Интегрированная испарительная камера для управления тепловым режимом вычислительных устройств
Испарительная камера может быть интегрированной с одним или несколькими компонентами вычислительного устройства, чтобы обеспечить управление тепловым режимом. Испарительная камера может включать в себя верхний и нижний участки, образующие испарительную камеру, и кольцевое пространство между верхним и нижним участками, которое включает в себя текучую среду. Испарительная камера может быть выполнена с возможностью поглощать тепло от источника тепла вычислительного устройства. В результате однородный теплообмен может дать возможность внешним поверхностям вычислительного устройства достигать, по существу, изотермических состояний внешних поверхностей, что может максимизировать рассеивание мощности вычислительного устройства для данной температуры окружающей среды, гарантируя, что температура вычислительного устройства останется на безопасном уровне или ниже во время использования. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 8 ил.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0001] Это описание изобретения дано для того, чтобы в упрощенной форме представить выбор концепций, которые далее описаны в подробном описании. Это описание сущности изобретения не предназначено для непосредственного выявления ключевых признаков или основных признаков заявленного предмета, а также не предназначено для использования в качестве помощи в определении объема заявленного предмета.
[0002] Согласно некоторым вариантам осуществления, описаны способы для обеспечения управление тепловым режимом вычислительного устройства. Примерный способ может включать в себя интеграцию заполненной текучей средой испарительной камеры в один или несколько компонентов вычислительного устройства, где испарительная камера включает в себя верхний участок, нижний участок, и кольцевое пространство между верхним и нижним участками, которое содержит текучую среду.
[0003] Эти и другие признаки и преимущества станут очевидны из прочтения нижеследующего подробного описания и обзора прилагаемых чертежей. Следует понимать, что как предшествующее общее описание, так и последующее подробное описание являются пояснительными и не ограничивают аспекты, как заявлено.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0004] Фиг. 1 показывает пример поперечного разреза испарительной камеры, которая может быть интегрирована с одним или несколькими компонентами вычислительного устройства, для обеспечения управления тепловым режимом;
[0005] Фиг. 2 включает в себя пример тепловой диаграммы, показывающей теплообмен в вычислительном устройстве, интегрированном с испарительной камерой;
[0006] Фиг. 3 показывает пример испарительной камеры, интегрированной с модулем дисплея с сенсорным экраном (TDM) вычислительного устройства;
[0007] Фиг. 4 показывает пример карт температур для испарительной камеры, интегрированной с TDM вычислительного устройства;
[0008] Фиг. 5 показывает пример испарительной камеры, интегрированной с задней крышкой вычислительного устройства;
[0009] Фиг. 6 показывает пример карт температур для испарительной камеры, интегрированной с задней крышкой вычислительного устройства;
[0010] Фиг. 7 является сетевым окружением, в котором система в соответствии с вариантами осуществления может быть реализована; и
[0011] Фиг. 8 показывает логическую блок-схему процесса для обеспечения управления тепловым режимом вычислительного устройства, согласно вариантам осуществления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0012] Мобильное вычислительное устройство, такое как сотовый телефон, планшет, переносной компьютер, носимое устройство, или игровое устройство, может быть часто взято в руки и тронуто одним или несколькими пользователями этого устройства. Соответственно, это устройство может быть сконструировано так, чтобы оставаться на безопасном температурном пределе или ниже во время использования. Если устройство превышает безопасный температурный предел, производительность устройства может быть снижена или устройство может быть выключено, предотвращая дальнейшее использование.
[0013] В стандартных вычислительных устройствах, устройства пассивно охлаждаются до средней температуры при помощи передачи тепла посредством естественных сил, таких как конвекция, теплопроводность, и излучение к одной или нескольким внешним поверхностям устройства. В некоторых устройствах, конвекция может быть как естественной, так и принудительной, при помощи вентилятора или воздуходувки, к примеру, чтобы расширить область поверхности теплообмена. Тем не менее, теплообмен в результате этих технологий, не может быть равномерным по всему устройству, являясь причиной перепада температур, развивающегося на внешних поверхностях устройства. Перепад температур может мешать устройству максимально рассеивать энергию, оставляя это устройство уязвимым к снижению производительности и/или отключениям.
[0014] Варианты осуществления направлены на испарительную камеру, интегрированную с одним или несколькими компонентами вычислительного устройства, для обеспечения управления тепловым режимом. Эти один или несколько компонентов могут включать в себя модуль дисплея с сенсорным (воспринимающим касание) экраном (TDM) или заднюю крышку, к примеру. Испарительная камера может включать в себя верхний и нижний участки, образующие испарительную камеру, и кольцевое пространство между верхним и нижним участками, которое содержит в себе текучую среду. Испарительная камера может быть выполнена с возможностью поглощать тепло от вычислительного устройства, и позволять равномерный теплообмен с одним или несколькими внешними поверхностями вычислительного устройства. Равномерный теплообмен может позволить внешним поверхностям вычислительного устройства достигать, по существу, изотермических состояний внешней поверхности, что может максимизировать рассеивание мощности вычислительного устройства для заданной температуры окружающей среды.
