散热系统及电子设备的制作方法

本申请涉及散热技术领域，具体涉及一种散热系统及电子设备。

背景技术

为满足用户对于电子设备的各式各样的功能化需求，电子设备内的功能器件越来越多，随之带来的问题则是电子设备的功耗越来越大，发热越来越严重。相关技术中，采用循环式水冷方案对电子设备内的热源进行散热，然而该方案的散热方式将增大电能消耗。

技术实现要素：

本申请提供一种散热系统及电子设备，所述散热系统应用于电子设备时可减小电能消耗。

第一方面，本申请提供了一种散热系统，所述散热系统包括蒸发装置，所述蒸发装置包括依次层叠设置的透气层、蒸发层及隔液层，所述蒸发装置具有流道，所述流道至少由所述蒸发层构成，所述流道用于收容液体，所述隔液层用于连接热源，以使得所述热源的热量传递至所述流道内的液体，且使得液体蒸发吸热来降低所述热源的温度，所述透气层用于透过气体且阻隔液体通过。

第二方面，本申请还提供了一种电子设备，所述电子设备包括热源及散热系统，所述散热系统的蒸发装置连接于所述热源以带走所述热源的至少部分热量。

在本申请提供的散热系统中，利用了液体的蒸发作用对电子设备的热源进行散热，因此可以设计为：将蒸发过程中形成的气体直接排出到电子设备外，也就是说，蒸发形成的气体作为载体将热量带到外界环境中。由于热量进入到外界环境，因此可以摒除相关技术中的冷却液体的过程，从而可以节约大量电能，同时，也可以不需要搭建相关技术中的液体循环过程，从而可以避免液体变质的问题。进一步的，由于液体的蒸发过程会随温度的升高而加快，从而可以带走更多的热量，散热效果也就越好，也就是说，相比于其他散热措施，蒸发散热具有温度越高，散热能力越强的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例提供的电子设备的示意图。

图2为本申请另一实施例提供的电子设备的示意图。

图3为本申请实施例提供的散热系统与热源的粘接关系示意图。

图4为本申请一实施例提供的散热系统的示意图。

图5为本申请一实施例提供的蒸发装置的分解示意图。

图6为本申请实施例提供的透气层的示意图。

图7为本申请另一实施例提供的蒸发装置的分解示意图。

图8为本申请又一实施例提供的蒸发装置的分解示意图。

图9为本申请又一实施例提供的蒸发装置的分解示意图。

图10为本申请一实施例提供的液泵和流道的设置关系示意图。

图11为本申请另一实施例提供的液泵和流道的设置关系示意图。

图12为本申请实施例提供的流道的一种设置形式的示意图。

图13为本申请另一实施例提供的散热系统的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，在至少两个实施例结合在一起不存在矛盾的情况下，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请参照图1至图2，本申请提供一种电子设备1，所述电子设备1可以但不仅限于为充电器、手机、平板、笔记本电脑、台式电脑、电视机等。

所述电子设备1包括热源20及以下任意实施方式中所描述的散热系统10。所述散热系统10的蒸发装置110连接于所述热源20以带走所述热源20的至少部分热量。

其中，所述热源20是指电子设备1工作时其内部会产生热量的发热器件，比如中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)等。所述蒸发装置110连接于热源20，热源20在工作时产生的热量将传递到蒸发装置110中，蒸发装置110利用蒸发作用将至少部分热量带走，从而降低或维持热源20的温度，以避免热源20的温度超过临界安全值。

需说明的是，所述蒸发装置110可以直接连接于热源20，也可以间接连接于热源20，下面分别进行示例性说明。

请参照图1，在一种实施方式中，所述电子设备1还可以包括壳体30，所述蒸发装置110和热源20设置于壳体30内，且蒸发装置110直接贴附在热源20的表面。可以理解的是，直接连接形式中，热源20和蒸发装置110间的热传导路径最短，热阻也就最小，因此，蒸发装置110能够及时的带走热源20的热量。

请参照图2，在另一种实施方式中，所述电子设备1还可以包括壳体30，所述热源20设置于壳体30内，所述蒸发装置110设置于壳体30外且直接或间接的连接于壳体30。热源20工作时产生的热量直接或间接的传递至壳体30，而壳体30上的热量最终传递至蒸发装置110，从而使得蒸发装置110间接的带走热源20的热量。可以理解的是，间接连接形式中，蒸发装置110可以实现设置在壳体30的外部，从而避免占据壳体30的内部空间，在一些实施方式中，还可以将蒸发装置110与壳体30设计成可拆卸的连接形式。

