ES2939610T3 - Aparato terminal que comprende un dispositivo de disipación de calor - Google Patents

Aparato terminal que comprende un dispositivo de disipación de calor Download PDF

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Abstract

Un dispositivo de disipación de calor para un aparato terminal, comprendiendo el dispositivo de disipación de calor un material de cambio de fase (PCM) y una unidad de transferencia de calor. La unidad de transferencia de calor está en contacto con el material de cambio de fase para transferir el calor del aparato terminal al material de cambio de fase. El material de cambio de fase mantiene sustancialmente una temperatura sin cambios durante el cambio de fase y puede absorber calor mientras permite una temperatura no demasiado alta del dispositivo de disipación de calor, mejorando la experiencia del usuario. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato terminal que comprende un dispositivo de disipación de calor
Campo técnico
Las modalidades de la presente invención se refieren a un dispositivo terminal que comprende un aparato de disipación de calor.
Antecedentes
Se requiere que los dispositivos terminales, como tabletas y computadoras portátiles, sean livianos y portátiles, y brinden un alto rendimiento y una buena experiencia de temperatura. Por lo tanto, el rendimiento de disipación de calor de un producto es cada vez más importante.
En el campo de terminales actual, para mejorar el rendimiento de las tabletas y los productos portátiles, el consumo de energía de un chip de CPU o GPU generalmente se controla dinámicamente, y el consumo de energía operativo se ajusta dinámicamente en función de los requisitos de ejecución del programa y la temperatura del producto. Por ejemplo, cuando se inician algunos programas o documentos grandes, se utiliza la aceleración del procesador instantánea para aumentar considerablemente el consumo de energía operativo en poco tiempo, para lograr un mayor rendimiento, acortar el tiempo de inicio de un programa y mejorar la experiencia del usuario. Tal escenario transitorio impone un requisito más alto en la disipación de calor, pero actualmente la industria carece de una solución efectiva y la mejora del rendimiento de los terminales está restringida.
El documento US 2010/0126708 A1 describe una estructura de disipación de calor y un dispositivo portátil, que permiten que el calor se disipe de una parte generadora de calor sin que el usuario sienta molestias. Un miembro de transferencia de calor está configurado para transferir calor generado en un cuerpo generador de calor y una unidad de almacenamiento térmico está conectada térmicamente al miembro de transferencia de calor. La unidad de almacenamiento térmico incluye un paquete con propiedad de estiramiento y un medio de almacenamiento térmico, que se llena en el paquete y cuyo volumen cambia con un cambio de temperatura. El paquete está dispuesto de tal manera que hay un espacio entre el paquete y una primera parte disipadora de calor a temperatura normal y el paquete entra en contacto con la primera parte disipadora de calor cuando el medio de almacenamiento térmico se expande con un cambio de temperatura.
El documento US 2016/0021786 A1 describe un aparato electrónico según el preámbulo de la reivindicación 1, que incluye un alojamiento, un elemento productor de calor, un primer absorbedor de calor, un segundo absorbedor de calor y un miembro de transferencia de calor. El elemento productor de calor produce calor en el alojamiento. El primer absorbedor de calor se proporciona en una superficie interior del alojamiento para enfrentar el elemento productor de calor. El primer absorbedor de calor absorbe calor del elemento productor de calor en el alojamiento. El segundo absorbedor de calor se proporciona en la superficie interior del alojamiento en una posición separada del primer absorbedor de calor. El miembro de transferencia de calor transfiere calor desde el elemento productor de calor absorbido por el primer absorbedor de calor al segundo absorbedor de calor.
El documento US 2016/169591 A1 describe un sistema que incluye un recinto termoconductor que limita una cavidad interior, una estructura de pared de celda metálica dispuesta dentro de la cavidad, en comunicación térmica con el recinto, y que define una pluralidad de celdas, y un material de cambio de fase dispuesto dentro de las celdas y en comunicación térmica con las paredes celulares.
El documento US 2014/285967 A1 describe un revestimiento de conformación moldeado alrededor de un circuito de fuente de alimentación, componentes eléctricos o al menos partes de una pantalla para un dispositivo informático. El revestimiento de conformación incluirá material de almacenamiento de energía térmica microencapsulado integrado para absorber el calor generado por los componentes eléctricos.
Resumen
En vista de esto, las modalidades de la presente invención proporcionan un dispositivo terminal que comprende un aparato de disipación de calor para tratar eficazmente con un requisito de disipación de calor provocado por un aumento de consumo de energía a corto plazo del dispositivo terminal.
De acuerdo con un primer aspecto, una modalidad de la presente invención proporciona un dispositivo terminal que comprende un alojamiento, un procesador y un aparato de disipación de calor, en donde el aparato de disipación de calor comprende un material de cambio de fase, una unidad de transferencia de calor y una unidad de ecualización de temperatura. El procesador está dispuesto dentro del alojamiento y configurado para ajustar dinámicamente un modo de trabajo. El material de cambio de fase está en contacto con el alojamiento y configurado para absorber el calor del dispositivo terminal. La unidad de ecualización de temperatura está en contacto con el material de cambio de fase. La unidad de transferencia de calor está en contacto con el material de cambio de fase para conducir el calor del dispositivo terminal al material de cambio de fase. La unidad de transferencia de calor está provista de una ranura que coincide con la forma de la unidad de ecualización de temperatura. El material de cambio de fase tiene un espacio que coincide con la forma de la unidad de ecualización de temperatura. La unidad de ecualización de temperatura está dispuesta en el espacio del material de cambio de fase y en la ranura de la unidad de transferencia de calor para reducir el grosor del aparato de disipación de calor. Debido a que el material de cambio de fase mantiene una temperatura sustancialmente sin cambios durante un cambio de fase, la temperatura del aparato de disipación de calor no es excesivamente alta mientras se absorbe el calor, proporcionando así una buena experiencia al usuario. Para un producto terminal en el que un procesador puede ajustar dinámicamente el consumo de energía operativo, el aparato de disipación de calor provisto en esta modalidad de la presente invención puede extender el tiempo durante el cual el procesador puede funcionar en un modo de alto consumo de energía.
En una posible implementación, la unidad de transferencia de calor está en contacto con un procesador del dispositivo terminal para conducir el calor del procesador al material de cambio de fase. El procesador suele ser una fuente de calor principal del dispositivo terminal. El contacto directo entre la unidad de transferencia de calor y el procesador puede mejorar la eficiencia de disipación de calor del aparato de disipación de calor.
En una posible implementación, el material de cambio de fase tiene un punto de cambio de fase predeterminado y una capacidad calorífica predeterminada para absorber el calor generado por el dispositivo terminal y mantener una temperatura del material de cambio de fase por debajo del punto de cambio de fase.
En una posible implementación, la unidad de transferencia de calor tiene una estructura de disipación de calor, configurada para: disipar calor a un entorno externo, para mejorar el efecto de disipación de calor; y cuando el procesador funciona en un modo de bajo consumo de energía, acelera la disipación del calor absorbido por el material de cambio de fase.
En una posible implementación, un punto de cambio de fase del material de cambio de fase varía entre 10 °C y 70 °C, de manera que el material de cambio de fase puede usarse en un entorno de vida normal de un usuario.
Además, el punto de cambio de fase del material de cambio de fase varía entre 30 °C y 45 °C para equilibrar la capacidad calorífica y la temperatura.
En una posible implementación, la capacidad calorífica del material de cambio de fase varía entre 100 julios y 10000 julios, para equilibrar la capacidad calorífica y el volumen ocupado.
