高端苹果笔记本散热处理设计小组成员：谭明辉 伍腾芳 谢杰豪 刘凯 2012.7.2苹果高端笔记本MacBook AirMacBook ProRetina MacBook ProMacBook Air MacBook Air是苹果热门 的 笔记本系列，价格从6000- 7000左右，超薄，为保持续 航能力，配置较MacBook Pro低。MacBook Pro 苹果MacBook Pro系列作为苹 果笔记本中的高端系列产品 ，采用最高配置的处理器、 显卡、硬盘等，在外观设计 方面也采用了精密铝合金一 体工艺，其主要面向高端专 业用户和时尚用户，拥有13 英寸、15.4英寸、17英寸三 个尺寸的机型，苹果 MacBook Pro系列一直代表了 笔记本设计 的最高水平。Retina MacBook ProRetina MacBook Pro是苹果最新的笔 记本电脑 ，retina视网膜分辨率。 根据配置不同有如右图两种，主要 差异在于硬盘容量和主频。笔记本散热处理设计概况cool笔记本笔记本电脑的散热风扇是起着强制对流的作用，其目的就是将电电脑的散热风扇是起着强制对流的作用，其目的就是将电 脑主机运行时产生的热量，通过空气流动的方式，散发的机器的脑主机运行时产生的热量，通过空气流动的方式，散发的机器的 主机之外，属于主动散热方式。目前，笔记本电脑的风扇类型，主机之外，属于主动散热方式。目前，笔记本电脑的风扇类型， 基本上可以分为以下两种类型：基本上可以分为以下两种类型： 轴向型风扇轴向型风扇 辐射型风扇辐射型风扇( (离心鼓风机离心鼓风机) )笔记本散热组件笔记本散热组件之之风扇风扇辐射型辐射型( (离心鼓风机离心鼓风机) )风扇，具有薄风扇，具有薄 的叶片，没有涡流，气流方向性好的叶片，没有涡流，气流方向性好 ，气流密度较高，点用体积小，主，气流密度较高，点用体积小，主 要原因，就是它可以做的比较薄，要原因，就是它可以做的比较薄， 技术较新，成本相对高。而其在工技术较新，成本相对高。而其在工 作时，发出的噪音也比轴向型风扇作时，发出的噪音也比轴向型风扇 要来的低。要来的低。笔记本散热组件之风扇笔记本散热组件之风扇轴向型风扇，技术成熟，成本较低。轴向型风扇，技术成熟，成本较低。 可以通过调节可以通过调节RPMRPM来调节风量，气来调节风量，气 流有涡流，机壳的阴影效应，占用体流有涡流，机壳的阴影效应，占用体 积大，存在气流的耗尽层。台式机上积大，存在气流的耗尽层。台式机上 基本都采用这种方式。对体积要求严基本都采用这种方式。对体积要求严 格的笔记本上并不多见，在格的笔记本上并不多见，在PIIPII时代笔时代笔 记本上可以见到。记本上可以见到。笔记本散热组件之散热板笔记本散热组件之散热板散热板一种基本的散热方法。一般来说，散热板面积越大，热散热板一种基本的散热方法。一般来说，散热板面积越大，热 传导效率越高，就越能有效散发热量。比较常见的情况是，在主机传导效率越高，就越能有效散发热量。比较常见的情况是，在主机 板的底部和上部各配一块金属散热板；在板的底部和上部各配一块金属散热板；在CPUCPU的位置，有协助散热的位置，有协助散热 的系统，以释放的系统，以释放CPUCPU产生的热量。如下图绿色方框内的部分所示：产生的热量。如下图绿色方框内的部分所示：笔记本散热组件之散热板笔记本散热组件之散热板笔记本散热组件之散热管笔记本散热组件之散热管 热管散热：热管散热：它是一种利用相变过程中要吸收它是一种利用相变过程中要吸收/ /散发热量的性质来进行冷却散发热量的性质来进行冷却 的技术，的技术，19631963年由美国年由美国Los AlamosLos Alamos国家实验室的国家实验室的G.M.Grover G.M.Grover 发明，并由发明，并由IBMIBM最初引入笔记本电脑中。最初引入笔记本电脑中。 工作原理：工作原理：其在真空状态下，水的沸点很低。如果在管子的一端加热，其在真空状态下，水的沸点很低。