專利名稱：用于手持移動(dòng)計(jì)算設(shè)備的電－流體動(dòng)力學(xué)冷卻的制作方法
用于手持移動(dòng)計(jì)算設(shè)備的電一流體動(dòng)力學(xué)冷卻領(lǐng)域本發(fā)明的實(shí)施例一般關(guān)于計(jì)算設(shè)備，更具體地關(guān)于手持移動(dòng)計(jì)算設(shè)備所使用的被動(dòng)冷卻系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
計(jì)算系統(tǒng)和設(shè)備包括發(fā)熱的部件(例如處理器)。典型地，部件功率越大，發(fā)熱越多。計(jì)算設(shè)備包括機(jī)械風(fēng)扇，以提供空氣流將這些部件發(fā)出的熱轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)之外，并將較冷空氣轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)中。雖然機(jī)械風(fēng)扇提供了簡單且有效的冷卻解決方案，但系統(tǒng)必須容納風(fēng)扇的尺寸和形狀因數(shù)，這導(dǎo)致系統(tǒng)外殼的體積增加。諸如智能電話和平板計(jì)算機(jī)之類的手持移動(dòng)計(jì)算設(shè)備被設(shè)計(jì)成具有符合預(yù)期用 戶形狀因數(shù)的減小體積。此外，手持設(shè)備典型地具有由用戶手握持的一體成型外殼(相比于例如膝上型計(jì)算機(jī)，其典型地具有用于顯示器和鍵盤的分離外殼)，且因此具有基于用戶舒適度的溫度限制。移動(dòng)設(shè)備部件的功能當(dāng)前受限于這些外殼溫度限制。因此，手持設(shè)備典型地利用被動(dòng)冷卻解決方案一風(fēng)扇是不希望有的，因?yàn)轱L(fēng)扇除了增大系統(tǒng)外殼體積之外，還會(huì)產(chǎn)生不想要的效果(諸如風(fēng)扇噪聲)且向設(shè)備中引入活動(dòng)零件。隨著期望從移動(dòng)設(shè)備獲得的處理能力愈來愈多，需要有效的被動(dòng)冷卻解決方案，以允許利用能力更強(qiáng)大的部件同時(shí)保持預(yù)期的用戶形狀因數(shù)。


以下描述包括通過本發(fā)明的實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)的示例給出的說明而對附圖的討論。這些附圖應(yīng)當(dāng)作為示例而非限制來理解。如本文所使用，對一個(gè)或多個(gè)“實(shí)施例”的引用應(yīng)被理解為描述本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)現(xiàn)中包括的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。因此，本文中出現(xiàn)的諸如“在一個(gè)實(shí)施例中”或“在替代實(shí)施例中”之類的短語描述本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例和實(shí)現(xiàn)，但不一定指示同一實(shí)施例。然而，它們也不一定相互排斥。圖I包括本發(fā)明的實(shí)施例的后視框圖和側(cè)視框圖。圖2包括本發(fā)明的實(shí)施例的后視框圖和側(cè)視框圖。圖3包括本發(fā)明的實(shí)施例的后視框圖和側(cè)視框圖。圖4包括本發(fā)明的實(shí)施例的前視框圖和側(cè)視框圖。下文是某些細(xì)節(jié)和實(shí)現(xiàn)的描述，包括描述下述實(shí)施例中的某些或全部的附圖描述，以及討論本文中給出的發(fā)明概念的其它可能實(shí)施例或?qū)崿F(xiàn)。以下給出了本發(fā)明的實(shí)施例的概述，隨后是參照附圖的更詳細(xì)描述。具體描述本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于手持移動(dòng)計(jì)算設(shè)備的被動(dòng)冷卻系統(tǒng)。