En una posible implementación, la masa del material de cambio de fase varía entre 1 g y 200 g, para equilibrar la capacidad calorífica y el volumen ocupado.
En una posible implementación, el material de cambio de fase incluye un material de cambio de fase sólido-sólido o un material de cambio de fase sólido-líquido. Un volumen cambia poco durante un cambio de fase, lo que facilita la producción y la instalación.
En otra posible implementación, el material de cambio de fase incluye un material de cambio de fase sólido-gas o un material de cambio de fase líquido-gas, y tiene un alojamiento de suficiente resistencia para mantener la forma y el volumen del material de cambio de fase sustancialmente sin cambios durante una fase. cambio.
En una posible implementación, el material de cambio de fase puede incluir un material compuesto de cambio de fase.
Además, en una posible implementación, una forma del material de cambio de fase compuesto incluye una microcápsula, un material de cambio de fase conformado, un material de cambio de fase nanocompuesto o un material de cambio de fase compuesto poroso.
En una posible implementación, el material de cambio de fase y la unidad de transferencia de calor se conectan mediante unión o fijación mecánica para evitar que se caigan durante el uso.
En una posible implementación, la unidad de transferencia de calor está hecha de uno o más materiales metálicos o no metálicos para mejorar la eficiencia de disipación de calor.
En una posible implementación, el material de cambio de fase cubre toda la unidad de transferencia de calor, de manera que se puede reducir el grosor del material de cambio de fase y el interior del dispositivo terminal se vuelve más compacto.
En una posible implementación, la unidad de ecualización de temperatura puede ser un tubo de calor o una cámara de vapor (VC).
En una posible implementación, el material de cambio de fase tiene una película protectora para mantener la forma del material de cambio de fase y proporcionar protección al material de cambio de fase durante la producción.
En una posible implementación, la película protectora puede ser una película delgada orgánica tal como PET o PI, o una película delgada de metal. Además, el grosor es aproximadamente del 5 % al 15 % del grosor total y puede ajustarse en base a un requisito.
En una posible implementación, hay una cavidad dentro de la unidad de transferencia de calor y el material de cambio de fase está incrustado en la cavidad de la unidad de transferencia de calor.
Las implementaciones anteriores pueden combinarse aleatoriamente para lograr diferentes efectos de implementación.
Las soluciones anteriores en las modalidades de la presente invención pueden hacer frente a un aumento breve del consumo de energía del dispositivo terminal, disipar el calor de forma eficaz mientras se controla la temperatura de la superficie exterior del dispositivo terminal para que no sea excesivamente alta o se reduce la velocidad de aumento de la temperatura de la superficie exterior del dispositivo terminal, proporcionando así una buena experiencia de usuario.
Breve descripción de los dibujos
Las implementaciones de las Figuras 4 a 7 y 10 a 20 no están de acuerdo con la invención y se presentan únicamente con fines ilustrativos.
La Figura 1 es un diagrama esquemático de un dispositivo terminal de acuerdo con una posible implementación de la presente invención;
La Figura 2 es un diagrama de bloques de una estructura parcial de un dispositivo terminal de acuerdo con una posible implementación de la presente invención;
La Figura 3 es un gráfico lineal de absorción de calor y cambios de temperatura de un material de cambio de fase sólido-líquido;
La Figura 4 es un diagrama esquemático de un aparato de disipación de calor de acuerdo con una posible implementación de la presente solicitud;
La Figura 5 es un diagrama estructural esquemático del aparato de disipación de calor de la Figura 4;
La Figura 6 es un diagrama esquemático de un aparato de disipación de calor de acuerdo con otra posible implementación de la presente solicitud;
La Figura 7 es un diagrama estructural esquemático del aparato de disipación de calor de la Figura 6;
La Figura 8 es un diagrama esquemático de un aparato de disipación de calor de acuerdo con una modalidad de la presente invención;
La Figura 9 es un diagrama estructural esquemático del aparato de disipación de calor de la Figura 8;
La Figura 10 es un diagrama estructural esquemático de un material PCM de acuerdo con una posible implementación de la presente solicitud;
La Figura 11 es un diagrama estructural esquemático de un aparato de disipación de calor según todavía otra posible implementación de la presente solicitud;
La Figura 12 es un diagrama estructural esquemático de un aparato de disipación de calor según todavía otra posible implementación de la presente solicitud;
La Figura 13 es un diagrama estructural esquemático de un aparato de disipación de calor según todavía otra posible implementación de la presente solicitud;
La Figura 14 es un diagrama estructural esquemático de un aparato de disipación de calor según todavía otra posible implementación de la presente solicitud;
La Figura 15 es un diagrama estructural esquemático de un aparato de disipación de calor según todavía otra posible implementación de la presente solicitud;
La Figura 16 es un diagrama estructural esquemático de un aparato de disipación de calor según todavía otra posible implementación de la presente solicitud;
La Figura 17 es un diagrama estructural esquemático de un dispositivo terminal de acuerdo con una posible implementación de la presente solicitud;
La Figura 18 es un diagrama estructural esquemático de un dispositivo terminal de acuerdo con otra posible implementación de la presente solicitud;
La Figura 19 es un diagrama estructural esquemático de un dispositivo terminal según aún otra posible implementación de la presente solicitud; y
La Figura 20 es un diagrama estructural esquemático de un dispositivo terminal según todavía otra posible implementación de la presente solicitud.
Descripción de las modalidades
La Figura 1 es un diagrama esquemático de un dispositivo terminal de acuerdo con una posible implementación de la presente invención.
El dispositivo terminal 100 en una modalidad de la presente invención puede incluir un teléfono móvil, una tableta, una PDA (asistente digital personal, personal digital assistant), un POS (punto de venta, point of sale), un ordenador en el vehículo, y similares.
Por ejemplo, el dispositivo terminal 100 es un teléfono móvil. La Figura 2 es un diagrama de bloques de una estructura parcial del teléfono móvil 100 según esta modalidad de la presente invención. Con referencia a la Figura 2, el teléfono móvil 100 incluye componentes tales como un circuito de RF (Radio Frequency, Radiofrecuencia) 110, una memoria 120, otros dispositivos de entrada 130, una pantalla de visualización 140, un sensor 150, un circuito de audiofrecuencia 160, un subsistema de E/S 170, un procesador 180 y una fuente de alimentación 190. Un experto en la materia puede entender que la estructura del teléfono móvil que se muestra en la Figura 2 no constituye ninguna limitación en el teléfono móvil, y el teléfono móvil puede incluir más o menos componentes que los que se muestran en la figura, o en el teléfono móvil, algunos componentes están combinados, algunos componentes están separados o los componentes están dispuestos de manera diferente. Un experto en la materia puede entender que la pantalla de visualización 140 pertenece a una interfaz de usuario (UI, user interface), y el teléfono móvil 100 puede incluir interfaces de usuario que se muestran en la figura o menos interfaces de usuario que las que se muestran en la figura.
Con referencia a la Figura 2, lo siguiente describe específicamente los componentes del teléfono móvil 100.
El circuito de RF 110 puede configurarse para recibir y enviar información, o recibir y enviar señales durante una llamada y, en particular, recibir información de enlace descendente desde una estación base y luego enviar la información de enlace descendente al procesador 180 para su procesamiento. Además, el circuito RF 110 envía datos de enlace ascendente relacionados a la estación base. Generalmente, el circuito de RF incluye pero no se limita a una antena, al menos un amplificador, un transceptor, un acoplador, un LNA (Low Noise Amplifier, amplificador de bajo ruido, amplificador de bajo ruido), un duplexor y similares. Además, el circuito RF 110 también puede comunicarse con una red y otro dispositivo a través de comunicación por radio. La comunicación por radio puede implementarse utilizando cualquier estándar o protocolo de comunicación, incluidos, pero sin limitarse a, GSM (Global System of Mobile communication, Sistema global de comunicación móvil, Sistema global para comunicaciones móviles), GPRS (General Packet Radio Service, Servicio general de radio por paquetes), c DmA (Code Division Multiple Access, Acceso múltiple por división de código), WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access, Acceso múltiple por división de código de banda ancha), LTE (Long Term Evolution, Evolución a largo plazo), correo electrónico, SMS (Short Messaging Service, Servicio de mensajes cortos) y similares.