[0015] К примеру, текучая среда может испаряться в ответ на повышение температуры, вызванное поглощенным теплом, что может оптимизировать динамическую вязкость и теплопроводность текучей среды. Оптимизация таких транспортных свойств может обеспечить равномерную теплопередачу к одной или нескольким наружным поверхностям устройства.
[0016] В нижеследующем подробном описании, сделаны ссылки на прилагаемые чертежи, которые образуют часть данного описания, и в которых показаны в качестве иллюстрации конкретные варианты осуществления или примеры. Эти аспекты могут быть объединены, могут быть использованы другие аспекты, и структурные изменения могут быть сделаны, не покидая сущность или объем настоящего изобретения. Нижеследующее подробное описание, следовательно, не следует понимать в ограничительном смысле, а объем настоящего изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения, и ее эквивалентами. [0017] Фиг. 1 показывает пример поперечного сечения испарительной камеры, которая может быть интегрирована с одним или несколькими компонентами вычислительного устройства для обеспечения управления тепловым режимом.
[0018] В диаграмме 100, пример испарительной камеры может включать в себя верхний участок 102, нижний участок 104, и кольцевое пространство 106 между верхним и нижним участками. Кольцевое пространство 106 может включать в себя жидкость, которая может быть представлена в одной или нескольких фазах, в зависимости от температуры окружающей среды. Вид этой жидкости может быть зависящим от материала испарительной камеры. К примеру, если испарительная камера состоит из алюминия, жидкость может быть ацетоном. В некоторых примерах, испарительная камера может быть интегрированной с одним или несколькими компонентами мобильного вычислительного устройства, такого как смартфон, планшет, переносной компьютер, и игровое устройство. В некоторых примерах, испарительная камера может быть интегрирована так, чтобы она охватывала, по меньшей мере, одно измерение компонентов вычислительного устройства. В других вариантах осуществления, испарительная камера может быть меньше, чем размеры вычислительного устройства. В одном варианте осуществления, испарительная камера может быть интегрирована с модулем дисплея с сенсорным экраном (TDM) вычислительного устройства. В другом варианте осуществления, испарительная камера может быть интегрирована с задней крышкой вычислительного устройства.
[0019] Испарительная камера может поглощать тепло от источника 112 тепла вычислительного устройства, такого как печатная монтажная плата, заставляя жидкость в кольцевом пространстве 106 изменять фазы. К примеру, текучая среда может быть жидкостью, содержащейся в одном или нескольких слоях 110 жидкости кольцевого пространства 106. В ответ на поглощенное тепло, температура испарительной камеры может повыситься, и часть текучей среды может испариться, заставляя текучую среду превратиться в пар, содержащийся в слое 108 пара кольцевого пространства 106. Как показано, слой 108 пара может быть окружен слоями 110 жидкости. После того как тепло было передано из испарительной камеры к одной или нескольким внешним поверхностям вычислительного устройства, и в связи с этим температура испарительной камеры понизилась, часть текучей среды в газообразной фазе может конденсироваться, заставляя текучую среду снова стать жидкостью. Испарительная камера может использовать эти фазовые изменения текучей среды для оптимизации транспортных свойств, обеспечивая равномерный теплообмен с внешними поверхностями вычислительного устройства.
[0020] Транспортные свойства, оптимизированные, чтобы обеспечить равномерный теплообмен, могут включать в себя динамическую вязкость и теплопроводность текучей среды, к примеру. Динамическая вязкость является мерой сопротивления текучей среды к деформации под напряжением сдвига. Динамические вязкости жидкостей могут быть, как правило, на несколько порядков выше, чем динамические вязкости газов или паров. В связи с этим, когда текучая среда испаряется из жидкости в пар в ответ на повышенную температуру, вязкость текучей среды снижается, вызывая меньшее сопротивление, а значит и более оптимальную транспортировку. Теплопроводность является свойством текучей среды проводить тепло, которая может быть изменена в ответ на фазовое изменение текучей среды. К примеру, когда текучая среда испаряется из жидкости в пар, теплопроводность снижается. Передача тепла может происходить с повышенной скоростью через текучие среды с более высокой теплопроводностью, чем через текучие среды с более низкой теплопроводностью, позволяя, таким образом, более равномерную передачу тепла при изменениях фаз текучей среды от жидкости к пару. В некоторых примерах, изменение поверхностного натяжения текучей среды в ответ на изменение фазы, может также способствовать поддержке равномерного теплообмена. Поверхностное натяжение является температурно-зависимой тенденцией поверхности жидкости к сокращению, которая позволяет жидкости сопротивляться внешней силе. К примеру, поверхностное натяжение заставляет молекулы текучей среды быть более притягивающимися друг к другу, чем к внешней силе, что приводит к минимизации площади поверхности текучей среды. При повышении температуры, молекулы становятся более энергичными и менее притягиваются друг к другу и, таким образом, поверхностное натяжение может уменьшаться. Снижение поверхностного натяжения в сочетании с повышением температуры, может привести к увеличению скорости испарения, что в свою очередь может физически увеличить скорость равномерного теплообмена.
