[發明專利]用于冷卻發熱部件的冷卻單元以及具有冷卻單元的電子設備

無效

• 申請號: 01143941.6
• 申請日: 2001-12-27
• 公開（公告）號: CN1362855A
• 公開（公告）日: 2002-08-07
• 發明（設計）人: 柴崎和也
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20;G06F1/20;H01L23/34
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 孫征

相關申請的交叉引用

本申請要求享有申請日為2000年12月27日的日本專利申請2000-398100的優先權，此處對其全文引用作為參考。發明背景

1.發明領域

本發明涉及一種對發熱部件如半導體組件進行強制冷卻的冷卻單元，以及使用該冷卻單元的電子設備。

2.相關技術的說明

便攜式計算機包括處理多媒體數據如字符、聲音以及圖像的微處理器。當這種微處理器的工作速度以及所需的功能增加的時候其消耗的電能會增加。其工作產生的熱量與消耗的電能成正比增加。因此，為了使便攜式計算機可靠地工作，必須加強微處理器的散熱效率。

基于此，通常的便攜式計算機都使用一個冷卻單元對微處理器進行強制冷卻。該冷卻單元包括一個散熱器以及一個電動風扇。該散熱器與微處理器熱連接在一起。該電動風扇向散熱器提供冷卻空氣。

散熱器具有一個冷卻空氣通道以及多個散熱片。冷卻空氣通過冷卻空氣通道流動。散熱片暴露在冷卻空氣通道中。流過冷卻空氣通道的空氣對散熱片進行強制冷卻。這樣，通過散熱片和冷卻空氣之間的熱交換，從微處理器傳遞給散熱器的大多數熱量就散發了。

在傳統的冷卻單元中，流過冷卻空氣通道的冷卻空氣是從微處理器帶走熱量的主要冷卻劑。微處理器的冷卻效率主要取決于電動風扇提供空氣的能力。換句話說，微處理器的冷卻效率是與冷卻空氣的流速成比例的。流速越高，微處理器的冷卻效率越高。另一方面，冷卻空氣的流速越高，電動風扇的轉動速度也越高。風扇的轉速高則會增加風扇產生的噪音。

為了提高微處理器的冷卻效率，同時為了控制電動風扇的噪音，調整冷卻空氣的流速和散熱片的數量以及將散熱片設計成適當的形狀是重要的。

散熱片與傳統的散熱器的主體是通過鑄造形成一體的。暴露在冷卻空氣通道中的散熱片的數量以及布置的位置都是固定的。而為了以適當的流速來提供冷卻空氣，散熱片的數量以及位置都不能改變。因此，在控制風扇的噪音的同時就不能以最佳的效率將微處理器的熱量散去。

為了提供根據散熱片的數量和位置變化的冷卻單元，必須準備大量鑄造模具。但這會增加冷卻單元的制造成本。

發明概述

本發明是基于上述問題而提出的。本發明的第一個目的是提供一種很容易根據發熱部件產生的熱量獲得合適的冷卻效率的冷卻單元。第二個目的是提供一種具有該冷卻單元的電子設備。

為了實現第一個目的，根據本發明第一方面的一種冷卻單元包括：一個與發熱部件熱連接并具有一個冷卻空氣通道的主體；一個向冷卻空氣通道提供冷卻空氣的風扇；以及多個暴露在冷卻空氣通道中并用來導熱的熱交換元件。每個熱交換元件可拆卸地固定在主體上并與主體熱連接。

為了實現第二個目的，根據本發明第二方面的一種電子設備包括：一個裝有一發熱部件的殼體；一個位于該殼體中并對該發熱部件冷卻的冷卻單元。該冷卻單元包括一個從該發熱部件接收熱量的主體，一個位于該主體中并接收冷卻空氣的冷卻空氣通道，以及多個暴露在冷卻空氣通道中并用來導熱的熱交換元件。每個熱交換元件可拆卸地固定在主體上并與主體熱連接。

與冷卻空氣接觸的熱交換元件可拆卸地固定在主體上。這樣一來，使用的熱交換元件的數量和位置就可以根據冷卻空氣的流速以及冷卻空氣在冷卻空氣通道中的流速分布來自由改變。

這樣，熱交換元件對冷卻空氣流動的阻礙程度就可以根據冷卻空氣的流速加以調整。這使得不但可以根據通道中的冷卻空氣的流速、而且還可以根據發熱部件產生的熱量的多少來獲得冷卻單元的最佳冷卻能力。

為了實現上述的第一個目的，根據本發明第三方面的一種冷卻單元包括：一個與發熱部件熱連接并具有一個冷卻空氣通道的主體；一個向冷卻空氣通道提供冷卻空氣的風扇；以及多個暴露在冷卻空氣通道中并用來導熱的熱交換元件。每個熱交換元件包括一個柱狀部件以及多個散熱部件。該柱狀部件可拆卸地固定在主體上并與主體熱連接。該散熱部件從柱狀部件的圓周表面向外突出并在柱狀部件的軸向上隔開布置。該熱交換元件具有這樣一種位置關系，即它的散熱部件與其它的熱交換元件的散熱部件重疊。

根據本發明的第一和第二方面所述的冷卻單元，熱交換元件的數量和位置可以根據冷卻空氣的流速以及冷卻空氣在冷卻空氣通道中的流速分布來自由改變。另外，還可以準備各種形式的熱交換元件，每個熱交換元件具有一個直徑不同的柱狀部件以及形狀不同的散熱部件。在這種情況下，根據冷卻空氣在冷卻空氣通道中的流速來選擇任一種型式的熱交換元件可固定在主體上。