面向未来的散热技术！小米推出“环形冷泵散热系统”
时间：2021-11-08 16:11:08
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[导读]手机处理器的性能提升不可避免地带来了发热问题。5G网络的出现令手机增加了更多的天线接收信号，高速网络数据传输也让手机的温度随之增加。另外，现在手机使用的玻璃材质是和金属材质相比，散热速度明显更慢，这些都对手机的散热能力提出了更高的要求。今日，雷军在其微信公众号正式宣布，小米推出一...
“环形冷泵散热技术”的工作原理是什么
据了解，“环形冷泵散热技术”参考航天卫星散热方式，将冷却液抽至手机发热区，通过汽液相变，让热量高速传导，形成顺畅的单向冷却环路。实现两倍于VC的散热能力，是迄今为止手机最强被动散热系统！
据介绍，环形冷泵由蒸发器、冷凝器、补偿腔以及蒸气和液体管道组成，蒸发器处于手机主板热源区域，当处理器等热源高负载运行时，冷液蒸发为汽态，通过自然膨胀驱动气流进入蒸气管道。
当蒸汽流入冷凝器后，凝结成液，通过毛细力吸入液体管道进而回到补偿腔为蒸发器进行冷液补给，如此循环，无需外加动力。（源自雷军公众号）从工作原理上来，环形冷泵散热技术的相变原理与VC液冷相同，但由于结构不同，实际效果大不一样。常规VC液冷由于无法汽液分离，所以向冷凝器移动的热蒸汽和向蒸发器回流的冷液体相向运动，相互阻碍，在高负载情况下容易出现液体回流困难。同时，环形冷泵由于特殊蒸汽管道设计，气道阻力大幅降低30%，蒸汽流通更流畅，从而可以实现热量定向远距离冷端输送，使最大传热功率提升100%。汽液单向流通，「特斯拉阀」结构立大功
为何环形冷泵中的汽液可以单向流通？最重要设计就是在补偿腔内增加「特斯拉阀」结构。
何谓「特斯拉阀」？其实这是一种类似单向阀效果的结构，液体通过特斯拉阀从液体管道向蒸发器正向流通时正常放行，而蒸汽从蒸发器向补偿器逆向流通时，依靠特斯拉阀内特殊设计让蒸汽回流互怼无法正常流通，进而实现单向流通的效果，大大提高气液循环效率。
（源自雷军公众号）雷军还介绍到，通过将小米MIX 4魔改，将散热部分更换为环形冷泵，在《原神》游戏30分钟测试下，，在60帧 最高画质下可满帧持续运行，机身最高温度47.7℃，相较普通骁龙888手机机身最高温度低5℃，甚至比游戏手机有着更好的帧率发热表现。（源自雷军公众号）得益于特斯拉阀带来的热量单向流通、汽液分离和低阻力汽道设计，小米自研环形冷泵的形态可以更加自由，几乎可以实现在机身内部任意形态的堆叠。例如可以做成“口”型，通过中空形态为电池增加厚度，提升电池容量；做成“凸”型则在增大电池的同时，为超大相机模组留出空间，堆叠想象空间客观。当前主流手机散热技术四大类手机搭载散热系统是大部分手机的刚需，也是手机行业的趋势走向，散热技术也成为目前影响手机性能发挥的关键点之一，现在主流手机散热技术可分为以下四种：液冷散热液冷散热依赖的是一种叫做「热管」的元件，本质上是含有液体的中空闭合管道，液体在管路的蒸发段蒸发吸热，成为气体到管路的冷凝段冷凝成液体放热。电脑端的液冷散热中的冷却液常用材料是水，手机端要求比PC端更高，常用油质材料作为冷却液。液冷散热的优点在于使用寿命长和设置灵活，液冷散热可以放在手机内部任何需要散热的位置，同时因为技术相对成熟，成本也比较小一些。石墨烯散热这是目前最常见的一种散热方式，属于手机内部的散热形式，依靠的是石墨烯的高导热性。003.webp石墨烯材质拥有耐高温、良好的导热性、化学稳定性等，目前是性价比最高的手机散热材料。石墨烯的特性让它具有天生的散热能力，其散热系数是铜的2~5倍，但密度却只有铜的1/10~1/4，质量上更轻，同时石墨烯易于加工，可根据需要定制形状大小，可塑性好，还有屏蔽电磁波等优点。VC均热板散热VC均热板散热又称真空腔均热板散热技术，是一个内壁具有微细结构的真空腔体，通常由铜制成。004.webp当热量由热源传导至VC腔体时，腔体里的冷却液受热后开始产生气化现象，液体气化吸热，凝结后的冷却液会借由微结构的毛细管道（整个循环的驱动力是毛细力），再回到蒸内发热源处，此过程可以不断反复进行。VC均热板是目前最新的第三代散热技术，可以被看作铜管液冷的升级技术，两者虽然都是气液相力）再回到蒸内发热源反复进变的原理，不同的是：热管只有单一方向的有效导热能力，而VC均热板升级到整个面，可以更快的将热量从四面八方带走。均热板会随不同元器件尺寸的大小而有不同的设计，制作工艺相较复杂，制作成本较高，常用于需要控制体积、且需快速散热的手机产品。其他散热技术还有一些散热方式，也有必要和大家说说。005.webp比如导热凝胶散热，这种方式和电脑类似，都是将散热硅脂涂抹在处理器上，使热量能够被迅速吸收并传递出去，加快散热进程。3目前，各品牌手机应用的散热技术不尽相同，为了让散热性能更强，有些手机会采用组合方式将这些散热技术搭配使用，优势互补。总之，散热体系是手机体验中不可或缺的一项技术。特别是步入5G时代后，手机散热能力的强弱，直接影响到用户体验。相信接下来会有越来越多的手机厂商重视手机散热技术。END
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