[0021] В некоторых вариантах осуществления, скорость равномерного теплообмена может быть механически изменена. В одном примере, скорость теплообмена может быть увеличена путем нагнетания воздуха над внешними поверхностями вычислительного устройства, используя вентилятор или воздуходувку. В другом примере, скорость теплообмена быть увеличена путем расположения радиатора на одной или нескольких внешних поверхностях вычислительного устройства, где этот радиатор может быть выполнен с возможностью рассеивать тепло от внешних поверхностей вычислительного устройства в окружающую среду.
[0022] Равномерный теплообмен может позволить внешним поверхностям вычислительного устройства достигать, по существу, изотермических состояний внешней поверхности, что может максимизировать рассеивание мощности вычислительного устройства для заданной температуры окружающей среды. Максимизированное рассеивание мощности может обеспечить, что вычислительное устройство будет находиться в безопасных температурных пределах или ниже во время работы, предотвращая снижение производительности или отключение вычислительного устройства.
[0023] Пример испарительной камеры на Фиг. 1 был описан с конкретными компонентами, конфигурацией компонентов и задачами компонентов. Варианты осуществления не ограничиваются испарительной камерой согласно этому примеру. Интегрированная испарительная камера, выполненная с возможностью обеспечивать управление тепловым режимом вычислительного устройства, может быть реализована в конфигурациях, применяющих меньшее число или дополнительные компоненты, и выполняющих другие задачи. Более того, интегрированная испарительная камера, выполненная с возможностью обеспечивать управление тепловым режимом вычислительного устройства, может быть реализована схожим способом, используя принципы, описанные в настоящем документе.
[0024] Фиг. 2 включает в себя пример тепловой диаграммы, показывающей теплообмен в вычислительном устройстве, интегрированном с испарительной камерой.
[0025] В диаграмме 200, первая конфигурация 202 показывает распространение тепла от источника тепла в вычислительном устройстве до поглощения тепла испарительной камерой, интегрированной с одним или несколькими компонентами вычислительного устройства. Тепло может быть на короткое время изолировано в участке 204 устройства, близком к источнику тепла, вызывая развитие перепада температур на наружных поверхностях устройства. К примеру, внешние поверхности, близкие к участку 204 устройства, близкого к источнику тепла, могут быть с существенно более высокой температурой, чем внешние поверхности других участков устройства. Первая конфигурация 202 может также быть показательной для полных теплопередающих возможностях стандартных вычислительных устройств, в которых теплообмен является неравномерным во всем устройстве, вызывая развитие перепада температур на внешних поверхностях стандартных вычислительных устройств. Эти перепады температур могут снижать производительность устройства и/или вызывать отключение устройства.
[0026] Интегрированная испарительная камера может быть выполнена с возможностью поглощать тепло, так, чтобы тепло передавалось равномерно, рассеивая нежелательные перепады температур, как показано во второй конфигурации 206. Испарительная камера может включать в себя текучую среду, которая может изменять фазы в ответ на поглощенное тепло. К примеру, текучая среда может первоначально быть жидкостью. В ответ на поглощенное тепло, температура испарительной камеры может быть повышена, и часть текучей среды может испариться, вызывая превращение текучей среды в пар. После того как тепло было передано из испарительной камеры к внешним поверхностям вычислительного устройства, температура испарительной камеры может понизиться, и часть текучей среды в газообразной может конденсироваться, вызывая переход текучей среды обратно в жидкость. Равномерный теплообмен может позволить внешним поверхностям вычислительного устройства достигать, по существу, изотермических состояний внешней поверхности, что может максимизировать рассеивание мощности вычислительного устройства для заданной температуры окружающей среды.
[0027] Фиг. 3 показывает пример испарительной камеры, интегрированной с модулем дисплея с сенсорным экраном (TDM) вычислительного устройства.