手持移動(dòng)計(jì)算設(shè)備中可包括電一流體動(dòng)力學(xué)通風(fēng)機(jī)(EAM)，該EAM包括入口和出口。該入口和出口分別被包括在該手持移動(dòng)計(jì)算設(shè)備的至少一個(gè)表面?zhèn)?。本發(fā)明的實(shí)施例所采用的EAM還包括第一和第二電極以及電離裝置，該第一和第二電極分別在EAM的入口和出口附近。在一些實(shí)施例中，入口附近的第一電極包括電離裝置(例如電暈電極)。應(yīng)理解，EAM可使用在第一高電位電極處產(chǎn)生的小電暈放電來電離空氣分子或微粒(或可通過其它手段在第一電極附近被電離)。然后通過電場使經(jīng)電離的空氣分子或微粒向第二電極加速。離子與周圍空氣分子的分子碰撞產(chǎn)生周圍空氣向第二電極的凈運(yùn)動(dòng)。該凈運(yùn)動(dòng)可產(chǎn)生批量空氣流，該批量空氣流進(jìn)而可為手持移動(dòng)電子設(shè)備提供冷卻。這些EAM也可稱為“離子風(fēng)產(chǎn)生器”，而且早先已用于現(xiàn)場冷卻解決方案和空氣過濾系統(tǒng)。因此,在本發(fā)明的實(shí)施例中，EAM通過響應(yīng)于施加于第一和第二電極的電場使第一電極周圍的電離/帶電粒子向第二電極加速來產(chǎn)生空氣流。該空氣流將是被吸入EAM入口的空氣(即計(jì)算設(shè)備外部的空氣)和排出EAM出口的空氣(即排出計(jì)算設(shè)備的空氣)的結(jié)果。所述空氣流可替代地被描述為“批量空氣移動(dòng)”，該批量空氣移動(dòng)橫跨手持移動(dòng)電子設(shè)備或在該手持移動(dòng)電子設(shè)備內(nèi)流動(dòng)。
圖I包括本發(fā)明的實(shí)施例的后視框圖和側(cè)視框圖。在本實(shí)施例中，手持移動(dòng)計(jì)算設(shè)備100中包括EAM。應(yīng)理解，短語“手持移動(dòng)計(jì)算設(shè)備”可描述智能電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、平板計(jì)算機(jī)(例如具有觸摸屏界面的一體式平板計(jì)算機(jī))或任何類似設(shè)備。在本實(shí)施例中，設(shè)備100包括觸摸屏界面192。如上所述，期望的用戶形狀因數(shù)使諸如機(jī)械風(fēng)扇之類的主動(dòng)系統(tǒng)冷卻解決方案不合乎需要。圖I的EAM在計(jì)算設(shè)備100的外殼的內(nèi)部部分內(nèi)提供批量空氣移動(dòng)——即，在本實(shí)施例中，設(shè)備100外部的空氣進(jìn)入該系統(tǒng)的外殼，且外殼內(nèi)部的空氣從該系統(tǒng)排出。因此，圖I的EAM與提供現(xiàn)場冷卻的解決方案(即利用設(shè)備內(nèi)的空氣在特定計(jì)算部件上提供空氣移動(dòng)的解決方案)顯然不同。圖I的EAM包括入口 110 (被包括在設(shè)備100的表面?zhèn)?15中)和出口 120 (被包括在表面?zhèn)?25中)。在本實(shí)施例中，EAM還包括位于入口 110處或入口 110附近的電極對130。EAM還利用電離裝置，該電離裝置使電極對130周圍的粒子帶電。所述粒子可包括(例如)空氣分子或灰塵微粒。如上所述，所述電離裝置可被包括在電極對130中，或可以是單獨(dú)的裝置(例如采用二極管激光器的電離裝置)。通過對電極對施加電場，使電極對130周圍的帶電粒子向出口 120加速。這些帶電粒子碰撞電極對之間的中性空氣粒子并將動(dòng)量轉(zhuǎn)移至所述中性空氣粒子,從而導(dǎo)致入口110至出口 120之間的批量空氣移動(dòng)，如空氣流190所示。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，設(shè)備100還可包括聚焦電極(例如電極140)和其它裝置(例如流量管)，以確?？