便携式计算机的冷却装置 在35U.S.C 119下，本申请要求2003年11月28日提交的韩国专利申请No.P03-085656和2003年11月14日提交的韩国专利申请No.P03-080761的优先权。在此全文并入以供参考。
【发明背景】
【发明领域】
本发明涉及便携式计算机，尤其涉及便携式计算机中使用的冷却装置，用于将便携式计算机中产生的热量排放到外面。
相关技术描述
便携式计算机是包括笔记本计算机、平板计算机等等的装置，可以在用户携带时使用。本发明中，笔记本计算机用作便携式计算机的实例。
图10示出一般笔记本计算机的外观透视图。如图所示，笔记本计算机1主要包括主体3和显示单元5。显示单元5一般包括由液晶显示板构成的显示器6并连接到主体3的后端，从而与主体3的上表面紧密接触或者从该主体3的上表面打开。主体3和显示单元5两者一般具有平六面体形状。
键盘7设置于主体3的上表面上。用于将主体内产生的热量排到外边的通风口9形成于主体3地一侧。这样，包含主体3中产生的热量的气流通过通风口9被排到外边。
如图11所示，主板10安装于主体3内。微处理器(CPU)11安装在主板10上。微处理器11控制处理工作，诸如命令分析、数据操作和数据比较。冷却风扇单元1安装在主体3内以便将微处理器11中产生的热量排到外边。冷却风扇单元12通过使用风扇外壳13中安装的冷却风扇14形成气流。风扇外壳13与微处理器11热接触，且冷却风扇14形成的气流沿风扇外壳13的一侧流向通风口9。
散热片单元15安装在通风口9和风扇外壳13之间。散热片单元15被配置成允许气流通过。此外，热管16用于将微处理器11产生的热量传递到散热片单元15。热管16从安装于微处理器11上的风扇外壳13的一侧延伸到散热片单元15。
此外，多个芯片18安装于主板10上。为了便于排除芯片18产生的热量，安装冷却板19来与芯片18热接触。冷却板19由铝或铜板制成并用于通过热传导接收芯片中产生的热量并将所接收的热量排到外边。
但是，前述现有技术具有以下问题：
迄今，用于冷却主体3内部的系统集中在微处理器11上。但是，随着笔记本计算机性能的改善，芯片18中产生的热量已变得相当大。
因此，如果芯片18产生的热量的释放仅取决于通过冷却板19的热传导，将大大降低主体3的散热性能并额外增加主体3的表面温度。图12示出当采用常规冷却模式冷却主体3时，主体3中安装的各种元件部分的散热性能。在该图表中，由虚线表示的柱表示规定值，而实线表示的柱表示实际测量值。
【发明内容】
因此，本发明设想解决相关技术中的一个或多个前述问题。本发明的目的在于提供一种冷却装置，用于更平稳地节哀能够便携式计算机的主体中产生的热量排到外边。
为了实现该目的，根据本发明的一个方面，提供了一种便携式计算机的冷却装置，它包括含安装于其内部空间中的主板的主体。通风口允许空气在内部空间和外部之间流动。冷却风扇单元包括风扇外壳中设置的冷却风扇，并被安装于主体中用于形成气流以通过通风口将主体中产生的热量排放到外部。第一热管将主板上第一热源中产生的热量转移到气流的路径。第二热管将主板上第二热源中产生的热量转移到气流的路径。气源装置将一部分气流转移到主体内部。
较佳地，冷却风扇单元的风扇外壳包括至少一个出口，冷却风扇形成的气流通过该出口被排放。出口配备有散热片单元，它与热管热连接以便将热源中产生的热量转移给气流。
在一个实施例中，第一和第二热管分别热连接到分别的出口处设置的散热片单元。
在另一个实施例中，第一和第二热管热连接到单个出口处设置的散热片单元。
在又一个实施例中，第一和第二热管在其与散热片单元接触的一端相互整体形成。
较佳地，第一热源是微处理器而气源装置向微处理器提供空气。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于便携式计算机的冷却装置，它包括包含其内部空间中安装的主板的主体。通风口允许空气在内部空间和外部之间流动。冷却风扇单元包括风扇外壳中设置的冷却风扇，并被安装于主体中用于形成气流以通过通风口将主体中产生的热量排放到外部。第一热管将主板上安装的第一热源中产生的热量转移到气流的路径并被热连接到冷却风扇单元。第二热管将主板上第二热源中产生的热量转移到气流路径并包括被安装成在冷却风扇单元的冷却风扇的径向上面向冷却风扇的一端。
较佳地，冷却风扇单元包括一风扇外壳，它包括向通风口打开的出口。冷却风扇安装在风扇外壳内用于使得空气从风扇外壳的外部引入并被排放到该出口。散热片单元设置于冷却风扇的出口侧用于同通过出口排放的气流进行热交换。热源连接沿风扇外壳的一侧延伸并热连接到第一热源。
