(shí)施方案中，可以使用兩個(gè)機(jī)械式空氣推進(jìn)器，例如每個(gè)約40-50毫米見方和超過(guò)6毫米厚。本文所述的熱量管理系統(tǒng)的一些實(shí)施方案采用EFA或EHD裝置基于離子加速來(lái)產(chǎn)生流體流，通常為空氣流，其中所述流體流是基于電暈放電導(dǎo)致離子加速而產(chǎn)生的。其它實(shí)施方案可以采用其它離子產(chǎn)生技術(shù)，根據(jù)此處提供的描述性內(nèi)容是完全可以理解這些技術(shù)。使用熱傳遞表面，由電子(如微處理器、圖形單元等)和/或其它組件所散發(fā)的熱量可以被轉(zhuǎn)移到流體流中并且被散去。提供熱傳遞路徑(例如熱管)將熱量從其所耗散或產(chǎn)生的位置轉(zhuǎn)移到外殼內(nèi)的另一個(gè)位置(或多個(gè)位置)，在該另一個(gè)位置(或多個(gè)位置)中由 EHD裝置(或多個(gè)EHD裝置)所產(chǎn)生的空氣流將流過(guò)傳熱表面進(jìn)行散熱。在一些實(shí)施方案中，EHD空氣冷卻系統(tǒng)或其它類似的離子作用裝置可以整合在一個(gè)工作系統(tǒng)中，如筆記本電腦、平板或臺(tái)式電腦、投影機(jī)或視頻顯示裝置等，其它的實(shí)施方案可采用子組件的形式。不同的特征可以與包含EFA或EHD裝置的不同器件使用，例如空氣轉(zhuǎn)換器、薄膜分離器、薄膜處理裝置、空氣微粒清潔機(jī)、影印機(jī)、以及用于例如電腦、筆記本電腦和手持電子器件的冷卻系統(tǒng)。一或多個(gè)器件包括包括以下其中之一計(jì)算裝置、機(jī)頂盒控制臺(tái)、投影機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、打印機(jī)、收音機(jī)、錄音或錄像裝置、音頻或視頻播放裝置、通信裝置、充電裝置、逆變電源、光源、醫(yī)療裝置、家電、電動(dòng)工具、玩具、游戲機(jī)、電視和視頻顯示裝置。 雖然前面描述了本發(fā)明的不同實(shí)施方案，可以理解的是，本發(fā)明的特征由后附的權(quán)利要求限定，而且這里沒有具體描述的其它實(shí)施方案也落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電子系統(tǒng)，包括容納多個(gè)電子組件的外殼；穿過(guò)所述外殼的空氣流動(dòng)路徑；和EHD空氣推進(jìn)器，所述電動(dòng)流體空氣推進(jìn)器被設(shè)置為沿所述空氣流動(dòng)路徑在所述外殼的入口和出口通風(fēng)邊界之間產(chǎn)生空氣流；其中，所述多個(gè)電子組件中至少一個(gè)的位置被配置為替換地在所述外殼內(nèi)容納機(jī)械式空氣推進(jìn)器以置換EHD空氣推進(jìn)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電子系統(tǒng)，特征在于，相應(yīng)的一個(gè)電子組件的連接器能夠被選擇性地配置在該相應(yīng)的電子組件的不同排布上，以適應(yīng)在EHD空氣推進(jìn)器和機(jī)械式空氣推進(jìn)器之間的幾何形狀上的差異。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的電子系統(tǒng)，特征在于，所述電子系統(tǒng)還包括第一和第二安裝點(diǎn)，用于在第一和第二種排布上安裝所述相應(yīng)的電子組件。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的電子系統(tǒng)，特征在于，所述電子系統(tǒng)還包括復(fù)制的電連接點(diǎn)，用于在第一和第二排布上容納所述相應(yīng)的電子組件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的電子系統(tǒng)，特征在于，所述至少一個(gè)電子組件可重置于第一和第二種排布上，其中，所述第一種排布提供容納機(jī)械式風(fēng)扇的基本對(duì)稱的空間，所述第二種排布提供容納EHD空氣推進(jìn)器的細(xì)長(zhǎng)空間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的電子系統(tǒng)，特征在于，所述電子系統(tǒng)還包括在所述EHD空氣推進(jìn)器和一部分空氣流動(dòng)路徑之間的過(guò)渡管道。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的電子系統(tǒng)，特征在于，所述空氣流動(dòng)路徑被配置為通過(guò)替換的機(jī)械式空氣推進(jìn)器過(guò)渡管道來(lái)容納所述機(jī)械式空氣推進(jìn)器。
8.一種電子系統(tǒng)，包括容納多個(gè)電子組件的外殼；穿過(guò)所述外殼的空氣流動(dòng)路徑；和機(jī)械式空氣推進(jìn)器，所述機(jī)械式空氣推進(jìn)器被設(shè)置為沿所述空氣流動(dòng)路徑在所述外殼的入口和出口通風(fēng)邊界之間產(chǎn)生空氣流；其中，所述多個(gè)電子組件中至少一個(gè)的位置被配置為替換地在所述外殼內(nèi)容納EHD空氣推進(jìn)器以置換機(jī)械式空氣推進(jìn)器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的電子系統(tǒng)，特征在于，所述至少一個(gè)電子組件的數(shù)據(jù)連接器是可移動(dòng)的連接器、可樞轉(zhuǎn)的連接器和柔性連接器中之一，以適應(yīng)所述至少一個(gè)電子組件的重置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8電子系統(tǒng)，特征在于，所述電子系統(tǒng)還包括復(fù)制的電連接點(diǎn)，用于在第一和第二種排布上容納相應(yīng)的電子組件。
