便携式计算机散热问题研究

赵洪宇

摘要：随着科技的进步电脑的体积也越来越小，芯片技术性能的提升，电子元件工作频率及功耗也随之上升，这样就造成了在笔记电脑中空间的局限性和原件的耗电量产生大量的热不能即使的散发出去，这就造成了笔记本电脑局部温度过高。传统的风冷技术已经很难满足现在人们的需求，需要新的散热理念来解决问题。目前在笔记本硬件中因为温度过高而发生故障的占到了百分之80。本文分析笔记本电脑过热的原因，针对散热问题提示解决对策。

关键词：笔记本；散热

长时间以来，电脑散热问题就是电脑发展过程中的头号障碍，散热问题关系到计算机的工作稳定性和硬件使用寿命。随着电子技术的更新换代，CPU的一代代更新，CPU工作频率越来越高，发热量也随之提高。笔记本电脑散热问题也变得越来越突出，甚至成为了笔记本电脑发展的重要制约因素。

一、 热量来自哪里

笔记本中笔记本内部硬件中最大的发热源就属于CPU处理器、男北桥芯片、内存以及显卡。其中CPU为主要发热源，CPU工作速度越快，功耗越大，产生的热量就越多。其次就是显卡随着3D技术应用到游戏中，显卡也成为了一大发热源。内存设备，南北桥都会有一定的热量产生。

二、 当前主流散热

热传递有三种方式：传导、对流和辐射。热从物体温度较高的部分沿着物体传到温度较低的部分，叫做传导。靠液体或气体的流动来传热的方式叫做对流。热由物体沿直线向外射出，叫做辐射。

1.风扇散热。风扇散热是最早应用于笔记本散热中的散热系统，风扇散热原理是利用风扇转动制造高低气压来完成空气对流从而起到加速散热的作用，通过智能芯片可以根据温度改变而改变转速，现在笔记工艺已经把以前的垂直CPU改为了平行CPU这样能够更好的节省笔记本空间。但是现在风扇散热已经很难满足人们的需求了

2.导热金属。应用一些高传导热量的金属，放置在CPU等位置增加散热面积，在笔记本中多处位置添加金属板，CPU正反位置一般都会有一张金属板，键盘也采用金属板制成起到协同散热的作用。笔记本电脑机身有的也采用金属材料，在一定程度上也会起到协同散热的作用。

3.散热管。散热管技术是由IBM提出，其工作原理，是先把管内抽成低气压，在其中添加工作物质，通过温度改变导致工作物质汽化液化对流循环，来达到散热的目的，热管因为材料和工作物质的不同分为很多种，最常用的就是铜—水热管，这种热管兼顾了导热性的同时，还控制了成本。

4.智能温控系统。温控系统，也是当前必不可少的散热方式，当笔记本CPU温度升高到一定温度时，风扇加大输出功率提高转速带走更多的热量保护计算机，当CPU温度降低到一定温度时，风扇减少输出功率降低转速，从而省电，当温度在降低到一定温度时，风扇停止转动，利用本身金属散热，这样不仅能够帮助笔记本散热还能起到保护CPU的作用，延长硬件使用寿命，提高笔记本工作的稳定性，更加省电延迟待机时间。

5.intel技术。Intel技术可以让计数机有两种工作模式，可以在两种模式之间来回切换，即高性能状态有外接电源，省电模式无外接电源，该系统主要是由电源识别系统和自动电压调整系统来构成，高性能模式就是CPU功率全开起到最大的运行效果，省电模式即是让CPU功率降低百分之40左右，但是最大性能还能维持在百分之80左右。