较佳地，其中设置了冷却风扇的风扇底座空间形成于风扇外壳中。第二热管的一部分位于风扇外壳上形成的底座插槽中并在冷却风扇的径向上向风扇底座空间暴露。
较佳地，第二热管的另一端连接到冷却板，它热连接到主板上的第二热源。
较佳地，第一热源是微处理器而气源装置向微处理器提供空气。
根据本发明的用于便携式计算机的冷却装置，其优点在于可以有效地将便携式计算机的微处理器以及主板上的几个其它热源产生的热量排到外部。
附图概述
通过以下的详细描述并结合附图将使本发明的以上和其它目的、特点和优点变得更易于理解，其中：
图1是示出根据本发明具有冷却装置的第一实施例的便携式计算机的平面图；
图2a是示出图1的冷却装置的示意性透视图；
图2b是根据本发明示出修改的冷却装置的示意性透视图；
图3是根据本发明示出冷却装置的第二实施例的配置的平面图；
图4是示出图3的冷却装置的示意性透视图；
图5是根据本发明示出冷却装置的第三实施例的配置的平面图；
图6是根据本发明示出冷却装置的第四实施例的配置的平面图；
图7是本发明的第四实施例的冷却风扇单元的剖视图；
图8是示出本发明第四实施例的冷却风扇单元的部分剖视图；
图9是说明本发明第四实施例的冷却结果的图表；
图10是根据相关技术的便携式计算机的透视图；
图11是示出图10的便携式计算机的内部冷却装置的平面图；以及
图12是说明相关技术的冷却装置的冷却结果的图表。
【具体实施方式】
以下，将参考附图详细描述根据本发明的便携式计算机的冷却结构的优选实施例。
图1示出应用了本发明的冷却结构的第一实施例的便携式计算机主体的内部的平面图，图2a示出根据本发明第一实施例的冷却装置的示意性透视图，且图2b是示出根据本发明第一实施例的修改实例的示意性透视图。
如图所示，在便携式计算机的主体30内限定了预定内部空间30’。通风口31和31’形成于主体30的侧边。在该实施例中，通风口31和31’形成于主体30的边角处相互靠近。通风口31和31’允许内部空间30’与主体30的外部连通，从而可以在主体中形成气流。主板32安装于主体30的内部空间30’内。便携式计算机的各种类型的元件部分也安装在主板32上。
此外，冷却风扇单元35安装在内部空间30’内。冷却风扇单元35设置于与通风口31和31’相对应的位置处。冷却风扇单元35由风扇外壳36和冷却风扇38构成，且风扇底座空间36’也形成于风扇外壳36中。
风扇底座空间36’经由风扇外壳36中形成的入口36i与外部连通。入口36i可以形成于风扇外壳36的上表面和下表面上。在该实施例中，入口36i仅形成于风扇外壳36的上表面。第一和第二出口36e和36e’形成于与通风口31和31’相对应的风扇外壳36的侧边处。
同时，气源端口37形成于风扇外壳36中。气源端口37用来使相对较低温度的空气向微处理器52转移(这将在以下进行说明)并允许风扇外壳36中的风扇底座空间36’与风扇外壳36的外部连通。形成气源端口37以便向微处理器52打开。
冷却风扇38形成用于冷却主体的内部空间的气流，且其位于风扇底座空间36’中。冷却风扇38使得空气引入入口36i并形成要向出口36e和36e’以及气源端口37排出的气流。
第一和第二散热片单元40和40’安装在与出口36e和36e’相对应的位置处。散热片单元40和40’形成为可以使空气通过散热片单元的内部。散热片单元40和40’分别位于出口36e和36e’以及通风口31和31’之间，从而从出口36e和36e’排出的空气流入通风口31和31’以进行所需的热交换。
此外，安装第一热管50以便热连接到散热片40。第一热管50以这样一种方式配置，其中其一端沿散热片单元40安装而另一端从散热片单元40起以所需高度延伸。第一热管50用于将热量从相对较高温度点转移到相对较低温度点。这里，热管用于将热量从一端转移到另一端，同时热管内填充的工作流体由于施加到其上的热量经过相变。
第一热管50延伸达主板32上安装的微处理器52。这样，第一热管50的另一端与微处理器52热连接。至少一个功率控制芯片54安装在主板32上与微处理器52相邻的位置处。在该实施例中，功率控制芯片54安装在靠近气源端口37的位置处，而微处理器52位于与气源端口37相对。因此，从气源端口37排出的空气顺序地经过功率控制芯片54和微处理器52，以便将它们冷却。
第二热管60与安装在风扇外壳36的出口36e’处的散热片单元40’热连接。第二热管60以这样一种方式配置，其一端沿散热片单元40’的上表面安装而另一端从散热片单元40’起以所需长度延伸。