当然，蒸发装置110间接连接于热源20不仅限于图2所示的设置形式，例如：电子设备1还包括导热件，蒸发装置110和热源20间隔设置，所述热源20设置在壳体30内或者壳体30外，且蒸发装置110和热源20通过导热件进行传热连接。

请参照图3，所述电子设备1还包括导热胶40，所述导热胶40用于粘接在所述散热系统10和所述热源20之间，即导热胶40的相背两侧分别粘接于散热系统10和热源20，该设置形式可以减小热源20和散热系统10之间的热阻。具体的，若散热系统10直接连接于热源20，会导致热量难以从热源20传递到散热系统10，因为散热系统10和热源20不可能做到完全贴合而存在间隙，该间隙内会充满空气，而空气的导热系数小热阻大，从而需要更大的温度梯度(温差)才能将一定热量由热源20传递到散热系统10，从而造成散热效果不佳。

在本实施例中，通过导热胶40粘接散热系统10和热源20，而导热胶40可以很好的填充间隙，也就是说，导热胶40可以使得导热胶40和散热系统10之间的间隙，以及导热胶40和热源20之间的间隙更小，或者为零间隙，从而使得热源20、导热胶40、散热系统10三者之间的热量传递过程更容易进行，从而确保可以获得较好的散热效果。需说明的是，所述导热胶40的导热系数大于空气的导热系数。

可选的，所述导热胶40可以为液态胶，所谓的液态胶是指导热胶40刚涂覆于热源20或散热系统10的表面时呈液态，经过一定时间后固化呈固态。可以理解的是，由于液态胶在涂覆之初为液态，因此具有流动性，具有流动性的导热胶40则可以很好的填充导热胶40和散热系统10之间的间隙，以及导热胶40和热源20之间的间隙，从而避免出现空气。

可选的，所述导热胶40可以为具有一定的弹性的胶带(比如双面胶)。由于导热胶40具有可压缩性，在粘接之初，可以通过散热系统10和热源20向导热胶40施加一定的压力(比如通过按压散热系统10来施加该压力)，导热胶40从而可以通过弹性作用来填充导热胶40和散热系统10之间的间隙，以及导热胶40和热源20之间的间隙。

下面结合附图详细介绍上述实施例提供的电子设备1中的散热系统10。

请参照图4和图5，本申请提供一种散热系统10。所述散热系统10包括蒸发装置110，所述蒸发装置110包括依次层叠设置的透气层111、蒸发层112及隔液层113，且透气层111、蒸发层112及隔液层113依次连接。所述蒸发装置110具有流道A，所述流道A至少由所述蒸发层112构成。所述流道A用于收容液体，所述液体可以但不仅限于为水。所述隔液层113用于连接热源20，以使得所述热源20的热量传递至所述流道A内的液体，且使得液体蒸发吸热来降低所述热源20的温度。所述透气层111用于透过气体且阻隔液体通过。其中，所述透气层111的材料可以但不仅限于为聚四氟乙烯。所述蒸发层112的材料可以但不仅限于为金属、塑料等，对蒸发层112材料的要求是不与流道A中的液体发生化学反应。

可以理解的是，蒸发是在液体表面发生的汽化现象，在任何温度下都能发生，且随温度升高，蒸发速度越快，带走的热量更多。因此，来自热源20的热量可以促使液体受热蒸发形成气体，气体携带热量穿过透气层111，从而实现将热量带出蒸发装置110，而未蒸发的液体被透气层111阻隔在流道A内，从而避免了液体流失。在图4中，箭头所指方向为液体蒸发形成的气体的逸出方向。

所述隔液层113还用于将液体和热源20进行隔离，以防止液体或者蒸发形成的气体接触到热源20，从而避免液体对热源20造成腐蚀或引起短路。所述隔液层113的材料可以为铝塑膜，也可以是防水复合PET膜，或者金属薄板等。

相关技术中，一般采用循环式水冷方案对电子设备1内的热源20进行散热，使用该方案的散热系统10通常包括散热装置和冷却装置。散热装置和冷却装置通过管道125连通，且散热装置连接于热源20，而作为冷却液的液体则在整个散热系统10内循环流动。液体在流经散热装置的过程中，液体将热源20中的热量带走，而液体自身的温度上升。升温后的液体再流经冷却装置，冷却装置会带走液体的热量，以使得液体的温度下降，降温后的液体再流入到散热装置中对热源20散热，如此循环。由上述过程可知，循环式水冷方案中需要使用冷却装置将温度较高的液体转变为温度较低的液体，冷却装置需要消耗大量电能，并且，热源20的温度越高，冷却装置消耗的电能就越多。同时，液体在长期的循环使用过程中可能会变质，变质后的液体将导致散热效果将下降。