[0028] В диаграмме 300, пример вычислительного устройства, такого как планшет, смартфон, или умные часы, может включать в себя дисплей 302 с сенсорным экраном, TDM 304, испарительную камеру 306, источник 308 тепла (к примеру, печатную монтажную плату), и заднюю крышку 310, среди других компонентов. Дисплей 302 с сенсорным экраном может быть пользовательским интерфейсом, к примеру, который позволяет пользователю взаимодействовать с этим вычислительным устройством посредством простых или мультисенсорных жестов, при помощи касания экрана специальным стилусом или пером и/или одним или несколькими пальцами. В других примерах, традиционные способы ввода, такие как ввод с клавиатуры, манипулятора типа "мышь" и/или сенсорной панели, также могут быть использованы для взаимодействия с вычислительным устройством. TDM 304 может обеспечивать функциональные возможности для дисплея 302 с сенсорным экраном и может включать в себя кусок металла, такого как алюминий, охватывающий заднюю сторону TDM 304, который может заменить верхний участок испарительной камеры 306. Испарительная камера 306 может включать в себя верхний участок и нижний участок, которые образуют испарительную камеру 306, где верхний и нижний участки могут быть состоящими из алюминия, к примеру. Верхний участок испарительной камеры 306 может быть связан с TDM 304, а нижний участок испарительной камеры 306 может быть связан с источником 308 тепла. Испарительная камера 306 может также включать в себя кольцевое пространство между верхним и нижним участками, которое включает в себя текучую среду, такую как ацетон или вода. Задняя крышка 310 может быть выполнена с возможностью конструктивно содержать вычислительные компоненты в вычислительном устройстве.
[0029] Испарительная камера 306 может быть выполнена с возможностью поглощать тепло от источника 308 тепла, заставляя текучую среду в кольцевом пространстве испарительной камеры 306 изменять фазы. К примеру, текучая среда может первоначально быть жидкостью. В ответ на поглощенное тепло, температура испарительной камеры 306 может повыситься, и часть текучей среды может испариться, вызывая превращение текучей среды в пар. После того как тепло было передано из испарительной камеры 306, температура испарительной камеры 306 может понизиться, и часть текучей среды в газообразной может конденсироваться, вызывая переход текучей среды обратно в жидкость.
[0030] При интеграции с TDM 304, испарительная камера 306 может быть дополнительно выполнена с возможностью поддерживать максимальную теплостойкость по оси Z (глубине) в связи с местоположением TDM 304. К примеру, TDM 304 может быть расположен в средней секции вычислительного устройства близко к месту, в котором производится большая часть тепла, позволяя теплообмену быть еще более эффективным и равномерным.
[0031] Равномерный теплообмен может позволить внешним поверхностям вычислительного устройства достигать, по существу, изотермических состояний внешней поверхности, что может максимизировать рассеивание мощности вычислительного устройства для заданной температуры окружающей среды. Максимизированное рассеивание мощности может обеспечить, что вычислительное устройство будет находиться в безопасных температурных пределах или ниже во время работы, предотвращая снижение производительности или отключение вычислительного устройства. Равномерный теплообмен может быть с успехом применен в носимых устройствах, поскольку носимый характер подобных устройств означает, что это устройство, по существу, постоянно контактирует с пользователем, и должно поддерживаться на безопасной температуре во время работы.
[0032] Фиг. 4 показывает пример карты температур для испарительной камеры, интегрированной с TDM вычислительного устройства.
[0033] В диаграмме 400, первая карта 402 температур показывает вид со стороны экрана вычислительного устройства с испарительной камерой, интегрированной с TDM, а вторая карта 404 температур показывает вид со стороны задней крышки того же вычислительного устройства. TDM может обеспечивать функциональные возможности для дисплея с сенсорным экраном вычислительного устройства, и может включать в себя кусок металла, охватывающий заднюю сторону TDM, который может заменить верхний участок испарительной камеры. Испарительная камера может включать в себя верхний участок и нижний участок, которые образуют испарительную камеру, где верхний участок испарительной камеры может быть связан с TDM, нижний участок испарительной камеры может быть связан с источником тепла вычислительного устройства. Испарительная камера может также включать в себя кольцевое пространство между верхним и нижним участками, которое включает в себя текучую среду.
[0034] TDM, и, следовательно, интегрированная испарительная камера, которые могут быть расположены в средней секции вычислительного устройства, близко к месту, в котором производится большая часть тепла, показаны расположенной в центре областью высокой температуры на первой карте 402 температур. В связи с местоположением, испарительная камера может быть выполнена с возможностью поддерживать максимальную теплостойкость по оси Z, обеспечивая еще более эффективный и равномерный теплообмен, после того как тепло было первоначально поглощено.
[0035] После того как тепло от источника тепла было поглощено испарительной камерой, текучая среда в кольцевом пространстве испарительной камеры может изменить фазу с жидкой в газообразную, к примеру, в связи с повышением температуры в испарительной камере. Равномерный теплообмен может позволить внешним поверхностям вычислительного устройства достигать, по существу, изотермических состояний внешней поверхности, что может максимизировать рассеивание мощности вычислительного устройства для заданной температуры окружающей среды. Максимизированное рассеивание мощности может обеспечить, что вычислительное устройство будет находиться в безопасных температурных пределах или ниже во время работы, предотвращая снижение производительности или отключение вычислительного устройства.