第二热管60的延伸端与主板32上安装的主芯片组62和图形芯片组64热连接。在该实施例中，第二热管60顺序地连接到主芯片组62和图形芯片组64。
但是，如图2b所示，第二热管60可以与附加的冷却板66热连接，该附加的冷却板66同时与主芯片组62和图形芯片组64的上表面接触。
接着，参考图3和4描述本发明的第二实施例。在该实施例中，为便于说明，标号加上100以表示与第一实施例中的那些相类似的元件。
预定内部空间130’限定于便携式计算机的主体130内。通风口131形成于主体130的一侧。在该实施例中，通风口131形成于主体130的边角处。通风口131允许内部空间130’与主体130的外部连通，从而可以在主体内形成气流。主板132安装在主体130的内部空间130’内。各种类型的便携式计算机的元件部分也可以安装在主板132上。
此外，冷却风扇单元135安装在内部空间130’内。冷却风扇单元135设置在与通风口131相对应的位置处。冷却风扇单元135由风扇外壳136和冷却风扇138构成，且风扇底座空间136’也形成于风扇外壳136中。
风扇底座空间136’经由风扇外壳136中形成的入口136i与外部连通。入口136i可以形成在风扇外壳136的上表面和下表面上。在该实施例中，入口136i仅形成在风扇外壳136的上表面上。出口136e形成在与通风口131相对应的风扇外壳136的一侧处。
同时，气源端口137形成于风扇外壳136中。气源端口137用来使相对较低温度的空气向微处理器152转移(这将在以下进行说明)并允许风扇外壳136中的风扇底座空间136’与风扇外壳136的外部连通。形成气源端口137以便向微处理器152和功率控制芯片154打开。
冷却风扇138形成用于冷却主体的内部空间的气流，且其位于风扇底座空间136’中。冷却风扇138使得空气引入入口136i并形成要向出口136e以及气源端口137排出的气流。
散热片单元140安装在与出口136e相对应的位置处。散热片单元140形成为可以使空气通过散热片单元的内部。散热片单元140位于出口136e和通风口131之间，从而从出口136e排出的空气流入通风口131以进行所需的热交换。
此外，安装第一热管150以便热连接到散热片单元140。第一热管150以这样一种方式配置，其中其一端沿散热片单元140安装而另一端从散热片单元140起以所需高度延伸。第一热管150用于将热量从相对较高温度点转移到相对较低温度点。
第一热管150延伸达主板132上安装的微处理器152。这样，第一热管150的另一端与微处理器152热连接。至少一个功率控制芯片154安装在主板132上与微处理器152相邻的位置处。在该实施例中，微处理器152和功率控制芯片154在靠近气源端口137的位置处平行安装。
第二热管160也与安装在风扇外壳136的出口136e处的散热片单元140热连接。第二热管160以这样一种方式配置，其一端沿散热片单元140的上表面与第一热管150平行安装而另一端从冷却风扇单元140起以所需长度延伸。
第二热管160的延伸端与主板132上安装的主芯片组162和图形芯片组164热连接。在该实施例中，第二热管160顺序地连接到主芯片组162和图形芯片组164。但是，第二热管160可以与附加的冷却板热连接，该附加的冷却板同时与主芯片组162和图形芯片组164的上表面接触。
接着，参考图5描述本发明的第三实施例。在该实施例中，为便于说明，标号加上200以表示与第一实施例中的那些相类似的元件。以下将说明第三实施例的一种配置。
在该实施例中，单个散热片单元240安装于冷却风扇单元235和通风口231之间。散热片单元240的第一端251连接到热管250。热管250的第一端251在越过散热片单元240的位置处分叉成第二端251a和第三端251b。
第一端251热连接到热管250，而第二端251a热连接到微处理器252。此外，第三端251b热连接到主芯片组262和图形芯片组264。这样，在该实施例中，单个热管250可以将微处理器252以及主芯片组262和图形芯片组264中产生的热量转移到散热片单元240。
如图所示，第三端251b顺序地连接到主芯片组262和图形芯片组264。但是，该实施例可以以这样一种方式配置，第三端251b热连接到附加的冷却板，该附加的冷却板同时与主芯片组262和图形芯片组264的上表面接触。