11.一種配置電子系統(tǒng)的方法，所述電子系統(tǒng)用于對(duì)流冷卻容納在外殼內(nèi)的多個(gè)電子組件，該方法包括將所述多個(gè)電子組件中至少一個(gè)以兩個(gè)預(yù)定配置方式中之一放置，以適應(yīng)機(jī)械式空氣推進(jìn)器或EHD空氣推進(jìn)器進(jìn)行對(duì)流冷卻；將所述電子系統(tǒng)的所述多個(gè)電子組件中至少一個(gè)電子組件與所述多個(gè)電子組件中另一個(gè)電子組件在所述多個(gè)電子組件中該至少一個(gè)電子組件的選擇性位置上耦接；和安裝機(jī)械式風(fēng)扇或EHD空氣推進(jìn)器，以沿空氣流動(dòng)路徑在所述外殼的入口和出口通風(fēng)邊界之間產(chǎn)生空氣流。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，特征在于，所述方法還包括配置用于耦接相應(yīng)的一個(gè)電子組件的連接器，以適應(yīng)在EHD空氣推進(jìn)器和機(jī)械式空氣推進(jìn)器之間的幾何形狀上的差已
13.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，特征在于，所述配置連接器的步驟包括基于所述相應(yīng)的電子組件的選擇性位置而對(duì)所述連接器作樞轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)和延伸之一的操作。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，特征在于，將所述相應(yīng)的電子組件設(shè)置為提供可容納機(jī)械式空氣推進(jìn)器的基本上對(duì)稱的空間。
15.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，特征在于，將所述相應(yīng)的電子組件設(shè)置為提供可容納EHD 空氣推進(jìn)器的基本上細(xì)長(zhǎng)的空間。
16.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，特征在于，所述方法還包括靠近被放置的機(jī)械式空氣推進(jìn)器或EHD空氣推進(jìn)器安裝過(guò)渡管道，以限定至少一部分空氣流動(dòng)路徑。
17.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，特征在于，所述耦接所述多個(gè)電子組件中至少一個(gè)電子組件的步驟包括選擇相應(yīng)的一個(gè)復(fù)制連接點(diǎn)，所述復(fù)制連接點(diǎn)對(duì)應(yīng)于所述相應(yīng)的電子組件的選擇排布方式。
18.一種電子系統(tǒng)，包括容納多個(gè)電子組件的基本上密封的外殼；穿過(guò)所述外殼的空氣流動(dòng)路徑；EHD空氣推進(jìn)器，所述EHD空氣推進(jìn)器被設(shè)置為沿所述空氣流動(dòng)路徑產(chǎn)生空氣流；其中，所述多個(gè)電子組件中至少一個(gè)的位置被配置為替換地在所述外殼內(nèi)容納機(jī)械式空氣推進(jìn)器以置換EHD空氣推進(jìn)器。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的電子系統(tǒng)，特征在于，相應(yīng)的一個(gè)電子組件的連接器能夠被選擇性地配置在該相應(yīng)的電子組件的不同排布上，以適應(yīng)在EHD空氣推進(jìn)器和機(jī)械式空氣推進(jìn)器之間的幾何形狀上的差異。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的電子系統(tǒng)，特征在于，所述外殼允許至少一些空氣流通過(guò)在外殼內(nèi)部空間和外部之間的邊界。
全文摘要
一種電子系統(tǒng)，被配置為其外殼內(nèi)可容納機(jī)械式空氣推進(jìn)器或者電動(dòng)流體(EHD)空氣推進(jìn)器。多個(gè)電子組件中至少一個(gè)可被選擇性地配置為可替換地適應(yīng)設(shè)在所述外殼內(nèi)的機(jī)械式空氣推進(jìn)器或EHD空氣推進(jìn)器。機(jī)械式風(fēng)扇或EHD定位為沿空氣流動(dòng)路徑在所述外殼的入口和出口通風(fēng)邊界之間產(chǎn)生空氣流。相應(yīng)的一個(gè)電子組件的連接器可以選擇性地配置在該相應(yīng)的電子組件的不同排布上，以適應(yīng)在EHD空氣推進(jìn)器和機(jī)械式空氣推進(jìn)器之間的幾何形狀上的差異。
文檔編號(hào)H05K7/20GK102548359SQ201110371678
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月11日
發(fā)明者K·A·霍納, 章燕 申請(qǐng)人:德塞拉股份有限公司