[0036] Фиг. 5 показывает пример испарительной камеры, интегрированной с задней крышкой вычислительного устройства;
[0037] В диаграмме 500, примерное вычислительное устройство, такое как планшет, может включать в себя дисплей 502 с сенсорным экраном, TDM 504, испарительную камеру 506, источник 508 тепла (к примеру, печатную монтажную плату), и заднюю крышку 510, среди прочих компонентов. Дисплей 502 с сенсорным экраном может быть пользовательским интерфейсом, к примеру, который позволяет пользователю взаимодействовать с этим вычислительным устройством посредством простых или мультисенсорных жестов, при помощи касания экрана специальным стилусом или пером и/или одним или несколькими пальцами. В других примерах, традиционные способы ввода, такие как ввод с клавиатуры, манипулятора типа "мышь" и/или сенсорной панели, также могут быть использованы для взаимодействия с вычислительным устройством. TDM 504 может обеспечивать функциональные возможности для дисплея 502 с сенсорным экраном. Задняя крышка 510 может быть выполнена с возможностью конструктивно содержать вычислительные компоненты в вычислительном устройстве, где внешняя поверхность задней крышки 510 может быть, по меньшей мере, одной внешней поверхностью вычислительного устройства. Испарительная камера 506 может включать в себя верхний участок и нижний участок, которые связаны посредством диффузии, чтобы образовать испарительную камеру 506. Верхний участок испарительной камеры 506 может быть металлом, таким как алюминий, связанным с источником 508 тепла, а нижний участок испарительной камеры 506 может быть участком задней крышки 510. Испарительная камера 506 может также включать в себя кольцевое пространство между верхним и нижним участками, из которого откачан воздух и которое наполнено текучей средой после образования испарительной камеры 506.
[0038] Испарительная камера 506 может быть выполнена с возможностью поглощать тепло из источника 508 тепла, заставляя текучую среду в кольцевом пространстве испарительной камеры 506 изменять фазовое состояние. К примеру, текучая среда может изначально быть жидкостью. В ответ на поглощенное тепло, температура испарительной камеры 506 может повыситься, и часть текучей среды может испариться, заставляя текучую среду превратиться в пар. После того как тепло было передано из испарительной камеры 506 к внешним поверхностям вычислительного устройства, температура испарительной камеры 506 может понизиться, и часть текучей среды в газообразной может конденсироваться, вызывая переход текучей среды обратно в жидкость.
[0039] В некоторых вариантах осуществления, скорость равномерного теплообмена может быть механически изменена, поскольку нижний участок испарительной камеры является, по меньшей мере, одной из внешних поверхностей вычислительного устройства, обеспечивая механическую связь между испарительной камерой и внешней средой. К примеру, скорость теплообмена может быть увеличена путем нагнетания воздуха над внешними поверхностями вычислительного устройства, используя вентилятор или воздуходувку. В другом примере, скорость теплообмена быть увеличена путем расположения радиатора на одной или нескольких внешних поверхностях вычислительного устройства, где этот радиатор может быть выполнен с возможностью рассеивать тепло от внешних поверхностей вычислительного устройства в окружающую среду.
[0040] Равномерный теплообмен может позволить внешним поверхностям вычислительного устройства достигать, по существу, изотермических состояний внешней поверхности, что может максимизировать рассеивание мощности вычислительного устройства для заданной температуры окружающей среды. Если скорость однородного теплообмена изменена, как описано в примерных вариантах осуществления выше, рассеивание мощности может быть дополнительно максимизировано на степень 2, к примеру. Максимизированное рассеивание мощности может обеспечить, что вычислительное устройство будет находиться в безопасных температурных пределах или ниже во время работы, предотвращая снижение производительности или отключение вычислительного устройства.
[0041] Фиг. 6 показывает пример карты температур для испарительной камеры, интегрированной с задней крышкой вычислительного устройства.
[0042] В диаграмме 600, карта 602 температур показывает вид на заднюю крышку вычислительного устройства, где задняя крышка является интегрированной с испарительной камерой. Задняя крышка может быть выполнена с возможностью конструктивно содержать вычислительные компоненты в вычислительном устройстве, а внешняя поверхность задней крышки может быть, по меньшей мере, одной внешней поверхностью вычислительного устройства. Испарительная камера может включать в себя верхний участок и нижний участок, которые связаны посредством диффузии, чтобы образовать испарительную камеру, где верхний участок испарительной камеры может быть металлом, связанным с источником тепла, а нижний участок испарительной камеры может быть участком задней крышки. Испарительная камера может также включать в себя кольцевое пространство между верхним и нижним участками, из которого откачан воздух и которое наполнено текучей средой после образования испарительной камеры.