諝饬?90如所示那樣被導(dǎo)向(不論設(shè)備100的取向如何)。因此，設(shè)備100通過如上所述由EAM所產(chǎn)生的空氣流190被動(dòng)地冷卻。在本實(shí)施例中，空氣流190直接通過計(jì)算部件151、152和153。所述計(jì)算部件可以是發(fā)熱的和/或容易因?yàn)闊岫阅芟陆档娜魏尾考ㄖ醒胩幚韱卧?CPU)、圖形處理單元(GPU)以及存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器件。在本實(shí)施例中，入口 110和出口 120分別被包括在相對的表面?zhèn)?15和125中(每一側(cè)毗鄰后表面?zhèn)?91)。應(yīng)理解，在替代實(shí)施例中，所述入口和出口可被包括在設(shè)備100的非相對表面?zhèn)戎校胰援a(chǎn)生空氣流以提供如上所述的批量空氣移動(dòng)。此外，圖I的EAM可與散熱器、吸熱裝置、直接附連熱交換器、或遠(yuǎn)程熱交換器組合使用，以針對該設(shè)備優(yōu)化平臺(tái)冷卻性能。圖2包括本發(fā)明的實(shí)施例的后視框圖和側(cè)視框圖。在本示例中，移動(dòng)手持計(jì)算設(shè)備200包括與遠(yuǎn)程熱交換器250組合工作的EAM。所述遠(yuǎn)程熱交換器可以是如筆記本設(shè)計(jì)中使用的常規(guī)的遠(yuǎn)程熱交換器(即具有將發(fā)熱部件連接至熱交換器的熱管或高導(dǎo)熱散熱器)。遠(yuǎn)程熱交換器250還可包括吸熱結(jié)構(gòu)，諸如用于將設(shè)備200的部件產(chǎn)生的熱轉(zhuǎn)移(即分散)至所述吸熱結(jié)構(gòu)的肋片、溝道、散熱片或其它結(jié)構(gòu)表面。應(yīng)理解，由于使用者的手可能持握在遠(yuǎn)程熱交換器250 (特別是吸熱裝置)的位置處或附近，遠(yuǎn)程熱交換器250 (特別是吸熱裝置)的操作溫度會(huì)引起設(shè)備200的使用者的不舒適。為了冷卻遠(yuǎn)程熱交換器250，設(shè)備200包括用于在遠(yuǎn)程熱交換器附近提供被動(dòng)冷卻的EAM。圖2的EAM包括熱交換器250附近的入口 210 (被包括在設(shè)備200的后表面?zhèn)?15中，該后表面?zhèn)?15與顯示器292相對)和出口 220 (被包括在表面?zhèn)?25中)。在本實(shí)施例中，EAM還包括電極對230，以及用于對電極對230周圍的粒子充電的電離裝置。在 一些實(shí)施例中，設(shè)備200可包括聚焦電極(例如電極240)，用于確?？諝饬?90如所示那樣被導(dǎo)向。通過對電極對施加電場，使電極對230周圍的帶電粒子向出口 220加速。與圖I中所示的示例實(shí)施例相反，入口 210和出口 220分別被包括在設(shè)備200的毗鄰表面?zhèn)戎?。因此，?yīng)理解，與圖I的實(shí)施例相比，本實(shí)施例可利用較小的距離，因?yàn)殡姌O對230與聚焦電極240之間的阻抗(即距離)比圖I的電極之間的阻抗小。帶電粒子碰撞中性空氣粒子并將動(dòng)能轉(zhuǎn)移至中性空氣粒子，從而導(dǎo)致批量空氣移動(dòng)以冷卻遠(yuǎn)程熱交換器250，如空氣流290所示。圖3包括本發(fā)明的實(shí)施例的后視框圖和側(cè)視框圖。在本實(shí)施例中，手持移動(dòng)計(jì)算設(shè)備300中包括EAM。所述EAM包括多個(gè)入口和單個(gè)出口。應(yīng)理解，在替代實(shí)施例中，可利用任意數(shù)量的入口和出口(即至少各一個(gè))來提供被動(dòng)冷卻。在本實(shí)施例中，設(shè)備300的外殼或邊框的一部分被從系統(tǒng)的余下部分密封出來，從而形成導(dǎo)管。具有任何構(gòu)造的EAM被安裝在該導(dǎo)管內(nèi)，以創(chuàng)建強(qiáng)制對流冷卻環(huán)境。該系統(tǒng)的發(fā)熱部件可被熱連接至該導(dǎo)管的壁，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)冷卻。