在本申请中，利用了液体的蒸发作用对电子设备1的热源20进行散热，因此可以设计为：将蒸发过程中形成的气体直接排出到电子设备1外，也就是说，蒸发形成的气体作为载体将热量带到外界环境中。由于热量进入到外界环境，因此可以摒除相关技术中的冷却液体的过程，从而可以节约大量电能，同时，也可以不需要搭建相关技术中的液体循环过程，从而可以避免液体变质的问题。进一步的，由于液体的蒸发过程会随温度的升高而加快，从而可以带走更多的热量，散热效果也就越好，也就是说，相比于其他散热措施，蒸发散热具有温度越高，散热能力越强的特点。

可选的，在透气层111指向隔液层113的方向上，流道A的尺寸为0.1mm～2mm，该尺寸可以使得液体在流道A中形成极薄的液膜。由于本申请是利用液体的蒸发进行散热，而蒸发仅发生在液体表面(液体上邻近或连接于透气层111的表面)，同时，热量是由隔液层113传递至液体中，因此，液体厚度将影响液体的蒸发散热效果，换而言之，液体的厚度越大，液体的热阻越大，散热效果越差，不利于热源20降温。在实施例中，极薄的液膜则意味着热阻小，从而更有利于蒸发的进行，进而可以提高散热效果。

请参照图6，所述透气层111包括层叠设置的透气膜1111和强化膜1112。其中，所述透气膜1111用于透气且阻隔液体通过。所述强化膜1112的强度大于所述透气膜1111的强度。具体的，由于透气膜1111自身极其脆弱，在外力拉扯、剐蹭作用下很容易发生破损。若透气膜1111破损，其阻隔液体通过的功能则失效，而流道A内的液体则会泄露到蒸发装置110之外，若蒸发装置110设置在电子设备1的内部，泄露出来的液体则很可能造成电子设备1短路等问题。因此，在本实施例中，强化膜1112的作用在于保护透气膜1111，透气层111的整体强度增加而不易被损坏。所述强化膜1112可以但不仅限于为无纺布等透气、坚韧的纤维材料。所述透气膜1111和强化膜1112可以但不仅限于通过高温压合方式形成一体。

需说明的是，透气层111与蒸发层112的连接形式可以为：透气膜1111连接于蒸发层112，强化膜1112与蒸发层112间隔设置，或者，透气膜1111与蒸发层112间隔设置，强化膜1112连接于蒸发层112。

请参照图4，所述散热系统10还包括供液装置120。所述供液装置120包括箱体121及液泵122。所述箱体121连通所述液泵122且用于存储液体。所述液泵122连通所述流道A且用于将所述箱体121内的液体输送到所述流道A内。也就是说，箱体121的出口连通液泵122的入口，液泵122的出口连通蒸发装置110，液泵122可以将箱体121中的液体泵入到蒸发装置110中。

需说明的是，在本申请中，蒸发装置110中的液体的消耗途径仅有蒸发，而不会外流。当蒸发装置110内的液体需要补充时，则通过液泵122将箱体121内储存的液体泵入到蒸发装置110中。当箱体121中的液体不足时，则通过箱体121的入口往箱体121中注入液体。

请参照图4，所述供液装置120还可以包括过滤器124，所述过滤器124连通箱体121的入口，往箱体121中注入的液体需要经过过滤器124，该过滤器124可以对流经的液体进行过滤作用，从而确保液体洁净以避免液泵122、流道A等被堵塞。

请参照图4，所述供液装置120还可以包括透气阀123。所述透气阀123连接于所述箱体121且用于平衡所述箱体121和外界环境的气压。可以理解的是，在液泵122将箱体121内的液体泵入到蒸发装置110的过程中，箱体121内的气压会逐渐减小而变成负压，使得液泵122入口端的压力更大，而出口端的压力更小，因此液泵122越来越难以往蒸发装置110中泵入液体。而增加上述透气阀123后，透气阀123可以使得箱体121的内部与外界环境连通，从而使得箱体121内的气压不会变为负压。

需说明的是，在整个散热系统10中，可以通过管道125来建立过滤器124、透气阀123、箱体121、液泵122、蒸发装置110之间的连通关系，在其他实施方式中也可以直连而不需要管道125来连通，或者部分部件之间通过管道125连接而另一部分部件之间直连。

请参照图4，所述散热系统10还包括控制装置130，所述控制装置130包括电连接的功能传感器133和控制器132。所述功能传感器133连接于所述蒸发装置110且用于产生状态信号。所述控制器132用于根据所述状态信号判断是否控制所述液泵122往所述流道A内注入液体。