La memoria 120 puede configurarse para almacenar un programa de software y un módulo. El procesador 180 ejecuta varias aplicaciones funcionales del teléfono móvil 100 y procesa datos ejecutando el programa de software y el módulo almacenado en la memoria 120. La memoria 120 puede incluir principalmente un área de almacenamiento de programas y un almacenamiento de datos. El área de almacenamiento de programas puede almacenar un sistema operativo, un programa de aplicación necesario para al menos una función (como una función de reproducción de sonido o una función de reproducción de imágenes) y similares. El área de almacenamiento de datos puede almacenar datos (tales como datos de audio y una guía telefónica) y similares creados en base al uso del teléfono móvil 100. Además, la memoria 120 puede incluir una memoria de acceso aleatorio de alta velocidad o puede incluir una memoria no volátil como al menos un dispositivo de almacenamiento de disco magnético, un dispositivo de memoria flash u otro dispositivo de memoria volátil de estado sólido.
Los otros dispositivos de entrada 130 pueden configurarse para recibir información de caracteres o números de entrada y generar una entrada de señal clave relacionada con una configuración de usuario y control de funciones del teléfono móvil 100. Específicamente, los otros dispositivos de entrada 130 pueden incluir, pero sin limitarse a, uno o más de un teclado físico, una tecla de función (como una tecla de control de volumen o una tecla de encendido/apagado), un bola de desplazamiento, un ratón, un palanca de mando y un ratón óptico (el ratón óptico es una extensión de una superficie sensible al tacto que no muestra una salida visual, o una extensión de una superficie sensible al tacto formada por una pantalla táctil). Los otros dispositivos de entrada 130 están conectados a un controlador de otros dispositivos de entrada 171 del subsistema de E/S 170 y realizan una interacción de señal con el procesador 180 bajo el control del controlador de otros dispositivos de entrada 171.
La pantalla de visualización 140 puede configurarse para mostrar información ingresada por un usuario o información proporcionada al usuario y varios menús del teléfono móvil 100, y también puede recibir la entrada del usuario. Específicamente, la pantalla de visualización 140 puede incluir un panel de visualización 141 y un panel táctil 142. El panel de visualización 141 puede configurarse en forma de lCd (Liquid Crystal Display, pantalla de cristal líquido), un OLED (Organic Light-Emitting Diode, diodo orgánico emisor de luz) o similar. El panel táctil 142 también se denomina pantalla táctil, pantalla sensible al tacto o similar, y puede recopilar una operación táctil o no táctil (como una operación realizada por el usuario en el panel táctil 142 o cerca del panel táctil 142 usando un dedo, un lápiz o cualquier objeto o accesorio adecuado, o una operación somatosensorial; la operación incluye una operación de control de un solo punto, una operación de control de múltiples puntos y otros tipos de operaciones) del usuario en o cerca del panel táctil 142, y accionar un aparato conectado correspondiente de acuerdo con un programa preestablecido. Opcionalmente, el panel táctil 142 puede incluir dos partes: un aparato de detección táctil y un controlador táctil. El aparato de detección táctil detecta una ubicación táctil y una postura del usuario, detecta una señal generada por una operación táctil y transmite la señal al controlador táctil. El controlador táctil recibe información táctil del aparato de detección táctil, convierte la información táctil en información que puede ser procesada por el procesador y envía la información al procesador 180, y puede recibir un comando enviado por el procesador 180 y ejecutar el comando. Además, el panel táctil 142 puede implementarse en varios tipos, como un tipo resistivo, un tipo capacitivo, un tipo infrarrojo y un tipo de onda acústica superficial, o el panel táctil 142 puede implementarse utilizando cualquier tecnología desarrollada en el futuro. Además, el panel táctil 142 puede cubrir el panel de visualización 141. El usuario puede realizar, en función del contenido que se muestra en el panel de visualización 141 (el contenido que se muestra incluye, pero sin limitarse a, un teclado en pantalla, un ratón virtual, una tecla virtual, un icono y similares), una operación en o cerca del panel táctil 142 que cubre el panel de visualización 141. Después de detectar una operación táctil en o cerca del panel táctil 142, el panel táctil 142 transfiere la operación táctil al procesador 180 usando el subsistema de E/S 170, para determinar un tipo de evento táctil para determinar una entrada de usuario. Luego, el procesador 180 proporciona, utilizando el subsistema de E/S 170, una salida visual correspondiente en el panel de visualización 141 en función del tipo de evento táctil y la entrada del usuario. En la Figura 2, el panel táctil 142 y el panel de visualización 141 actúan como dos componentes independientes para implementar las funciones de entrada y salida del teléfono móvil 100. Sin embargo, en algunas modalidades, el panel táctil 142 y el panel de visualización 141 pueden integrarse para implementar las funciones de entrada y salida del teléfono móvil 100.
El teléfono móvil 100 puede incluir además al menos un sensor 150, como un sensor de luz, un sensor de movimiento y otro sensor. Específicamente, el sensor de luz puede incluir un sensor de luz ambiental y un sensor de proximidad. El sensor de luz ambiental puede ajustar la luminancia del panel de visualización 141 en base al brillo de la luz ambiental. El sensor de proximidad puede apagar el panel de visualización 141 y/o la luz de fondo cuando el teléfono móvil 100 se acerca a un oído. Como un tipo de sensor de movimiento, un sensor de acelerómetro puede detectar magnitudes de aceleración en todas las direcciones (generalmente tres ejes) del teléfono móvil, puede detectar una magnitud y una dirección de la gravedad cuando el teléfono móvil está en un estado estático, y puede aplicarse a una aplicación que reconoce la postura de un teléfono móvil (como el cambio de visualización entre un modo vertical y un modo horizontal, un juego relacionado y la calibración de la postura del magnetómetro), una función relacionada con el reconocimiento de vibraciones (como un podómetro o un golpe), y similares. Para otro sensor que también puede configurarse en el teléfono móvil 100, como un giroscopio, un barómetro, un higrómetro, un termómetro o un sensor de infrarrojos, no se describen aquí los detalles.
El circuito de audiofrecuencia 160, un altavoz 161 y un micrófono 162 pueden proporcionar una interfaz de audio entre el usuario y el teléfono móvil 100. El circuito de audiofrecuencia 160 puede transmitir, al altavoz 161, una señal convertida a partir de los datos de audio recibidos. El altavoz 161 convierte la señal en una señal de audio y emite la señal de audio. Además, el micrófono 162 convierte la señal de audio recogida en una señal. El circuito de audiofrecuencia 160 recibe la señal, convierte la señal en datos de audio y luego envía los datos de audio al circuito de RF 108 para enviar los datos de audio, por ejemplo, a otro teléfono móvil, o envía los datos de audio a la memoria 120 para su posterior procesamiento.