該導(dǎo)管可以和EAM自身一樣短，或可以更長(例如長達(dá)系統(tǒng)的整個(gè)長度)。在本實(shí)施例中，設(shè)備300包括第一入口 310 (被包括在設(shè)備300的表面?zhèn)?15中)、第二入口 330 (被包括在表面?zhèn)?35中)以及出口 320 (被包括在表面?zhèn)?25中)。在本實(shí)施例中，EAM還包括位于第一入口 310處或附近的電極對340、位于出口 320處或附近的聚焦電極350、以及位于第二入口 330處或附近的第二電極對(未示出)。如上所述，第一和第二電極對周圍的帶電粒子碰撞并將動(dòng)能轉(zhuǎn)移至所有三個(gè)電極之間的中性空氣粒子，從而導(dǎo)致如空氣流399所示的批量空氣移動(dòng)。設(shè)備300還包括壁390，該壁390將該設(shè)備的計(jì)算部件與EAM和所得的空氣流399分開。通過使設(shè)備300的計(jì)算部件與EAM的入口和出口分開，來保護(hù)所述部件免受與空氣流399無關(guān)的外部元素影響，該外部元素可能經(jīng)由入口和出口進(jìn)入該設(shè)備(例如進(jìn)水)。在一個(gè)實(shí)施例中，壁390包括散熱材料(例如金屬薄片)，并向設(shè)備300提供進(jìn)一步的被動(dòng)冷卻。因此，計(jì)算部件361、362和363可被熱連接至壁390，以將熱從每個(gè)部件轉(zhuǎn)移至所述壁?？諝饬?99通過設(shè)備300并越過壁390以向設(shè)備提供進(jìn)一步的被動(dòng)冷卻。圖4包括本發(fā)明的實(shí)施例的前視框圖和側(cè)視框圖。在本實(shí)施例中，移動(dòng)手持計(jì)算設(shè)備400包括EAM，該EAM包括多個(gè)入口和出口。應(yīng)理解，替代實(shí)施例可包括單個(gè)入口 /出口，且仍提供以下描述的功能。在本實(shí)施例中，設(shè)備400包括觸摸屏界面405。因此，可能需要將界面表面冷卻至適合用戶交互的溫度。低姿態(tài)EAM入口或出口可位于觸摸屏界面405的邊緣處。EAM可橫跨觸摸屏表面吹氣，或橫跨觸摸屏表面吸氣。在任一情況下，觸摸屏表面附近的增加的空氣速度將增強(qiáng)從該表面的對流散熱?？稍谠撈聊坏囊粋€(gè)或多個(gè)邊緣上使用EAM，且可彼此平行或相反地吹氣/吸氣，或可處于90度角。 在本實(shí)施例中，設(shè)備400的EAM包括位于顯示表面405附近的入口 410和420。EAM還包括相應(yīng)的出口 415和425。在本實(shí)施例中，如上所述，利用位于入口 /出口處或附近的電極和電離設(shè)備來產(chǎn)生空氣流450和460。因此，設(shè)備400的EAM產(chǎn)生空氣流450和460，以吸取觸摸屏顯示表面405的邊緣附近的空氣，從而為該設(shè)備的輸入裝置提供被動(dòng)冷卻。如所示，因?yàn)闅饬?50和460經(jīng)由入口 410和420將空氣吸入設(shè)備400中，并經(jīng)由出口 415和425將空氣排出該設(shè)備，所以所產(chǎn)生的批量空氣移動(dòng)流過設(shè)備外殼，類似于如上所述的替代實(shí)施例。應(yīng)理解,本發(fā)明的實(shí)施例可利用各種寬度和厚度的一個(gè)或多個(gè)EAM(具有Imm那么薄的厚度的有效EAM是可行的)。此外，本發(fā)明的實(shí)施例還可在發(fā)熱部件上采用一個(gè)或多個(gè)電一流體動(dòng)力學(xué)現(xiàn)場冷卻器，以用于增加的冷卻。附加的EAM和電流體動(dòng)力學(xué)現(xiàn)場冷卻器可共享共同的電源/電壓源、可被獨(dú)立驅(qū)動(dòng)、或其中的任何組合。在替代實(shí)施例中，EAM可與多孔外殼材料或任何功能上的等價(jià)物配對，多孔外殼材料包括但不限于多孔塑料、多孔金屬、織物(包括疏水性薄膜)。應(yīng)理解，這些實(shí)施例可利用EAM入口 /出口的分布特征，從而有助于保持手持移動(dòng)計(jì)算設(shè)備的形狀因子、外觀和感覺。