可以理解的是，由于蒸发装置110通过蒸发吸热来降低热源20的温度，在经过一定时间的蒸发作用后，流道A中的液体将减少，从而需要补充液体，以避免散热效果下降。在本实施方式中，可以通过功能传感器133和控制器132的配合来判断流道A中的液体是否充足，进而确定是否需要向流道A中补充液体，该设置形式可以使得蒸发装置110的补液操作更加智能化，而不需要人为判断。

在一种实施方式中，所述功能传感器133为液位传感器，所述液位传感器用于获取所述流道A内液体的液面高度并产生关于液面高度的状态信号。所述控制器132用于根据所述状态信号判断所述液面高度是否到达预设液位。若液面高度低于预设液位则产生控制信号。所述控制信号用于控制所述液泵122往所述流道A内注入液体。也就是说，当控制器132判断出液面高度低于预设液位时，控制器132则控制液泵122将箱体121中的液体泵入蒸发装置110中的流道A。所述液位传感器可以至少部分容置于流道A内，也可以嵌设于透气层111中等。

在另一种实施方式中，所述功能传感器133为温度传感器，所述温度传感器用于获取所述热源20的温度并产生关于所述热源20的温度的状态信号。所述控制器132用于根据所述状态信号判断所述热源20的温度是否上升。若所述热源20的温度上升则产生控制信号。所述控制信号用于控制所述液泵122往所述流道A内注入液体。也就是说，当控制器132判断出热源20的温度上升时，控制器132则控制液泵122将箱体121中的液体泵入蒸发装置110中的流道A。

进一步的，控制器132判断所述热源20的温度是否上升，可以通过温差和温度变化阈值的大小比较来实现。其中，所述温差为预设时间段内热源20的温度差值。所述温度变化阈值可以是人为设定的一个温度值。当所述温差大于所述温度变化阈值时，则视为热源20的温度上升。其中，所述间隔时间段可以但不仅限于为1秒、3秒、4秒、5秒、10秒、15秒、20秒、30秒、55秒、60秒等。所述温度变化阈值可以但不仅限于0℃、0.5℃、0.6℃、0.9℃、1℃、10℃、15℃、17℃、20℃、25℃等。当然，所述热源20的温度是否上升的判断也可以存在其他实施方式，例如，当上述温差大于0℃即视为热源20的温度上升，该判定方式可以不需要设置温度变化阈值。

进一步的，所述温度传感器的数量可以为1个、2个、4个、5个、6个、8个、9个等。当数量为多个(大于或等于2个)时，多个温度传感器间隔设置，且均布设置或者对称设置。可以理解的是，多个温度传感器在同一时刻获取的热源20的温度可能不相同，因此，可以通过所获取到的多个温度的平均值来作为当前热源20的温度，当然，在其他实施方式中，也可以是将所获取到的多个温度中的最大值、或最小值、或中间值作为当前热源20的温度。

需说明的是，所述温度传感器可以设置于导热胶40背离透气层111的一侧，从而可以使得温度传感器直接接触热源20，以获得更准确的热源20温度。所述温度传感器也可以设置在隔液层113和导热胶40之间，从而更有利于保护温度传感器。所述温度传感器也可以嵌设于隔液层113中。当然，还存在其他的设置形式，在此不一一说明。

进一步的，所述流道A的容积为预设容积，所述控制器132用于控制液泵122往所述流道A内注入的液体体积为预设容积的一半。下面以功能传感器133为温度传感器进行示例性说明。

电子设备1开始运行。电子设备1在运行过程中热源20发热，热源20的温度逐渐上升。当温度传感器检测到热源20的温度上升到临界温度(比如100℃)后，控制器132则控制液泵122往流道A中注入液体(第一次注入)，且液体注入量为预设容积。其中，临界温度为热源20的温度阈值，若热源20在临界温度及以上温度持续工作，将有损热源20的寿命。当热源20的温度到达临界温度时，则视为流道A内的没有液体或者液体量极少。

流道A第一次注入液体后，流道A中的液体可以容纳部分热量，液体蒸发吸热又将带走部分热量，因此，热源20的温度将下降(比如由100℃下降到60℃)。同时，液体由于蒸发也在不断减少，当液体减少到一定程度后，液体可能因为张力而聚集为若干液滴，导致液体的总表面积减小，从而使得蒸发作用减小，进而致使热源20温度上升(比如由60℃上升到80℃)。