El subsistema de E/S 170 está configurado para controlar un dispositivo externo de entrada/salida y puede incluir el controlador 171 de otro dispositivo de entrada, un controlador de sensor 172 y un controlador de visualización 173. Opcionalmente, uno o más controladores 171 de otros dispositivos de control de entrada reciben una señal de los otros dispositivos de entrada 130 y/o envían una señal a los otros dispositivos de entrada 130. Los otros dispositivos de entrada 130 pueden incluir un botón físico (un botón pulsador, un botón basculante o similar), un dial, un interruptor deslizante, un panel de mando, una rueda de desplazamiento con clic y un ratón óptico (el ratón óptico es una extensión de una superficie sensible al tacto que no muestra una salida visual, o una extensión de una superficie sensible al tacto formada por una pantalla táctil). Cabe señalar que el controlador 171 de otro dispositivo de control de entrada puede conectarse a cualquiera o más de los dispositivos anteriores. El controlador de visualización 173 en el subsistema de E/S 170 recibe una señal de la pantalla de visualización 140 y/o envía una señal a la pantalla de visualización 140. Después de que la pantalla de visualización 140 detecta una entrada de usuario, el controlador de visualización 173 convierte la entrada de usuario detectada en una interacción con un objeto de interfaz de usuario visualizado en la pantalla de visualización 140, es decir, realiza una interacción hombre-máquina. El controlador de sensor 172 puede recibir una señal de uno o más sensores 150 y/o enviar una señal a uno o más sensores 150.
El procesador 180 es un centro de control del teléfono móvil 100, conecta varias partes del teléfono móvil usando varias interfaces y líneas, y realiza varias funciones y procesamiento de datos del teléfono móvil 100 corriendo o ejecutando el programa de software y/o el módulo almacenado en la memoria 120 e invocando datos almacenados en la memoria 120, para realizar un seguimiento general en el teléfono móvil. Opcionalmente, el procesador 180 puede incluir una o más unidades de procesamiento. Preferiblemente, un procesador de aplicaciones y un procesador de módem pueden estar integrados en el procesador 180. El procesador de aplicaciones procesa principalmente un sistema operativo, una interfaz de usuario, un programa de aplicación y similares. El procesador del módem procesa principalmente la comunicación por radio. Puede entenderse que el procesador de módem puede no integrarse en el procesador 180.
El teléfono móvil 100 incluye además la fuente de alimentación 190 (como una batería) que suministra energía a los componentes. Preferiblemente, la fuente de alimentación puede conectarse lógicamente al procesador 180 utilizando un sistema de gestión de la fuente de alimentación, de modo que funciones tales como carga, descarga y gestión del consumo de energía se implementen utilizando el sistema de gestión de la fuente de alimentación.
Aunque no se muestra, el teléfono móvil 100 puede incluir además una cámara, un módulo Bluetooth y similares.
Los detalles no se describen en la presente descripción.
El dispositivo terminal 100 ajusta dinámicamente un estado de trabajo del procesador 180 para optimizar la eficiencia del trabajo. Cuando la carga del sistema es relativamente baja, por ejemplo, una cantidad relativamente pequeña de memoria y recursos del procesador están ocupados por un programa que se está ejecutando actualmente, el dispositivo terminal 100 establece el procesador 180 en un modo de bajo consumo de energía, para prolongar la vida útil de la batería y reducir la temperatura del dispositivo terminal 100. Cuando la carga del sistema es relativamente alta, por ejemplo, cuando el usuario inicia un sistema o abre una aplicación, el procesador 180 puede configurarse en un modo de alto consumo de energía. Por ejemplo, el consumo de energía operativo se incrementa a través de la aceleración del procesador o similar, para lograr un mayor rendimiento, acortar el tiempo de inicio de un programa y mejorar la experiencia del usuario. Puede entenderse que un estado de funcionamiento del procesador 180 también puede implementarse iniciando o deteniendo el procesador 180, o encendiendo o apagando el dispositivo terminal.
En una posible implementación, el sensor se puede configurar para que el dispositivo terminal 100 controle la temperatura de la superficie exterior del dispositivo terminal 100 y mantenga la temperatura de la superficie exterior por debajo de un umbral, para proporcionar una buena experiencia al usuario. El tiempo durante el cual el procesador 180 puede estar en el modo de alto consumo de energía puede depender de la temperatura de la superficie exterior del dispositivo terminal 100.
Por ejemplo, cuando el procesador 180 está en el modo de bajo consumo de energía, el procesador 180 funciona a una potencia de 1 W y la temperatura de la superficie exterior del dispositivo terminal 100 es de 30 °C. Cuando el procesador 180 está en el modo de alto consumo de energía, el procesador 180 funciona a una potencia de 3 W.
Diez segundos más tarde, la temperatura de la superficie exterior del dispositivo terminal 100 sube a un umbral de
40 °C. Luego, el procesador 180 se vuelve a cambiar al modo de bajo consumo de energía, es decir, el procesador
180 funciona a una potencia de 1 W. Se puede aprender que la temperatura de la superficie exterior del dispositivo terminal 100 tarda más tiempo en alcanzar el umbral indica un mayor tiempo de salida de alto rendimiento que puede proporcionar el procesador 180, de modo que se puede optimizar la experiencia del usuario.
En una posible implementación, el procesador 180 puede ser un elemento calefactor como una CPU, una GPU, una FPGA, un chip de banda base o una MCU.
En una posible implementación, cuando el procesador 180 funciona en el modo de alto consumo de energía, para disipar el calor de manera efectiva y evitar que el procesador 180 se sobrecaliente y se queme, evitar una mala experiencia del usuario provocada por una temperatura superficial exterior excesivamente alta del dispositivo terminal 100, y ampliar el tiempo durante el cual el procesador 180 puede funcionar en el modo de alto consumo de energía, en esta modalidad de la presente invención, se utiliza un material de cambio de fase (PCM, Material de cambio de fase) con un punto de cambio de fase predeterminado y una capacidad calorífica predeterminada utilizado para disipar el calor del procesador 180.
La Figura 3 es un gráfico lineal de absorción de calor y cambios de temperatura de un material PCM sólido-líquido.
El material de cambio de fase (PCM, Material de cambio de fase) es una sustancia que cambia de forma con un cambio de temperatura y puede proporcionar calor latente. Un proceso en el que un material de cambio de fase cambia entre diferentes estados de ser sólido, líquido y gaseoso debido a cambios en las condiciones externas, o cambios de fase en un mismo estado de existencia se denomina proceso de cambio de fase, y en este caso, el material de cambio de fase absorbe o libera una gran cantidad de calor latente. Como se muestra en la Figura 3, se utiliza como ejemplo un material PCM sólido-líquido. Un eje horizontal representa el calor absorbido y un eje vertical representa la temperatura del material PCM. El material PCM es inicialmente sólido y la temperatura aumenta a medida que se absorbe el calor. Cuando la temperatura sube a un punto de cambio de fase, comienza el cambio de fase y se absorbe el calor latente. En este caso, la temperatura del material PCM se mantiene sin cambios en un estado mixto sólido-líquido. Después de que todo el material de cambio de fase se vuelve líquido, se absorbe calor y la temperatura del material PCM continúa aumentando.
Se puede aprender que cuando el material PCM está en un estado de cambio de fase, incluso si el calor se absorbe continuamente, la temperatura no aumenta sino que permanece en el punto de cambio de fase. Por lo tanto, se puede usar un material PCM con un punto de cambio de fase predeterminado y una capacidad calorífica predeterminada en función del consumo de energía y un escenario de aplicación del procesador 180, de modo que dentro de un período de tiempo particular, el material PCM puede permanecer, después de absorber el calor disipado por el procesador 180 en el modo de alto consumo de energía, a una temperatura que no exceda el punto de cambio de fase. Por un lado, el calor disipado por el procesador 180 puede ser efectivamente absorbido por el material PCM; por otra parte, la temperatura de la superficie exterior del dispositivo terminal 100 se controla a una temperatura que no supera el punto de cambio de fase, evitando el sobrecalentamiento y proporcionando una buena experiencia para el usuario. El calor absorbido por el material PCM puede disiparse directamente en el aire o disiparse en el aire utilizando otra estructura de disipación de calor.