三、从发热原本身入手

在笔记本电脑中使用先进的专们应用于笔记本的CPU，由于笔记本电脑对功耗以及散热的特殊要求，笔记本电脑专用CPU的工艺要比台式CPU更复杂、技术含量更高。笔记本电脑区别台式机电脑的一个重要特点就是体积小，需要电池供电。而这就必须要求CPU的功耗低，因为只有功耗低，电池供电时间才能长。目前市场中台式CPU的功率是19～29瓦，而笔记本电脑CPU的功率要远远低于台式机的。功耗大，自然产生的热量就多，而台式机CPU的极限工作温度却低于笔记本专用CPU。因此，在笔记本电脑内部狭小的空间内，即使散热做得再好，一旦使用了台式CPU，也无法良好的进行散热，当内部温度达到一定高度时，笔记本电脑就很可能出现多种故障，比如：死机。因此一定要使用笔记本专门的处理器。也期待CPU能够有一个质的飞跃，能够做到体积、功耗、发热更小的目标。

四、 新型散热技术—水冷散热

水冷散热可以分为两大类，主动水冷和被动水冷，主动式水冷除了在具备水冷散热器全部配件外，另外还需要安装散热风扇来辅助散热，这样能够使散热效果得到不小的提升，被动式水冷则不安装任何散热风扇，只靠水冷散热器本身来进行散热，起到真正的静音散热。

水冷工作原理就是以水泵为动力让水冷液在硅胶管里流动，在吸热水冷头与散热排水泵之间循环，吸热水冷头把发热硬件的热量通过水冷液传递到散热排，带风扇的散热排把液体温度降低后循环到水泵继续到吸热水冷头。就这样不断循环，把热量从热源如CPU的表面带走。冷系统一般由以下几部分构成：热交换器、循环系统、水箱、水泵和水，根据需要还可以增加散热结构。其中，热交换器是整个水冷系统的核心，水冷系统的效率在很大程度上由它来决定，这也是整个系统构思最巧妙的部分。

水冷散热不足之处：造价高昂，占用空间大，养护麻烦，且水或者其它替代液体会有变质维护等一系列问题，水冷散热器的使用具有一定的危险性，主要的危险因素就是漏液，可能会烧坏主板硬件，影响计算机的使用。还有就是冷凝现象，水汽遇冷凝结形成水珠也会带来危险。一般情况下不会出现冷凝现象。

如果能够解决占用空间大，造价高，不宜保养等问题，水冷技术应该会成为以后散热技术中的主流技术。

小结

随着笔记本电脑技术的不断发展创新，散热问题成为了最为关键性的问题，如果能够解决笔记本散热问题，就一定会带来笔记本电脑的质的飞跃，笔记本电脑将会变的更薄，更小，更能持久工作。不管什么样的散热技术都是和风扇散热技术相结合，把热量快速的带走散发到空气中从而起到散热降温的功效。（作者单位：齐齐哈尔工程学院）

参考文献：

[1]刘美俊.电子产品可靠性的控制与提高[J].电子质量，2004（09）.

[2]王充 马咏梅 侯力.微型热管在台式电脑中的应用设计[J].机电产品开发与创新，2004（05）.

[3]孔巧玲 贺建华.热管在笔记本电脑散热中的应用[J].电脑开发与应用，2004（02）.

[4]姚寿广 马哲树 罗林 陈如冰.电子电器设备中高效热管散热技术的研究现状及发展[J].华东船舶工业学院学报（自然科学版），2003（04）.

[5]张俊霞.热管技术解决CPU散热的新方案[J].安阳师范学院学报，2002（05）.

[6]杨晓红.微机的散热分析[J].高等职业教育（天津职业大学学报），2002（05）.

[7]袁梅宇.移动天地间——笔记本电脑的散热及节能技术[J].信息系统工程，2002（06）.

[8]王伟 晏江.热管在笔记本电脑散热设计中的模拟研究[J].制冷空调与电力机械，2009（05）.

[9]廖蔚 程希文.一种高效的CPU降温方案[J].发明与革新，2001（08）.

[10]吕永良 周世平 徐得名.光照下高电子迁移率晶体管特性分析[J].物理学报，2000（07）.

[11]翟新彦.电脑散热的措施[J].农村电工，2008（09）.

[12]曹刚.笔记本电脑散热技术一览[J].家庭电子，2002（08）.

[13]张小菊.笔记本电脑散热漫谈[J].教育信息化，2002（07）.

[14]苏萍.关注笔记本电脑的散热问题[J].上海微型计算机，2000（03）.