当温度传感器检测到热源20的温度上升后，控制器132则控制液泵122往流道A中注入液体(第二次注入)，由于流道A中还残余有部分液体，因此，液体注入量为预设容积的一半。可以理解的是，由于流道A内残余液体的体积不确定，因此液体的注入量不能为预设容积，否则液体可能会撑破蒸发装置110。而将注入的液体量为预设容积的一半，既不会撑破蒸发装置110，又能确保散热效果。

流道A第二次注入液体后，热源20的温度将下降(比如由80℃下降到60℃)。当液体蒸发一段时间后，热源20的温度又将上升(比如由60℃上升到80℃)，然后则重复第二次注入过程，即每当检测到热源20的温度上升时，都向流道A内注入预设容积的一半的液体量。

下面介绍蒸发装置110中流道A的几种可行的设计方式。

请参照图7，在一种实施方式中，所述流道A贯穿所述蒸发层112的相对两侧。所述流道A由所述透气层111、所述蒸发层112及所述隔液层113共同围设而成。也就是说，所述蒸发层112具有通孔A1，所述通孔A1贯穿所述蒸发层112，且贯穿方向为隔液层113指向蒸发层112的方向。通孔A1构成部分流道A。透气层111、蒸发层112及隔液层113依次层叠连接从而共同构成流道A。可以理解的是，由于流道A贯穿蒸发层112，因此流道A内的液体可以直接接触到隔液层113，从而使得热源20的热量更容易传递到液体中，进而提高散热效果。在本实施方式的结构中，蒸发层112的材料可以与透气层111、隔液层113的材料相同。

请参照图8，在另一种实施方式中，所述蒸发层112具有凹槽A2，所述凹槽A2构成部分流道A。所述流道A由所述透气层111、所述蒸发层112共同围设而成。也就是说，所述凹槽A2的开口朝向透气层111，或者说，凹槽A2在蒸发层112上的凹陷方向为透气层111指向隔液层113的方向。可以理解的是，由于流道A未贯穿蒸发层112，因此蒸发层112具有更高的强度，从而使得蒸发层112不易破损，确保散热系统10具有持续良好的散热效果。在本实施方式的结构中，蒸发层112的材料可以与透气层111、隔液层113的材料相同。

请参照图9，在又一种实施方式中，所述蒸发层112具有凹槽A2，所述凹槽A2构成部分流道A。所述流道A由所述蒸发层112、所述隔液层113共同围设而成。也就是说，所述凹槽A2的开口朝向隔液层113，或者说，凹槽A2在蒸发层112上的凹陷方向为隔液层113指向透气层111的方向。在本实施方式的结构中，蒸发层112的材料与透气层111的材料相同。

需说明的是，请参照图10，所述液泵122可以设置于流道A外，当设置于流道A外时，液泵122的出口通过管道125连通流道A。请参照图11，所述液泵122也可以至少部分设置于流道A内，当设置于流道A内时，液泵122的出口直接连接于流道A，即液泵122的出口与流道A不通过管道125连接。

还需说明的是，所述流道A呈连续的弯曲状或者弯折状，从而增加流道A的总长度，使得位于流道A内的液体具有较大的表面积，进而可以提升散热效果。所述流道A的总体形状可以大致呈矩形(如图10和图11所示)、圆形(如图12所示)、三角形等，在此不一一例举说明。

进一步的，请参照图13，所述散热系统10还可以包括集气装置140。所述集气装置140连接于蒸发装置110。所述集气装置140用于收集来自蒸发装置110中由液体蒸发而成的气体，且集气装置140还用于冷却所述气体，以使得所述气体变为液体。在图13中，直线箭头所指方向为散热系统10中液体蒸发形成的气体的逸出方向。

所述集气装置140可以包括集气罩141、连接管142、蓄液器143。其中，集气罩141连接蒸发装置110。集气罩141具有集气腔B，所述集气腔B用于收集来自蒸发装置110中由液体蒸发而成的气体。所述连接管142用于将集气罩141和蓄液器143连通。集气罩141、连接管142、蓄液器143可以但不仅限于可以为金属，均可以用于冷凝集气罩141收集到的气体，以使得气体转变为液体。所述蓄液器143则用于收集由气体转变而成的液体。可以理解的是，蓄液器143收集到的液体可以倒入上述箱体121中，从而实现液体的重复使用，避免造成液体的浪费。

所述散热系统10还可以包括循环装置150，所述循环装置150包括循环泵151和循环管152。所述循环泵151的入口通过循环管152连通所述蓄液器143。所述循环泵151的出口通过所述出口连通箱体121。所述控制器132可以连接于所述循环泵151，且可以控制循环泵151将蓄液器143内的液体泵入到箱体121中。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。