在本說明書通篇中對“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”的引用意味著結(jié)合該實(shí)施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，在本說明書通篇中的多個(gè)位置中的短語“在一個(gè)實(shí)施例中”或“在實(shí)施例中”的出現(xiàn)不一定指的是同一實(shí)施例。而且，特定特征、結(jié)構(gòu)、或特性可按照任何合適的方式在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中組合。此外，應(yīng)理解，所提供的附圖是為了向本領(lǐng)域普通技術(shù)人員作說明的目的，且附圖不一定按比例繪制。應(yīng)理解，附圖的各個(gè)區(qū)域、層以及結(jié)構(gòu)的大小和尺寸可變化。在上述詳細(xì)描述中，已參照本發(fā)明的特定示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明的方法和裝置。然而，顯然，可對這些實(shí)施例作出各種修改和改變，而不背離本發(fā)明的更寬泛精神和范圍。因此，本說明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說明性的而非限制性的。
權(quán)利要求
1.一種裝置，包括 手持移動(dòng)計(jì)算設(shè)備；以及 被包括在所述手持移動(dòng)計(jì)算設(shè)備中的電一流體動(dòng)力學(xué)通風(fēng)機(jī)(EAM),所述EAM包括 第一電極， 第二電極， 入口，以及 出口，其中所述EAM的入口和出口分別被包括在所述手持移動(dòng)計(jì)算 設(shè)備的至少一個(gè)表面?zhèn)龋? 所述EAM通過響應(yīng)于施加至所述第一和第二電極的電場使所述第一電極周圍的帶電空氣分子和帶電微粒中的至少一個(gè)向所述第二電極加速，來產(chǎn)生空氣流，所述空氣流由被吸入所述EAM的入口的空氣和被排出所述EAM的出口的空氣產(chǎn)生。
2.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述EAM的入口和出口分別被包括在所述手持移動(dòng)計(jì)算設(shè)備的相對表面?zhèn)取?br> 3.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述EAM的入口和出口分別被包括在所述手持移動(dòng)計(jì)算設(shè)備的毗鄰表面?zhèn)取?br> 4.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述入口毗鄰所述手持移動(dòng)計(jì)算設(shè)備的顯示器，所述空氣流沿所述移動(dòng)計(jì)算設(shè)備的顯示器流動(dòng)。
5.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述空氣流流過所述移動(dòng)計(jì)算設(shè)備的內(nèi)部導(dǎo)管。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述內(nèi)部導(dǎo)管部分地由壁形成，所述壁將計(jì)算部件與所述空氣流隔開。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，將計(jì)算部件與所述空氣流隔開的所述壁包括導(dǎo)熱材料，所述手持移動(dòng)計(jì)算設(shè)備的至少一個(gè)計(jì)算部件耦合至所述壁的內(nèi)側(cè)，所述空氣流沿所述壁的外側(cè)流動(dòng)。
8.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，還包括被包括在所述手持移動(dòng)計(jì)算設(shè)備中的熱交換器，其中所述EAM的出口耦合至所述熱交換器。
