新型笔记本电脑散热器设计

叶璐等

摘 要：目前随着笔记本电脑的便携性不断提高，对其散热便构成了很大的挑战。若采用温控风扇，并增强散热器综合功能，改变其供电方式，为笔记本电脑提供更为完善的散热体验和功能扩展。首先采用单片机作为控制器，利用温度传感器DS18B20作为温度采集元件，并根据采集到的温度，通过USB接口驱动风扇电机。然后根据温度的变化控制风扇的转速，并利用显示屏显示实时温度。散热垫风扇转速需可调，风扇位置也非固定不动，且其也可搭载诸如控制面板，2.1声道音响等改善笔记本电脑综合使用体验，同时增加了可视化控制面板，使其更易操作，在不同的供电方式（即不同的输出功率）下其将实现不同的扩展功能。

关键词：综合功能；温控；笔记本电脑；散热

引言

随着笔记本电脑的性能的不断提高，产生的热量也不断增加，所以笔记本的散热问题亟待解决。目前关于笔记本的散热方式很多，其中一个就是散热底座。但是市面上一般的散热底座功能单一，而且由于是电脑供电，也会增加电脑的负担。我们设计一款以STC89C52芯片为控制核心，控制风扇的转速，利用温度传感器DS18B2采集实时温度，使风扇自動根据探头探测到的温度来调整转速，采用电源插头使用电源供电以防止给电脑主板造成负担，并将独立按键集成在STC89C52芯片上，便于手动设置温度，利用四位共阳数码管显示手动设置的温度和实时温度。另外，为了方便携带，我们把散热器做成了底座式的且位置可调可以自由选择通风口，安装极为简单，使得散热器通风和散热效果得到了提高且不影响笔记本的外观。除此，外加了一个小音响可压制风扇因转动而产生的微弱噪音，并且可以弥补电脑自带音响的不足，增强娱乐性。

1 设计方案

本设计主要分为控制模块，温度检测模块，显示模块，风扇驱动模块，电源模块，音响模块几个部分。（如图1）

图1 系统构成框图

图2 STC89C52芯片

控制模块：本设计采用STC89C52芯片为控制核心，STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，如图2。利用温度传感器DS18B2过来的数据做出相应的处理，将实时温度输入到四位共阳数码管上并显示，并且控制电风扇的转速，以达到散热的目的。

温度检测模块：本设计采用温度传感器DS18B2，采集实时温度，并将数据送至STC89C52芯片上进行处理。

显示模块：本设计采用四位共阳数码管，利用输过来的数据，将其实时温度显示在屏幕上，界面友好。

风扇驱动模块：本设计采用USB接口将5v电压加载在电风扇上驱动电风扇，并利用STC89C52芯片控制电风扇的转速，并且电风扇的位置可调，适用于各个型号的笔记本电脑。

电源模块：本设计利用一个转换头将220V的电压转换成5V电压，并利用USB接口将电源供给电风扇，以驱动电风扇运行。

音响模块：本次设计的独特之处就是还添加了一个音响模块，2.1声道音响加载在底座上，可改善笔记本自身携带的音响的不足，增强娱乐性和笔记本的综合体验。

2 散热器市场分析部分

在这个科学技术迅速发展的社会，无论是工作上还是生活中，笔记本俨然已经成为大多数人必不可少的物件。这也使得人们对笔记本的功能有着越来越高的要求，生产商也从提高笔记本CPU，硬盘，显卡等来提高笔记本的性能，但是这也导致笔记本产生更大的热量，尽管笔记本自带散热器但笔记本CPU因电脑产的热量无法及时或者完全消除而被烧坏的情况还是时有发生，尤其对于热爱打游戏的人群。由此，人们对散热器的需求也越来越强烈。

图3 2012-2016年我国国内笔记本散热器生产总值预测图

近年来，笔记本散热器的生产总值不断增高，而增长率虽然有所下降但数值仍旧不低，这也可看出笔记本散热器极具市场，好的散热器将会获得很多人的喜爱。各种笔记本散热器之间的竞争也愈演愈烈，其中以风冷，水冷，被动散热为最。但水冷散热器虽然效果好，但是成本较高；被动散热效率过低；风冷，因其种类繁多，价格实惠，技术成熟更为广大群众接受，而我们所做的就是风冷散热器。散热器在短短几年间便发展到如今如此有规模，它经历了各种各样的创新与改变，各大品牌如酷冷，九州风神等在工艺，散热器材质，风扇等等方面都做了很多研究，而这些东西也达到了一定的技术极限，我们或许不用对风扇各部件的性能多做担忧，但是好的创新与完美的搭配仍会是散热器被选择的最强大有利的依据，所以此款散热器前景可观。

3 结束语

目前随着集成电路的小型化，电子产品的便携性得到了很大的提高，而其中高性能笔记本也是越做越薄，然后这样对其散热便是构成了很大的挑战。且现在市面上所能买到的产品或多或少都存在不尽如人意，且大多数散热垫采用USB供电，会加剧主板的老化，所以改善其散热功能迫不及待。我们的这个项目以STC89C52芯片为控制核心，以温度传感器DS18B20检测环境温度，实现了根据环境温度变化调节不同的风扇电机转速，在一定范围能能实现转速的连续调节，利用四位共阳数码管显示实时温度，界面友好，并且采用220V家用电源供电，利用转换头将220V电压转换成5V输出驱动电风扇，有效的防止给电脑主板造成负担，通过加大输出功率可实现更多的扩展功能，新增加2.1声道音响，增加电脑的综合体验使用，也在目前各种种类的散热器中占有一定优势。新产品可用于寝室或家中亦或办公室等需要使用笔记本的地方，且风扇转速与位置的可调将可适应各种不同情况下各种不同型号的笔记本的散热需求。同时提出了外设综合集成模块化的新思路，能够很好的解决笔记本散热问题。

参考文献

[1]阮承治，林文都.基于单片机的智能散热器设计[J].宜春学院学报，2014，36（3）.

[2]李钢，赵彦峰.1-Wire总线数字温度传感器DSI8B20原理及应用[J].现代电子技术，2005，28（21）：77-79.

[3]胡全.51单片机的数码管动态显示技术[J].信息技术，2009，13：25-26.

[4]王会明，侯加林.智能电风扇控制器的研制[J].电子与自动化，1998，5（4）：25-26.

[5]丁建军，陈定方，周国柱.基于AT89C51的智能电风扇控制系统[J].湖北工学院学报，2003，18（2）：60-63.

[6]刘进山.基于MCS-51电风扇智能调速器的设计[J].广州：电子质量，2004，10（10）：71.