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

关键字：小米散热系统

手机看文章

扫描二维码
随时随地手机看文章

[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...

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，小米推出一项面向未来的散热技术——环形冷泵散热技术。据悉，该项技术将于2022年下半年量产落地，雷军还发布了一则视频，一起来感受下：（源自雷军公众号）

“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