如果在管子的一端加热， 水就会蒸发，将热带到另一端，水冷却后再流回去，如此反复，水就会蒸发，将热带到另一端，水冷却后再流回去，如此反复， 热量就不断移动，和冷气机的工作原理类似。热量就不断移动，和冷气机的工作原理类似。 散热管优点：散热管优点：它没有移动式的零件，全部零件都完全密封在内，不必消耗它没有移动式的零件，全部零件都完全密封在内，不必消耗 电池。同时，可以长时间有效。电池。同时，可以长时间有效。 笔记本散热组件之散热管笔记本散热组件之散热管 典型的热管：典型的热管：是由管壳、吸液芯和端盖组成，将管内抽到的负压后，充以是由管壳、吸液芯和端盖组成，将管内抽到的负压后，充以 适量的工作液体，使紧贴管内壁的吸液芯毛细多孔材料中充满液适量的工作液体，使紧贴管内壁的吸液芯毛细多孔材料中充满液 体后加以密封。管的一端为蒸发段（加热段），另一端为冷凝段体后加以密封。管的一端为蒸发段（加热段），另一端为冷凝段 （冷却段），根据需要可以在两段中间布置绝热段。当热管的一（冷却段），根据需要可以在两段中间布置绝热段。当热管的一 端受热时，毛细芯中的液体蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向端受热时，毛细芯中的液体蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向 另一端放出热量凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用另一端放出热量凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用 流回蒸发段。如此循环不已，热量由热管的一端传至另一端。流回蒸发段。如此循环不已，热量由热管的一端传至另一端。笔记本散热组件之散热管笔记本散热组件之散热管图中，我们看到的便是不同型号图中，我们看到的便是不同型号 笔记本电脑机型上，形状各异的笔记本电脑机型上，形状各异的 散热管了。他们最终都是连接到散热管了。他们最终都是连接到 “散热板散热板”和电脑主机之和电脑主机之“散热散热 出口出口”，起着传导电脑主机工作，起着传导电脑主机工作 时，主要功能部件，如时，主要功能部件，如CPUCPU产生产生 的热量的作用。的热量的作用。笔记本散热组件之散热管笔记本散热组件之散热管CPUCPU散热模块组成原理散热模块组成原理 CPU CPU工作时，产生的热量传递到散热板上；工作时，产生的热量传递到散热板上； 散热板传递过来的热量，通过散热管迅速传递到风扇出口；散热板传递过来的热量，通过散热管迅速传递到风扇出口； 散热风扇，利用空气对流的原理，将热量最终散出到主机外部。散热风扇，利用空气对流的原理，将热量最终散出到主机外部。笔记本散热组件之键盘笔记本散热组件之键盘 笔记本内置键盘的背面，有导热性较好的金属材料构成；笔记本内置键盘的背面，有导热性较好的金属材料构成； 细心的朋友会发现，键盘的金属面，会有很对凹凸的小孔；细心的朋友会发现，键盘的金属面，会有很对凹凸的小孔； 利用空气对流的原理，温度较高的热流，就会通过键盘的按键处利用空气对流的原理，温度较高的热流，就会通过键盘的按键处 及时散出，有效的平衡电脑主机的整体温度。及时散出，有效的平衡电脑主机的整体温度。笔记本散热组件之键盘笔记本散热组件之键盘由上，我们知道，笔记本电脑很薄，当把键盘装到主机板上方由上，我们知道，笔记本电脑很薄，当把键盘装到主机板上方 时，正好可以利用键盘底部将时，正好可以利用键盘底部将CPUCPU产生的热量传导出去。热量经由产生的热量传导出去。热量经由 按键孔排出，当热空气从按键孔排出时，冷空气就从按键孔流入，按键孔排出，当热空气从按键孔排出时，冷空气就从按键孔流入， 以取代热空气。由此可以看出，键盘对流散热不仅充分利用了现有以取代热空气。由此可以看出，键盘对流散热不仅充分利用了现有 资源和环境，而且颇为有效。也许你还没有想到，连键盘也是一个资源和环境，而且颇为有效。