图6到8示出本发明的第四实施例的配置。如图所示，在便携式计算机的主体330内限定预定内部空间330’。通风口331形成于主体330的至少一侧上。通风口331允许内部空间330’与主体330的外部连通，从而可以在主体330中形成气流。
主板332安装在主体330的内部空间330’内。各种类型的便携式计算机的元件部分安装在主板332上。首先，微处理器333安装在主板332上。微处理器333是便携式计算机的关键元件并控制处理工作，诸如命令分析、数据操作和数据比较。在操作中，微处理器333产生很多热量。
此外，用于释放主体330中产生的热量的冷却风扇单元335设置于主体330的内部空间330’内。较佳地，冷却风扇单元335安装于与通风口331相对应的位置处。
冷却风扇单元335包括其中形成有风扇底座空间337的风扇外壳336。为了使风扇底座空间337与外部连通，入口337i形成于风扇外壳336的上表面上。入口337i变成通路，通过该通路，将空气从内部空间330’引入风扇底座空间337。风扇外壳336的一侧处形成了与通路相对应的出口337e，通过该通路，将空气从风扇底座空间337排出到风扇外壳336的外部。形成出口337e以便向通风口331打开。
底座插槽337’形成于风扇外壳336中以便向风扇底座空间337的内部打开。底座插槽337’形成于除形成出口337e和热源连接338(以下将描述)的部分以外的风扇外壳中向外超过风扇底座空间337内安装的冷却风扇340的部分处。以下将说明的第二热管的一端位于底座插槽337’中。
形成热源连接338以便沿风扇外壳336的一侧延伸。热源连接338热连接到微处理器333以便将微处理器333中产生的热量转移到风扇外壳336。因此，热源连接338从风扇外壳336起在安装微处理器333的方向上延伸。此外，较佳地，风扇外壳336和热源连接338由良好的传热材料制成。
冷却风扇340安装在风扇外壳336的风扇底座空间337内。冷却风扇340使得空气通过入口337i引入，随后在离心方向上被排放入风扇底座空间337。随后，从风扇底座空间337通过出口337e将这样被排放的空气进一步排放。
散热片单元342安装在风扇外壳336的出口337e上。散热片单元342由良好的传热材料制成并被配置成允许空气通过。因此，冷却风扇单元342使得出口337e和通风口331相互连通并允许由冷却风扇340形成的气流通过通风口331排放。
如上所述，第二热管345的一端位于风扇外壳336的底座插槽337’中。如图7和8所示，将一部分的第二热管345暴露给风扇底座空间337。这样，特定长度的第二热管345在冷却风扇340的径向上向风扇底座空间337暴露，从而从冷却风扇340排出的空气与第二热管345的暴露部分接触。
第二热管345从冷却风扇单元335延伸到主板332上安装的另一个热源，即芯片347，并将芯片347产生的热量转移到冷却风扇单元335。主芯片组、图形芯片组等等是芯片347的实例。使用冷却板350，从而通过使用第二热管345可以有效地排出芯片347中产生的热量。冷却板350热连接到多个芯片347并吸收芯片347中产生的热量。较佳地，冷却板350由铝或铜制成。
以下，将详细描述根据本发明的便携式计算机的冷却结构的操作。
首先说明图1和2中示出的冷却结构的第一实施例中执行的冷却操作。
为了排出由于便携式计算机的操作产生的热量，驱动冷却风扇38。在驱动冷却风扇38时，主体30的内部空间30’中的空气通过入口36i流入冷却风扇38。
引入冷却风扇38的空气在向外径向上从冷却风扇38排出并传递入第一和第二出口36e和36e’。随后，在空气通过第一散热片单元40时，在传递入第一出口36e的空气和第一散热片单元40之间进行所需的热交换。此时，从微处理器52通过第一热管50转移的热量被转移给通过第一散热片单元40的空气。随后，通过通风口31将被加热的空气排放到主体30的外部。
此外，从风扇外壳36通过第二出口36e’将从冷却风扇38排出的一部分空气排出。随后，在空气通过第二散热片单元40’时，在被排出的空气和第二散热片单元40’之间进行所需的热交换。此时，从主芯片组62和图形芯片组64通过第二热管60转移的热量被转移给通过第二散热片单元40’的空气。随后，通过通风口31’将被加热的空气排放到主体30的外部。
此外，从冷却风扇38通过气源端口37的空气被传向功率控制芯片54和微处理器52随后释放其中产生的热量。图2a所示的箭头标出本发明的该实施例中的这种气流。
