手机散热设计

岁暮天寒,不少手机也开始变身‘暖手宝’,尤其是热衷于‘王者荣耀’的游戏一族。对于散热设计而言,任何产品的设计难度归根结底都可以归纳为对内对外两个方面:①对内是发热密度,即单位空间内产品的发热量;②对外则是产品能够采取的散热手段,或者说产品自身特点对散热方案设计提出的客观限制。对于手机而言,这两个方面的因素都非常明显。


✎ 手机散热的意义

①良好的温升体验(人手、人耳)

手机散热器到底能不能给手机散热(产品设计散热)(1)

②良好的性能体验

手机散热器到底能不能给手机散热(产品设计散热)(2)

③安全性

手机散热器到底能不能给手机散热(产品设计散热)(3)

④IC及元器件可靠性

手机散热器到底能不能给手机散热(产品设计散热)(4)

✎ 手机散热的难点

手机散热器到底能不能给手机散热(产品设计散热)(5)

✎ 手机散热的原理

1.热传导

例如:发热芯片-PCB板;发热芯片-导热材料-屏蔽盖;电池盖自身的热量传递

2.热对流

手机外壳和空气的对流换热(手机竖放>平置)

手机芯片和内部空气的对流换热(屏蔽罩开孔)

3.热辐射

PCB板与屏蔽罩;电池盖的辐射换热(绿油)

手机外壳和环境的辐射换热(阳极氧化、喷漆)

4.热阻及热传递路径

热源--(热传递路径、热阻)--热沉(环境),(T热源-T环境)/R热阻=P发热量

对于芯片而言,有Rjc(结壳热阻),Rjb(结板热阻),Rja(结于环境热阻),决定了芯片的热特性和散热方式。

5.导热系数、对流换热系数、热辐射率

手机散热器到底能不能给手机散热(产品设计散热)(6)

手机散热器到底能不能给手机散热(产品设计散热)(7)

手机散热器到底能不能给手机散热(产品设计散热)(8)

手机散热器到底能不能给手机散热(产品设计散热)(9)

手机散热器到底能不能给手机散热(产品设计散热)(10)

手机散热器到底能不能给手机散热(产品设计散热)(11)

手机散热器到底能不能给手机散热(产品设计散热)(12)

手机散热器到底能不能给手机散热(产品设计散热)(13)

手机的软件控制占据着手机类产品散热设计的半壁江山,其温控算法,包括降频、限流、限制发射功率、限制屏幕亮度等,需要综合起来考虑,才能形成稳定、高效、可靠的散热保障系统。

✎ 手机散热材料

手机散热器到底能不能给手机散热(产品设计散热)(14)

手机散热器到底能不能给手机散热(产品设计散热)(15)

手机散热器到底能不能给手机散热(产品设计散热)(16)

手机散热器到底能不能给手机散热(产品设计散热)(17)

手机散热器到底能不能给手机散热(产品设计散热)(18)

由于空间狭小,且考虑因素众多,手机热设计实际上综合性很强。除了散热相关的知识,它还一定程度上要求设计工程师掌握一些软硬件知识,极端情况下,它需要设计工程师对器件布局、单板走线等都要能够提出合理的、有建设性的建议。

,