也许你还没有想到，连键盘也是一个 散热的窗口，你在敲击盘的时候，冷、热空气的交换，就在你的一散热的窗口，你在敲击盘的时候，冷、热空气的交换，就在你的一 敲一击中完成了敲一击中完成了 理论和事实，都业已证明采用金理论和事实，都业已证明采用金 属的笔记本电脑主机外壳，能有属的笔记本电脑主机外壳，能有 效散发电脑主板、效散发电脑主板、CPUCPU等相关功等相关功 能部件运行时产生热量，降低整能部件运行时产生热量，降低整 机的温度，使得电脑系统始终运机的温度，使得电脑系统始终运 行在安全、快速的工作状态！行在安全、快速的工作状态！笔记本散热组件之金属外壳笔记本散热组件之金属外壳因此，采用导热性好的镁铝合金外壳技术，也不失为解决笔因此，采用导热性好的镁铝合金外壳技术，也不失为解决笔 记本电脑散热问题的有效补充。镁铝合金外壳的热传导率，远优记本电脑散热问题的有效补充。镁铝合金外壳的热传导率，远优 于铝金属和工程塑料，在很大程度上减少散热扇和散热窗的数量于铝金属和工程塑料，在很大程度上减少散热扇和散热窗的数量 ，减少体积和重量，降低功耗和成本。现在大部分厂商的中高端，减少体积和重量，降低功耗和成本。现在大部分厂商的中高端 产品都采用这种技术。产品都采用这种技术。笔记本散热组件之金属外壳笔记本散热组件之金属外壳笔记本散热组件之散热孔笔记本散热组件之散热孔我们可以从本页的三幅示例图片我们可以从本页的三幅示例图片 中看出，典型的笔记本电脑的机中看出，典型的笔记本电脑的机 壳都布满了，大大小小、形状各壳都布满了，大大小小、形状各 异的小孔，我们称之为异的小孔，我们称之为“散热孔散热孔 ”。这样做，不仅仅是为了满足。这样做，不仅仅是为了满足 美观的需要，它应该还有更深的美观的需要，它应该还有更深的 内涵，那就是散热之功效。内涵，那就是散热之功效。因此，因此，散热孔也是笔记本电脑散热的重要手段之一。一般通散热孔也是笔记本电脑散热的重要手段之一。一般通 行的做法是，在机器的四周和底部的支脚处开设大量的散热孔，行的做法是，在机器的四周和底部的支脚处开设大量的散热孔， 机器内的热量可通过这些散热孔散布到周围空气中去。与散热孔机器内的热量可通过这些散热孔散布到周围空气中去。与散热孔 散热的方式相配合，有的笔记本电脑内部还采用一些特殊的风道散热的方式相配合，有的笔记本电脑内部还采用一些特殊的风道 导流设计，利用散热孔位置与内部结构布局形成更好的空气流通导流设计，利用散热孔位置与内部结构布局形成更好的空气流通 环境，以加强散热。下图所示，即为联想目前独特的斜纹散热孔环境，以加强散热。下图所示，即为联想目前独特的斜纹散热孔 之设计，即达到良好的散热效果，也不显呆板。之设计，即达到良好的散热效果，也不显呆板。笔记本散热组件之散热孔笔记本散热组件之散热孔智能温控系统，是必不可少的散热手段。当笔记本电脑的系统智能温控系统，是必不可少的散热手段。当笔记本电脑的系统 温度达到一定的温度时，风扇会自动打开；当系统温度继续升高温度达到一定的温度时，风扇会自动打开；当系统温度继续升高 时，时，CPUCPU的工作频率将降到额定频率的的工作频率将降到额定频率的1/N1/N；如果系统温度降回到；如果系统温度降回到 一定温度时，一定温度时，CPUCPU的工作频率恢复为额定工作频率；系统温度若的工作频率恢复为额定工作频率；系统温度若 继续下降到安全范围，风扇则自动关闭。这种智能温控系统不仅继续下降到安全范围，风扇则自动关闭。这种智能温控系统不仅 能够有效地帮助笔记本电脑散热，而且为能够有效地帮助笔记本电脑散热，而且为CPUCPU提供了自我保护的提供了自我保护的 能力，使整个系统会变得更加可靠、寿命也更长，同时还可以节能力，使整个系统会变得更加可靠、寿命也更长，同时还可以节 省机器用电、有效降低噪音。这种省机器用电、有效降低噪音。这种CPUCPU风扇温控技术几乎被所以风扇温控技术几乎被所以 电脑厂商所采用，如电脑厂商所采用，如LenovoLenovo、SONYSONY、ASUSASUS和和TOSHI