Cabe mencionar que a pesar de que la temperatura del material PCM continúa aumentando después de que se completa el cambio de fase, se prolonga un tiempo durante el cual el procesador 180 puede trabajar en el modo de alto consumo de energía, brindando una buena experiencia de usuario.
Además, una unidad de transferencia de calor en sí misma puede funcionar para disipar calor a un entorno externo, además de conducir calor desde el procesador 180 al material PCM. Después de que el procesador 180 cambia del modo de alto consumo de energía al modo de bajo consumo de energía, el calor disipado por el procesador 180 se reduce, la temperatura se reduce, el calor absorbido por el material PCM se puede disipar en el aire más rápido usando la unidad de transferencia de calor, y se produce un cambio de fase inversa, de modo que se recupera la capacidad de absorber calor.
Vale la pena mencionar que la Figura 3 muestra un gráfico lineal de absorción de calor ideal y cambios de temperatura de un material PCM sólido-líquido. De acuerdo con esta modalidad de la presente invención, la temperatura puede aumentar hasta cierto punto, por ejemplo, de 40 °C a 45 °C, en una etapa de fusión, debido a que el material PCM tiene impurezas, se calienta de manera desigual, es una mezcla o similares. En vista de esto, en esta modalidad de la presente invención, la temperatura más alta del material PCM en la etapa de fusión se define como la temperatura en el punto de cambio de fase, y el material PCM permanece a una temperatura sustancialmente alrededor del punto de cambio de fase en la etapa de fusión, y todavía puede funcionar para ralentizar un aumento de temperatura de la superficie exterior del dispositivo terminal 100.
En una posible implementación, la unidad de transferencia de calor puede ser una estructura de disipación de calor existente para facilitar la reconstrucción y reducir costos.
Por ejemplo, cuando el procesador 180 funciona en el modo de bajo consumo de energía, tarda 10 s en abrir un documento de Excel; cuando el procesador 180 funciona en el modo de alto consumo de energía, solo se necesitan 5 segundos para abrir el mismo documento de Excel. Si la temperatura de la superficie exterior del dispositivo terminal 100 alcanza el umbral en 3 s, el procesador 180 cambia de nuevo al modo de bajo consumo de energía, aumentando el tiempo para abrir el documento; o continúa trabajando en el modo de alto consumo de energía, provocando que la temperatura de la superficie exterior del dispositivo terminal 100 sea más alta que el umbral, y trayendo una mala experiencia al usuario. En esta modalidad de la presente invención, una gran cantidad de calor disipado por el procesador 180 en el modo de alto consumo de energía es absorbido por el material PCM provisto con el punto de cambio de fase predeterminado y la capacidad calorífica predeterminada, es decir, el material PCM provisto con una cantidad de uso predeterminada, de modo que la temperatura del material PCM no supere el punto de cambio de fase aún después de que el procesador 180 funcione durante 5 s en el modo de alto consumo de energía, y la temperatura de la superficie exterior del dispositivo terminal 100 sea inferior a la umbral, proporcionando una buena experiencia para el usuario.
En una posible implementación, el punto de cambio de fase del material PCM varía entre 10 °C y 70 °C, de manera que el material PCM se puede utilizar en un entorno de vida normal del usuario.
Además, el punto de cambio de fase del material PCM varía entre 30 °C y 45 °C para equilibrar la capacidad calorífica y la temperatura.
En una posible implementación, la capacidad calorífica del material PCM varía entre 100 julios y 10000 julios, para equilibrar la capacidad calorífica y el volumen ocupado.
En una posible implementación, la masa del material PCM varía entre 1 g y 200 g, para equilibrar la capacidad calorífica y el volumen ocupado.
En una posible implementación, la capacidad calorífica del material PCM se calcula según la siguiente fórmula:
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donde Q indica calor absorbido o liberado, es decir, una capacidad calorífica;
W indica el consumo de energía cuando el calor pasa a través del material PCM;
t indica un tiempo requerido para absorber calor continuamente;
H indica un valor de calor latente para un cambio de fase del material PCM; y
m indica la calidad requerida del material PCM.
Por ejemplo, si el material PCM tiene un valor de entalpia de 145 J/g, el material PCM está diseñado para absorber 10 W de calor y el procesador 180 necesita seguir disipando calor durante 3 minutos (es decir, el material PCM necesita mantener absorbiendo calor durante 3 minutos), se requiere que el material PCM sea 10*3*60/145=12,4 g. En una posible implementación, el material PCM solo necesita satisfacer una demanda, y se puede establecer una forma y un tamaño en función de un requisito específico.
En una posible implementación, la cantidad de uso del material PCM se determina en base a un escenario de uso del dispositivo terminal 100 en el modo de alto consumo de energía. Por ejemplo, se tarda un minuto en encender el dispositivo terminal 100 y el calor disipado por el procesador 180 es 2000 J. Por ejemplo, el usuario tarda 5 segundos en abrir una aplicación y el calor disipado por el procesador 180 es 200 J. Por ejemplo, si el usuario ejecuta un juego Angry Birds durante una hora, el dispositivo terminal 100 disipa calor adicional de 3000 J además de la disipación de calor normal cuando no se ejecuta el juego.
En una posible implementación, la cantidad de uso del material PCM puede determinarse en función de una frecuencia de uso y/o un hábito de uso del usuario, por ejemplo, determinando, en función de un hábito de usuario o datos masivos, el calor acumulado disipado por el procesador 180 en el alto consumo de energía en un escenario en el que el usuario abre una pluralidad de aplicaciones sucesivamente dentro de un corto tiempo.
En una posible implementación, la cantidad de uso del material PCM puede establecerse en función de una capacidad calorífica superior a la cantidad de calor disipado en todos los escenarios de uso con un alto consumo de energía, de modo que la temperatura del material PCM nunca supere la fase punto de cambio. Alternativamente, en algunos escenarios, se permite que la temperatura del material PCM sea más alta que el punto de cambio de fase, pero aún se puede extender el tiempo durante el cual el procesador 180 puede funcionar en el modo de alto consumo de energía, para lograr un equilibrio entre un efecto de disipación de calor y reducción de costes.
En una implementación de la presente invención, se pueden usar varios materiales de PCM existentes. Los materiales PCM comunes se describen a continuación.
Hay muchos tipos de materiales de cambio de fase. En términos de composición química, el material de cambio de fase se puede clasificar en tres categorías principales: un material inorgánico, un material orgánico y un material compuesto de cambio de fase. En términos de rango de temperatura de almacenamiento de energía, el material de cambio de fase se puede clasificar en tipos tales como material de cambio de fase de alta temperatura, material de cambio de fase de temperatura media y material de cambio de fase de baja temperatura. En términos de cambios de fase del material en un proceso de almacenamiento de energía, el material de cambio de fase se puede clasificar en un material de almacenamiento de energía de cambio de fase sólido-líquido, un material de almacenamiento de energía de cambio de fase sólido-sólido, un material de almacenamiento de energía de cambio de fase sólido-gas, un material de almacenamiento de energía de cambio de fase líquido-líquido, y un material de almacenamiento de energía de cambio de fase líquido-gas.