[0043] По мере того как испарительная камера поглощает тепло от источника тепла вычислительного устройства, текучая среда в кольцевом пространстве испарительной камеры может изменять фазовое состояние от жидкости к пару, к примеру, из-за повышения температуры в испарительной камере. Равномерный теплообмен может позволить внешним поверхностям вычислительного устройства достигать, по существу, изотермических состояний внешней поверхности, что может максимизировать рассеивание мощности вычислительного устройства для заданной температуры окружающей среды. Максимизированное рассеивание мощности может обеспечить, что вычислительное устройство будет находиться в безопасных температурных пределах или ниже во время работы, предотвращая снижение производительности или отключение вычислительного устройства.
[0044] Примеры на Фигурах с 1 по 6 были описаны с конкретными компонентами, конфигурацией компонентов и задачами компонентов. Варианты осуществления не ограничиваются устройствами согласно этим примерам конфигураций. Обеспечение управления тепловым режимом вычислительного устройства с помощью интегрированной испарительной камеры может быть реализовано в конфигурациях, использующих другие виды устройств, включающих в себя конкретные компоненты устройств, конфигурации компонентов, и задачи компонентов схожим способом, используя принципы, описанные в настоящем документе.
[0045] Фиг. 7 и связанное с ним описание предназначены для того, чтобы предоставить краткое общее описание подходящей вычислительной среды, в которой варианты осуществления могут быть реализованы. Со ссылкой на Фиг. 7, показана функциональная схема примера вычислительная операционная среда для приложения согласно вариантам осуществления, такая как вычислительное устройство 700. В базовой конфигурации, вычислительное устройство 700 может быть переносным вычислительным устройством с возможностью беспроводной связи, которая может включать в себя способности к обнаружению прикосновений/жестов в некоторых примерах, и включать в себя, по меньшей мере, один обрабатывающий модуль 702 и системное запоминающее устройство 704. Вычислительное устройство 700 может также включать в себя несколько обрабатывающих модулей, которые взаимодействуют в исполнении программ. В зависимости от конкретной конфигурации и вида вычислительного устройства, системное запоминающее устройство 704 может быть энергозависимым (таким как ОЗУ), энергонезависимым (таким как ПЗУ, флэш-память, и так далее) или некоторым их сочетанием. Системное запоминающее устройство 704 обычно включает в себя операционную систему 705, подходящую для управления работой компьютерной системы, такую как WINDOWS®, WINDOWS MOBILE®, WINDOWS RT®, или WINDOWS PHONE®, и подобные операционные системы от корпорации MICROSOFT из Рэдмонда, штат Вашингтон. Системное запоминающее устройство 704 может также включать в себя одно или несколько программных приложений 722, которые вычислительное устройство 700 может быть приспособлено выполнять. В некоторых примерах, приложения 722 могут включать в себя один или несколько модулей 724. Приложения 722 и модули 724 могут быть отдельными приложениями или интегрированными модулями услуги внешнего размещения. Базовая конфигурация показана на Фиг. 7 этими компонентами в пределах пунктирной линии 706.
[0046] Вычислительное устройство 700 может иметь дополнительные признаки или функциональные возможности. К примеру, вычислительное устройство 700 может также включать в себя дополнительные устройства хранения данных (съемные и/или несъемные) такие как, к примеру, магнитные диски, оптические диски, или лента. Такой дополнительный носитель показан на Фиг. 7 при помощи съемного носителя 709 и несъемного носителя 710. Машиночитаемые среды хранения данных могут включать в себя энергозависимые и энергонезависимые, съемные и несъемные среды хранения, реализованные по любому способу или технологии хранения информации, структур данных, программных модулей, или других данных. Системное запоминающее устройство 704, съемный носитель 709 и несъемный носитель 710, все являются примерами машиночитаемых сред хранения данных. Машиночитаемые среды хранения данных включают в себя, но не ограничиваются этим, ОЗУ, ПЗУ, EEPROM, флэш-память или другие технологии хранения данных, CD-ROM, универсальные цифровые диски (DVD) или другие оптические накопители, магнитную кассету, магнитную ленту, накопитель на магнитных дисках или другие магнитные запоминающие устройства, или любой другой носитель, которые может быть использован для хранения желаемой информации и к которому можно получить доступ при помощи вычислительного устройства 700. Любая подобная машиночитаемая среда хранения данных может быть частью вычислительного устройства 700. Вычислительное устройство 700 может также включать в себя устройство(а) 712 ввода, такие как клавиатура, манипулятор типа "мышь", перо, устройство голосового ввода, устройство ввода касанием, устройство оптического захвата для обнаружения жестов, и аналогичные устройства ввода. Устройство(а) 714 вывода, такие как устройство отображения, громкоговорители, печатающее устройство, и другие виды устройств вывода, также могут быть включены. Эти устройства являются хорошо известными в данной области техники и не нуждаются в подробном обсуждении в настоящем документе.