接着，参考图3和4说明第二实施例中的冷却操作。在该实施例中，仅单个出口136e形成于冷却风扇单元135的风扇外壳136中，且通过第一和第二热管150和160转移的热量被转移给通过被设置成靠近出口136e的散热片单元140的空气。 如果驱动冷却风扇138，就通过入口136i将空气从风扇外壳136的外部传递到冷却风扇138。传递入冷却风扇138的空气从冷却风扇138在向外径向上被排出并传递入出口136e。随后，当空气通过散热片单元140时，在被传递入出口136e的空气和散热片单元140之间进行所需的热交换。此时，通过第一和第二热管150和160从微处理器152和芯片组162和164被转移的热量被转移给通过散热片单元140的空气。
此外，将从冷却风扇138通过气源端口137的空气向功率控制芯片154和微处理器152传递并释放其中产生的热量。
在将仅单个出口136e形成于风扇外壳136中的情况与两个出口136e和136e’形成于风扇外壳136中的情况进行比较时，前一种情况种气流的压力损失低于后一种情况，而前一种情况种的气流损失高于后一种情况。换句话说，尽管其压力损失相对较大，但由于流速，后一种情况比较有利。
图3所示的第三实施例中的气流与第二实施例中的相同。但是，第三实施例与第二实施例的不同之处在于，在将热量转移给散热片单元240时，它仅采用了单个热管250。这样，将微处理器252中产生的热量从第二端251a转移到热管250的第一端251，并将主芯片组262或图形芯片组264中产生的热量从第三端251b转移到热管250的第一端251。
转移到热管250的第一端251的热量被再次转移给冷却风扇单元235产生的气流，随后通过通风口231被释放到外部。
在这种情况中，为了进行所需的热交换，仅使用单个热管250且仅热管的第一端251与散热片单元240热接触。因此，可以使内部空间230’中热管250和散热片单元240占用的面积最小。
最后，将描述本发明的第四实施例的操作。在该实施例中，在操作计算机时，冷却风扇单元335产生气流以便将主体330中产生的热量排到外边。
这样，当冷却风扇340旋转时，主体330的内部空间330’中的空气通过入口337i被引入冷却风扇340。被引入冷却风扇340的空气被排放到风扇底座空间337，随后由于冷却风扇的旋转在冷却风扇340的向外径向上被排放到出口337e。此时，在空气通过散热片单元342时，在被排放到出口337e的空气和散热片单元342之间进行所需的热交换。随后，通过散热片单元342的空气经由通风口331被排放到主体330的外部。
现在说明如何由于气流的产生将微处理器333和芯片347中产生的热量排出到外部。微处理器中产生的热量通过热源连接338和第一热管343被转移到冷却风扇单元335。通过使得冷却风扇340形成的气流与风扇底座空间337的内表面接触，通过热源连接338转移的一部分热量被转移到冷却风扇单元335，随后被释放。
此外，第一热管343将微处理器333中产生的热量转移给散热片单元342。当空气经过散热片单元342时，转移到散热片单元342的热量被转移给通过出口337e从风扇底座空间337排放的空气。
此外，芯片347中产生的热量被传导到冷却板350。被传导到冷却板350的热量也通过第二热管345被转移到冷却风扇单元335。从冷却板350转移到第二热管345的热量也通过一部分第二热管345转移到冷却风扇340产生的气流，这一部分第二热管345位于风扇外壳336的底座插槽337’并向风扇底座空间337暴露。
一部分第二热管345在冷却风扇340的径向上暴露给风扇底座空间337，从而冷却风扇340形成的气流与第二热管345的暴露部分直接接触以进行其间所需的热交换。
同时，图9是示出本发明较佳实施例的冷却性能的图表。图9中，虚线表示的柱表示规定值，而实线表示的柱表示实际测量值。如图所示，与相关技术的冷却结构相比，进一步改善了芯片347以及微处理器333的冷却性能。特别是，可以理解，DDR盖的温度低于其有关规定值。这意味着因为采用了本发明的冷却结构，改善了主体330的总冷却性能。
根据如上所述的本发明的便携式计算机的冷却结构，可以获得以下的优点。
根据本发明，单个冷却风扇单元可以将多个芯片组以及微处理器中产生的热量排出到便携式计算机的外部。因此，由于可以有效释放便携式计算机的主体中产生的热量，优点在于改善了便携式计算机的总冷却性能。此外，可以有效利用主体的内部空间，并可以有效进行便携式计算机的热管理。
本发明的范围不由所说明的实施例限制而是由所附权利要求书限定。本技术领域内的熟练技术人员可以理解，可以在所附权利要求书限定的本发明范围内进行各种修改和变化。