1. Material de cambio de fase inorgánico
El material de cambio de fase inorgánico incluye principalmente aleación de metal (Mg-Cu), hidrato de sal metálica (Na2SO4.4H2O y MgC1.6H2O), hidrato de metal alcalino, arcilla activada, lana mineral y similares. Un mecanismo de cambio de fase es el siguiente: cuando el material se calienta, el agua cristalina se elimina para absorber el calor; por el contrario, se absorbe agua y se libera calor. El material tiene una temperatura de cambio de fase alta y una gran capacidad de almacenamiento de calor, y se aplica a un ambiente de calor de alta temperatura.
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2. Material de cambio de fase orgánica
Un cambio de fase sólido-líquido y un cambio de fase sólido-sólido del material de cambio de fase orgánico tienen altos valores de aplicación y están ampliamente estudiados. Los materiales de cambio de fase sólido-líquido ampliamente aplicados incluyen palmitato de etilo, estearato de butilo, ácido dodecanoico, ácido de anillo corto, ácido de cabra, parafina, dodecanol, tetradecanoílo, ácido butilesteárico y similares.
Tabla 2 Parámetros de materiales de cambio de fase sólido-líquido
Nombre____________________ Cambio de fase temperatura/0' Variable de entalpía/Jg -1 Parafina C14 4,5 165
Parafina C15 -C16 8 153
Parafina C16 -C18 20-22 152
Parafina C13 -C24 22-24 189
Parafina C18 28 244
Palmitato de propilo 10 186
Palmitato de isopropilo 11 95-100
Estearato de isopropilo 14-18 140-142
Ácido caprílico 16,3 148
Estearato de butilo 19 140
Éster butílico de etileno 44.1 116.5
1-dodecanol 26 200
1- tetradecanol 38 205 Neopentilglicol 27-29 155
2- amino-2-metil-1,3-propilenglicol 57 114.1 Hexadecano 16,7 236.6
Octadecano 28.2 242.2
Eicosano 36,6 246.6
Ácido cáprico 31 172
Ácido laurico 41- 48 200
Ácido mirístico 52-54 228
Ácido tetradecónico 52.1 190.0
Ácido palmítico 54.1 183.0
Neopentilglicol 43,0 130.0
Estearato de 12-hidroxilo-metilo 42- 43 120-126
Un material de cambio de fase sólido-sólido implementa un proceso de almacenamiento y liberación de energía principalmente a través de la transformación del cristal de una estructura ordenada a una estructura desordenada, e incluye principalmente polialcohol, polietileno reticulado y mineral de zinc-calcio en capas. No hay cambio de macroestado durante un proceso de cambio de fase del material de cambio de fase sólido-sólido.
3. Material de cambio de fase compuesto
El material de cambio de fase compuesto cambia de líquido a sólido o de sólido a líquido durante un cambio de fase, e interactúa fácilmente con otro material mezclado. Las soluciones incluyen principalmente: (1) preparar una microcápsula; (2) preparar un PCM conformado; (3) preparar un PCM nanocompuesto; y (4) preparar un PCM compuesto poroso.
(1) Tecnología de microcápsulas
La tecnología de microcápsulas es una tecnología que utiliza un material formador de película para encapsular un sólido o un líquido para formar una partícula diminuta con una estructura de núcleo-cáscara (con un tamaño de partícula de 2 pm a 1000 pm y un grosor de la cáscara de generalmente 0,2 pm a 10 micras). Los principales métodos de preparación de microcápsulas incluyen un método de polimerización interfacial y un método de polimerización in situ.
Hay muchos estudios en la preparación de una microcápsula utilizando el método de polimerización in situ, y una capa de cubierta de una microcápsula de parafina comúnmente utilizada incluye resina de melamina formaldehído, resina de urea formaldehído, poliuretano, polipropileno, resina fenólica y similares.
El método de polimerización interfacial presenta una velocidad de reacción rápida, una condición de reacción suave, un requisito bajo de pureza de un monómero de reacción, una relación relajada de materia prima, una permeabilidad de pared relativamente alta y costos bajos.
(2) PCM en forma
El PCM conformado es un PCM formado por parafina dispersa sobre una base de material polimérico. La parafina y el polímero de alto peso molecular (polietileno, copolímero de etileno-acetato de vinilo, caucho de etileno propileno y similares) se mezclan por fusión y la parafina se dispersa uniformemente en el polímero de alto peso molecular curado. El polietileno es un material revestido de matriz común, y la fuga de parafina generalmente se evita mediante la reticulación y el injerto.
(3) PCM nanocompuesto
Las partículas de nanoescala o de óxido metálico se agregan a un líquido base de una manera particular y en una proporción particular para preparar el PCM nanocompuesto. El PCM nanocompuesto se puede aplicar a la investigación innovadora en el campo de la ingeniería de energía térmica.
(4) PCM compuesto poroso
Para un material poroso inorgánico (atapulgita, suelo proteico, grafito expandido, bentonita, perlita o similares), se absorbe un PCM orgánico usando métodos tales como adsorción al vacío, un método de percolación, un método de intercalación por fusión y un método de mezcla para controlar el PCM para cambiar una fase en un rango de espacio particular, para preparar un PCM de parafina porosa con una temperatura de cambio de fase y una entalpía de cambio de fase estables.
En una posible implementación, el material PCM incluye un material de cambio de fase sólido-sólido o un material de cambio de fase sólido-líquido. El material de cambio de fase sólido-sólido o el material de cambio de fase sólidolíquido puede mantener una forma y un volumen sustancialmente sin cambios durante un cambio de fase, y puede aplicarse a un dispositivo terminal, de modo que los procesos de instalación y uso sean más confiables, y otro elemento del dispositivo terminal no es aplastado o dañado debido a un cambio de volumen durante el cambio de fase del material PCM.
En otra posible implementación, el material de PCM incluye un material de cambio de fase de gas sólido o un material de cambio de fase de gas líquido, y tiene un alojamiento de suficiente resistencia para mantener la forma y el volumen del material de PCM sustancialmente sin cambios durante un cambio de fase.
En una posible implementación, se pueden mezclar una pluralidad de materiales de cambio de fase para obtener una capacidad calorífica diseñada y un punto de cambio de fase diseñado. Un experto en la materia puede obtener una relación a través de una cantidad limitada de experimentos sin esfuerzos creativos.
En una posible implementación, el material PCM puede incluir un material compuesto de cambio de fase.
Además, en una posible implementación, una forma del material compuesto de cambio de fase incluye una microcápsula, un PCM moldeado, un PCM nanocompuesto o un PCM compuesto poroso.
La Figura 4 es un diagrama esquemático de un aparato de disipación de calor de acuerdo con una posible implementación de la presente solicitud. La Figura 5 es un diagrama estructural esquemático del aparato de disipación de calor de la Figura 4. Como se muestra en la Figura 4 y la Figura 5, un aparato de disipación de calor 200 está en contacto con un procesador 180 para absorber el calor disipado por el procesador 180 y luego disipar el calor en el aire o conducir el calor a otro elemento de disipación de calor.
En una posible implementación, el aparato de disipación de calor 200 incluye un material PCM 210 y una unidad de transferencia de calor 220. La unidad de transferencia de calor 220 está configurada para estar en contacto directo con el procesador 180 y el material PCM 210 está en contacto con la unidad de transferencia de calor 220.
En una posible implementación, el material PCM 210 y la unidad de transferencia de calor 220 están conectados mediante unión o sujeción mecánica para evitar que se caigan durante el uso.
En una posible implementación, la unidad de transferencia de calor 220 está hecha de un material con un buen coeficiente de transferencia de calor, por ejemplo, un material metálico como oro, plata, cobre, hierro o aluminio, o un material no metálico como el grafito, u otro material compuesto con un buen coeficiente de transferencia de calor. La unidad de transferencia de calor 220 puede estar hecha de uno o más materiales.