9.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述EAM的第一電極包括電暈放電電極，用于使所述第一電極周圍的所述空氣分子和微粒中的至少一個(gè)電離。
10.一種方法，包括 在被包括在手持移動(dòng)計(jì)算設(shè)備中的電一流體動(dòng)力學(xué)通風(fēng)機(jī)(EAM)的第一和第二電極之間施加電場，所施加的電場將所述第一電極周圍的帶電空氣分子和帶電微粒中的至少一個(gè)向所述第二電極吸引以產(chǎn)生空氣流，所述空氣流由被吸入所述EAM的入口的空氣和被排出所述EAM的出口的空氣產(chǎn)生； 其中所述EAM的入口和出口分別被包括在所述手持移動(dòng)計(jì)算設(shè)備的至少一個(gè)表面?zhèn)取?br> 11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述EAM的入口和出口分別被包括在所述手持移動(dòng)計(jì)算設(shè)備的相對表面?zhèn)取?br> 12.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述EAM的入口和出口分別被包括在所述手持移動(dòng)計(jì)算設(shè)備的毗鄰表面?zhèn)取?br> 13.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述EAM的入口毗鄰所述手持移動(dòng)計(jì)算設(shè)備的顯示器，所述空氣流沿所述移動(dòng)計(jì)算設(shè)備的顯示器流動(dòng)。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述空氣流流過所述移動(dòng)計(jì)算設(shè)備的內(nèi)部導(dǎo)管。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述內(nèi)部導(dǎo)管部分地由壁形成，所述壁將計(jì)算部件與所述空氣流隔開。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，將計(jì)算部件與所述空氣流隔開的所述壁包括導(dǎo)熱材料，所述手持移動(dòng)計(jì)算設(shè)備的至少一個(gè)計(jì)算部件耦合至所述壁的內(nèi)側(cè)，所述空氣流橫跨所述壁的外側(cè)流動(dòng)。
17.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述EAM的出口耦合至被包括在所述手持移動(dòng)計(jì)算設(shè)備中的熱交換器。
18.如權(quán)利要求10所述的方法,其特征在于,所述EAM的第一電極包括電暈電極,用于使所述第一電極周圍的所述空氣分子和微粒中的至少一個(gè)電離。
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于手持移動(dòng)計(jì)算設(shè)備的被動(dòng)冷卻系統(tǒng)。手持移動(dòng)計(jì)算設(shè)備中可包括電—流體動(dòng)力學(xué)通風(fēng)機(jī)(EAM)，該EAM包括入口和出口。該入口和出口分別被包括在該手持移動(dòng)計(jì)算設(shè)備的至少一個(gè)表面?zhèn)?。在本發(fā)明的實(shí)施例中，EAM通過響應(yīng)于施加于電極的電場使入口附近的電極周圍的帶電粒子向出口附近的第二電極加速來產(chǎn)生空氣流。該空氣流將是被吸入EAM入口的空氣(即計(jì)算設(shè)備外部的空氣)和被排出EAM出口的空氣(即排出計(jì)算設(shè)備的空氣)的結(jié)果。
文檔編號(hào)H05K7/20GK102859466SQ201180004146
公開日2013年1月2日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者M·麥克唐納, R·K·蒙吉亞 申請人:英特爾公司