[0047] Некоторые варианты осуществления могут быть реализованы в вычислительном устройстве, которое включает в себя модуль передачи данных, запоминающее устройство, и процессор, где процессор исполняет способ как описанный выше или какой-либо аналогичный в соответствии с командами, хранящимися в запоминающем устройстве. Другие варианты осуществления могут быть реализованы как машиночитаемое запоминающее устройство с командами, хранящимися в нем, для исполнения способа, как описанный выше, или какого-либо схожего. Примеры запоминающих устройств в виде аппаратных реализаций описаны выше.
[0048] Вычислительное устройство 700 могут также содержать соединения 716 для обмена данных, которые позволяют устройству обмениваться данными с другими устройствами 718, например, через проводную или беспроводную сеть связи в распределенной вычислительной среде, спутниковую линию передачи данных, сотовую линию передачи данных, сеть передачи данных ближнего действия, и аналогичные механизмы. Другие устройства 718 могут включать в себя вычислительное(-ые) устройство(-а), которые исполняют приложения связи, веб-серверы, и аналогичные устройства. Соединение(-я) 716 для обмена данными являются одним примером среды для обмена данными. Среда для обмена данными может включать в себя в этом отношении машиночитаемые команды, структуры данных, программные модули, или другие данные. В качестве примера, а не ограничения, среда для обмена данными включает в себя проводные среды, такие как проводные сети передачи данных или прямое проводное соединение, и беспроводные среды, такие как звуковые, радиочастотные, инфракрасные и другие беспроводные среды.
[0049] Вычислительное устройство 700 может дополнительно быть интегрированным с испарительной камерой, выполненной с возможностью обеспечивать управление тепловым режимом путем использования модуля 720 рассеивание тепла. Испарительная камера может быть интегрирована с одним или несколькими компонентами вычислительного устройства 700, к примеру. Конструкция испарительной камеры может позволять теплу, поглощенному испарительной камерой, быть переданным равномерно к одной или нескольким внешним поверхностям вычислительного устройства 700.
[0050] Примерные варианты осуществления также включают в себя способы. Эти способы могут быть реализованы многочисленными путями, включая структуры, описанные в настоящем документе. Одним из таких способов являются машинные операции устройств того вида, как описанные в этом документе.
[0051] Другим возможным путем является, когда одна или несколько отдельных операций этих способов исполняются совместно с выполнением одной или нескольких при участии человека-оператора. Эти операторы-люди не обязаны быть размещены друг с другом, но каждый может быть только с машиной, выполняющей участок программы.
[0052] Фиг. 8 показывает логическую блок-схему процесса 800 для процесса, обеспечивающего управление тепловым режимом вычислительного устройства с использованием интегрированной испарительной камеры в соответствии с вариантами осуществления. Процесс 800 может быть реализован на сервере или другой системе.
[0053] Процесс 800 начинается с операции 810, в которой испарительная камера может быть интегрирована с одним или несколькими компонентами вычислительного устройства. Испарительная камера может быть интегрирована с TDM или задней крышкой вычислительного устройства, к примеру. Испарительная камера может включать в себя верхний участок и нижний участок, образующие испарительную камеру, и кольцевое пространство между верхним и нижним участками, которое содержит текучую среду, такую как ацетон или вода, в зависимости от материала, из которого состоит испарительная камера.
[0054] В операции 820, теплопроводность может повыситься, вызывая повышенную скорость теплообмена. К примеру, текучая среда в кольцевом пространстве может первоначально быть жидкостью. В ответ на нагрев, температура испарительной камеры может повыситься, и часть текучей среды может испариться, заставляя текучую среду становиться паром. По мере испарения текучей среды из жидкости в пар, вязкость текучей среды может снизиться, вызывая меньшее сопротивление, теплопроводность может повыситься, вызывая повышение скорости теплообмена, а поверхностное натяжение может снизиться, дополнительно вызывая повышение скорости теплообмена. После того как тепло было передано от испарительной камеры к внешним поверхностям вычислительного устройства, температура испарительной камеры может понизиться, и часть текучей среды в газообразной фазе может сконденсироваться, заставляя текучую среду снова стать жидкостью.
[0055] В некоторых вариантах осуществления, скорость равномерного теплообмена может быть изменена механически. В одном примере, скорость теплообмена может быть повышена при помощи нагнетания воздуха над внешними поверхностями вычислительного устройства, используя вентилятор или воздуходувку. В другом примере, скорость теплообмена может быть повышена при помощи расположения радиатора на одной или нескольких внешних поверхностях вычислительного устройства, где радиатор может быть выполнен с возможностью рассеивать тепло от внешних поверхностей вычислительного устройства в окружающую среду.