En una posible implementación, el material PCM 210 cubre toda la unidad de transferencia de calor 220, de modo que se puede reducir el grosor del material PCM 210 y el interior de un dispositivo terminal 100 se vuelve más compacto.
En una posible implementación, cuando el procesador 180 cambia de un modo de alto consumo de energía a un modo de bajo consumo de energía, la unidad de transferencia de calor 220 está configurada para disipar el calor absorbido por el material PCM 210 en el aire, o conducir el calor a otra elemento de disipación de calor.
La Figura 6 es un diagrama esquemático de un aparato de disipación de calor de acuerdo con otra posible implementación de la presente solicitud. La Figura 7 es un diagrama estructural esquemático del aparato de disipación de calor de la Figura 6. Como se muestra en la Figura 6 y la Figura 7, el aparato de disipación de calor 200 incluye además una unidad de ecualización de temperatura 230. La unidad de ecualización de temperatura 230 está dispuesta entre un material PCM 210 y una unidad de transferencia de calor 220, y está configurada para conducir calor en la unidad de transferencia de calor 220 más uniformemente al material PCM 210 para mejorar la eficiencia de disipación de calor. En esta implementación de la presente solicitud, una o una combinación de la unidad de igualación de temperatura 230 y la unidad de transferencia de calor 220 puede denominarse módulo de igualación de temperatura.
La unidad de transferencia de calor 220 está provista de una ranura 221 que coincide con la forma de la unidad de ecualización de temperatura 230, y la unidad de ecualización de temperatura 230 está dispuesta en la ranura 221 para reducir el grosor del aparato de disipación de calor 200.
En una posible implementación, la unidad de ecualización de temperatura 230 puede ser un tubo de calor o una VC (cámara de vapor, a través de la cual se conduce rápidamente el calor usando calor latente evaporado y calor latente condensado de un líquido). El calor se conduce desde un procesador 180 a un área en la que la unidad de transferencia de calor 220 está en contacto con el procesador 180, y luego el calor se difunde a toda la unidad de transferencia de calor 220 usando la unidad de ecualización de temperatura 230, como el tubo de calor o el VC. En una posible implementación, la unidad de ecualización de temperatura 230 hace que la diferencia de temperatura entre dos puntos cualesquiera de toda la unidad de transferencia de calor 220 sea inferior a 5 °C, y luego el material PCM 210 absorbe calor de una superficie de la unidad de transferencia de calor 220 y almacena el calor, para prolongar un tiempo para que la temperatura de la superficie del dispositivo terminal 100 alcance un punto de cambio de fase, de modo que el procesador 180 obtenga el mayor tiempo de trabajo de alto rendimiento posible. En una posible implementación, el tubo de calor puede ser un tubo de metal conductor del calor tal como un tubo de cobre o un tubo de aluminio.
En una posible implementación, la VC es una tubería de metal sellada hueca tal como una tubería de cobre o una tubería de aluminio. Una pequeña cantidad de material PCM, generalmente de 0,01 g a 0,1 g, se sella dentro del VC. Debido a la pequeña cantidad de uso, la capacidad calorífica del material PCM dentro del VC es bastante baja, la temperatura de la superficie del VC es mucho más alta que el punto de cambio de fase del material PCM dentro del VC, y el material PCM simplemente se usa para acelerar la transferencia de calor del VC, pero no se utiliza para almacenar calor.
Además, en una posible implementación, el material de PCM dentro del VC incluye un material de cambio de fase de gas sólido o un material de cambio de fase de gas líquido, y tiene un alojamiento de metal de suficiente resistencia para mantener una forma y un volumen del material de pCm sustancialmente sin cambios durante un cambio de fase.
La Figura 8 es un diagrama esquemático de un aparato de disipación de calor de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 9 es un diagrama estructural esquemático del aparato de disipación de calor de la Figura 8. Como se muestra en la Figura 8 y la Figura 9, a diferencia de la implementación mostrada en la Figura 6, se retira un material en un área superpuesta entre un material PCM 210 y una unidad de ecualización de temperatura 230, hay un espacio que coincide con la forma de la unidad de ecualización de temperatura 230, y la unidad de ecualización de temperatura 230 está dispuesta en el espacio. Por lo tanto, el grosor de un aparato de disipación de calor 200 es solo igual al grosor de una combinación de la unidad de ecualización de temperatura 230 y una unidad de transferencia de calor 220. En esta implementación, el material PCM 210 mejora la eficiencia del aparato de disipación de calor 200 sin aumentar el grosor del aparato de disipación de calor 200.
En las posibles implementaciones anteriores, las posiciones del material PCM 210, la unidad de transferencia de calor 220 y la unidad de ecualización de temperatura 230 pueden ajustarse de manera flexible. Por ejemplo, el material PCM 210 o la unidad de ecualización de temperatura 230 pueden estar en contacto directo con el procesador 180.
La Figura 10 es un diagrama estructural esquemático de un material PCM de acuerdo con una posible implementación de la presente solicitud. Como se muestra en la Figura 10, el material PCM 210 tiene una película protectora 211, configurada para mantener la forma del material PCM 210 y brindar protección al material Cm 210 durante la producción.
En una posible implementación, la película protectora 211 puede ser una película delgada orgánica tal como PET o PI, o una película delgada de metal. Además, el grosor es aproximadamente del 5 % al 15 % del grosor total y puede ajustarse en base a un requisito.
La Figura 11 es un diagrama estructural esquemático de un aparato de disipación de calor según todavía otra posible implementación de la presente solicitud. Como se muestra en la Figura 11, para una tableta o producto de teléfono móvil de bajo consumo de energía, o un dispositivo terminal con un alojamiento de metal, un material PCM 210 se puede unir directamente a un marco intermedio o un alojamiento trasero de la tableta o el teléfono móvil, o puede disponerse en otro módulo, como una unidad de transferencia de calor. En esta implementación, una estructura del dispositivo terminal, como una tableta o un teléfono móvil, se vuelve más compacta, y la aplicación del material PCM 210 puede reducir directamente la temperatura de la superficie exterior de la tableta o el producto del teléfono móvil sin cambiar la estructura de disipación de calor existente.
En una posible implementación, una unidad de igualación de temperatura 230 tal como un tubo de calor o un VC se puede incrustar en la unidad de transferencia de calor, el marco intermedio o el alojamiento para igualar el calor. En una posible implementación, si el marco intermedio o el alojamiento son demasiado delgados para incrustar un tubo de calor o un VC, se puede agregar una capa de material con un alto coeficiente de conductividad térmica, como grafito y lámina de cobre, sobre el material PCM 210 como una capa de remojo para proporcionar una función de la unidad de ecualización de temperatura 230 y mejorar la uniformidad de la temperatura. La capa de remojo puede estar fuera del material PCM 210 o entre el material PCM 210 y el alojamiento.
La Figura 12 es un diagrama estructural esquemático de un aparato de disipación de calor según todavía otra posible implementación de la presente solicitud. Como se muestra en la Figura 12, un módulo/marco intermedio/alojamiento incluye una cavidad, y un material PCM 210 se llena en la cavidad sin cambiar la estructura interna de un dispositivo terminal 100. Esto facilita la producción y reduce los costes.
En una posible implementación, cuando el material PCM 210 cambia de fase, el volumen no cambia mucho, la tensión es relativamente pequeña y se puede usar un material con una resistencia particular para el módulo/marco intermedio/alojamiento, o se puede reservar algo de espacio, para asegurar que cuando el material PCM 210 cambia la fase, la apariencia del dispositivo terminal no se ve afectada, o el módulo/marco intermedio/alojamiento no se daña.
La Figura 13 es un diagrama estructural esquemático de un aparato de disipación de calor según todavía otra posible implementación de la presente solicitud. Como se muestra en la Figura 13, una unidad de ecualización de temperatura 230, como un tubo de calor o una capa de compensación de calor con alta conductividad térmica, se puede colocar en un módulo/marco intermedio/alojamiento, de modo que la unidad de ecualización de temperatura 230 esté en contacto con un material PCM 210 para mejorar uniformidad de temperatura.
La Figura 14 es un diagrama estructural esquemático de un aparato de disipación de calor según todavía otra posible implementación de la presente solicitud. Como se muestra en la Figura 14, una unidad de ecualización de temperatura 230 puede estar dispuesta alternativamente fuera de un módulo/marco intermedio/alojamiento sin estar en contacto directo con un material PCM 210, para mejorar la uniformidad de la temperatura y reducir el grosor del alojamiento.
La Figura 15 es un diagrama estructural esquemático de un aparato de disipación de calor según todavía otra posible implementación de la presente solicitud. Como se muestra en la Figura 15, un material PCM 210 no está en contacto directo con una fuente de calor como un procesador 180, pero se proporciona una capa de aire para igualar el calor primero. En esta implementación, la capa de aire hace que la temperatura del material PCM 210 sea más uniforme.
La Figura 16 es un diagrama estructural esquemático de un aparato de disipación de calor según todavía otra posible implementación de la presente solicitud. Como se muestra en la Figura 16, hay un punto caliente local en un dispositivo terminal, y un material PCM 210 puede no estar dispuesto en el punto caliente local, pero se proporciona una capa de aire para igualar el calor primero. En esta implementación, la capa de aire hace que la temperatura del material PCM 210 sea más uniforme, y se puede usar tanto espacio como sea posible para desechar el material PCM 210.
La Figura 17 es un diagrama estructural esquemático de un dispositivo terminal de acuerdo con una posible implementación de la presente solicitud. Puede disponerse un material PCM 210 en una posición fuera de una estructura de disipación de calor y cerca de un alojamiento, para facilitar la adición del material PCM 210 a la estructura de disipación de calor existente.
La Figura 18 es un diagrama estructural esquemático de un dispositivo terminal de acuerdo con otra posible implementación de la presente solicitud. Puede disponerse un material PCM 210 dentro de una estructura de disipación de calor, y puede disponerse un módulo de igualación de temperatura entre el material PCM 210 y un alojamiento para hacer que la estructura de disipación de calor sea compacta.
La Figura 19 es un diagrama estructural esquemático de un dispositivo terminal según todavía otra posible implementación de la presente solicitud. Se dispone un material PCM 210 en una posición fuera de una estructura de disipación de calor y cerca de un teclado, para proporcionar una buena experiencia al usuario.
La Figura 20 es un diagrama estructural esquemático de un dispositivo terminal según todavía otra posible implementación de la presente solicitud. Se puede disponer un material PCM 210 sobre un alojamiento sin estar en contacto directo con otra estructura de disipación de calor, para facilitar la producción y fabricación.
Las modalidades de la presente invención pueden lograr los siguientes efectos:
En una solución de disipación de calor que combina el material PCM y un módulo de ecualización de calor, puede haber varias formas de combinación. Los ejemplos son los siguientes:
El material PCM se puede unir a un espacio de ranura de un módulo de disipación de calor sin aumentar el grosor del producto.
Además de unirse a la superficie de un módulo, el material PCM puede unirse a la cara posterior de un módulo, unirse a una pared interna de un alojamiento del dispositivo, unirse a la parte posterior de un teclado o similar. El PCM se puede conectar a diferentes áreas al mismo tiempo según un requisito.
En una tableta o teléfono móvil de bajo consumo de energía, es posible que no se requiera una unidad de transferencia de calor, y el PCM se puede conectar a un marco intermedio o a un alojamiento trasero. Se puede usar un tubo de calor para igualar el calor para el marco intermedio o el alojamiento trasero. Si no se puede usar el tubo de calor, se puede agregar una capa de compensación de calor.
El PCM también se puede incrustar en la cavidad del módulo/marco intermedio/alojamiento, y el tubo de calor y la capa de compensación de calor con alta conductividad térmica se pueden usar para mejorar la uniformidad de la temperatura.
En las implementaciones anteriores, el material PCM 210 y/o el aparato de disipación de calor 200 también pueden disipar calor para un elemento diferente del procesador 180, como una memoria, una batería o una pantalla.
Las implementaciones anteriores pueden combinarse aleatoriamente para lograr diferentes efectos.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo terminal (100), que comprende:
un alojamiento;
un procesador (180) dispuesto dentro del alojamiento, configurado para ajustar dinámicamente un modo de trabajo;
y un aparato de disipación de calor (200), que comprende
un material de cambio de fase (210) en contacto con el alojamiento, configurado para absorber el calor del dispositivo terminal;
una unidad de ecualización de temperatura (230) en contacto con el material de cambio de fase (210); y
una unidad de transferencia de calor (220) que está en contacto con el material de cambio de fase (210) para conducir el calor del dispositivo terminal al material de cambio de fase;
caracterizado porque
la unidad de transferencia de calor (220) está provista de una ranura (221) que coincide con la forma de la unidad de ecualización de temperatura (230);
el material de cambio de fase (210) tiene un espacio que coincide con la forma de la unidad de ecualización de temperatura (230); y
la unidad de ecualización de temperatura (230) está dispuesta en el espacio del material de cambio de fase (210) y en la ranura (221) de la unidad de transferencia de calor (220) para reducir el grosor del aparato de disipación de calor (200).
2. El dispositivo terminal (100) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde una pared del alojamiento tiene una cavidad, y el material de cambio de fase (210) está dispuesto en la cavidad.
3. El dispositivo terminal (100) de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la unidad de ecualización de temperatura (230) está dispuesta en la cavidad del alojamiento.
4. El dispositivo terminal (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde se dispone una capa de aire entre el material de cambio de fase (210) y el procesador (180).
5. El dispositivo terminal de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la unidad de transferencia de calor (220) está en contacto con el procesador (180) para conducir el calor del procesador al material de cambio de fase (210).
6. El dispositivo terminal (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el punto de cambio de fase del material de cambio de fase (210) varía entre 10 °C y 70 °C.
7. El dispositivo terminal (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el punto de cambio de fase del material de cambio de fase (210) varía entre 30 °C y 45 °C.
8. El dispositivo terminal (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde la capacidad calorífica del material de cambio de fase (210) varía entre 100 julios y 10000 julios.
9. El dispositivo terminal (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde la masa del material de cambio de fase (210) varía de 1 g a 200 g.
10. El dispositivo terminal (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde el material de cambio de fase (210) comprende un material de cambio de fase sólido-sólido o un material de cambio de fase sólido-líquido.
11. El dispositivo terminal (100) de acuerdo con la reivindicación 10, en donde el material de cambio de fase (210) comprende un material compuesto de cambio de fase, y una forma del material compuesto de cambio de fase comprende una microcápsula, un PCM conformado, un PCM nanocompuesto o un PCM compuesto poroso.
12. El dispositivo terminal (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde el material de cambio de fase (210) comprende un material de cambio de fase sólido-gas o un material de cambio de fase líquido-gas, y tiene un alojamiento de suficiente resistencia para mantener una forma y un volumen del material de cambio de fase sustancialmente sin cambios durante un cambio de fase.
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