[0056] Действия, включенные в процесс 800, даны в иллюстративных целях. Обеспечение управления тепловым режимом вычислительного устройства с использованием интегрированной испарительной камеры может быть реализовано схожими процессами, с меньшим числом или дополнительными этапами, а также и с другим порядком действий, используя принципы, описанные в настоящем документе.
[0057] Согласно некоторым вариантам осуществления, описано устройство, выполненное с возможностью обеспечивать управление тепловым режимом вычислительного устройства. Пример устройства может включать в себя испарительную камеру, выполненную с возможностью поглощать тепло от источника тепла вычислительного устройства, где испарительная камера является интегрированной с модулем дисплея с сенсорным экраном (TDM) вычислительного устройства. Испарительная камера может включать в себя верхний участок, связанный с TDM, нижний участок, связанный с источником тепла, где верхний и нижний участок образуют испарительную камеру, а кольцевое пространство между верхним и нижним участками содержит текучую среду.
[0058] Согласно другим вариантам осуществления, верхний участок испарительной камеры, связанный с TDM, может заменить кусок металла, охватывающий заднюю сторону TDM. Испарительная камера может быть выполнена с возможностью поддерживать максимальное тепловое сопротивление по оси Z в связи с местоположением испарительной камеры в средней секции вычислительного устройства. Изменения фазового состояния текучей среды могут включать в себя одно из испарения, вызывающего изменение текучей среды из жидкости в пар, и конденсации, вызывающей изменение текучей среды из пара в жидкость. Часть текучей среды, являющаяся паром, может быть расположена в паровом слое, окруженном одним или несколькими слоями жидкости оставшейся части текучей среды, являющейся жидкостью.
[0059] Согласно дополнительным вариантам осуществления, устройство, выполненное с возможностью обеспечивать управление тепловым режимом вычислительного устройства, может быть описано. Пример устройства может включать в себя испарительную камеру, выполненную с возможностью поглощать тепло от источника тепла вычислительного устройства, где испарительная камера является интегрированной с задней крышкой вычислительного устройства. Испарительная камера может включать в себя верхний участок, содержащий металл, связанный с источником тепла, нижний участок, содержащий участок задней крышки, где нижний участок связан с верхним участком испарительной камера с использованием диффузии для формирования испарительной камеры, а из кольцевого пространства между верхним и нижним участками откачан воздух и оно наполнено текучей средой.
[0060] Согласно еще одним вариантам осуществления, нижний участок испарительной камеры может быть, по меньшей мере, одной из внешних поверхностей s вычислительного устройства, дающей возможность механической связи между испарительной камерой и окружающей средой. Скорость теплообмена может быть повышена при помощи нагнетания воздуха, по меньшей мере, над одной внешней поверхностью вычислительного устройства путем применения одного из вентилятора или воздуходувки. Скорость теплообмена может также быть повышена при помощи применения радиатора, по меньшей мере, на одной внешней поверхности вычислительного устройства. Радиатор может быть выполнен с возможностью рассеивать тепло, по меньшей мере, от одной внешней поверхности вычислительного устройства в окружающую среду.
[0061] Согласно некоторым вариантам осуществления, описаны способы для обеспечения управления тепловым режимом вычислительного устройства. Пример способа может включать в себя интегрирование заполненной текучей средой испарительной камеры с одним или несколькими компонентами вычислительного устройства, где испарительная камера включает в себя верхний участок, нижний участок, и кольцевое пространство между верхним и нижним участками, которое содержит текучую среду.
[0062] Согласно другим вариантам осуществления, испарительная камера может быть интегрирована с одним из модуля дисплея с сенсорным экраном (TDM) и задней крышки вычислительного устройства. Способ может также включать в себя обеспечение способности одной или нескольким внешним поверхностям вычислительного устройства достигать, по существу, изотермических состояний внешней поверхности вследствие равномерного теплообмена. Способ может дополнительно включать в себя максимизацию рассеивания мощности вычислительного устройства для данной температуры окружающей среды вследствие достижения, по существу, изотермических состояний внешней поверхности.
[0063] Согласно дополнительным вариантам осуществления, способ может также включать в себя повышение скорости теплообмена при помощи нагнетания воздуха над одной или несколькими внешними поверхностями вычислительного устройства или применения радиатор на одной или нескольких внешних поверхностях вычислительного устройства. Источником тепла вычислительного устройства может быть печатная монтажная плата (PCB) вычислительного устройства. Текучая среда может быть зависящей от состава материала испарительной камеры. Текучая среда может быть одним или несколькими из ацетона и воды. Оптимизированные транспортные свойства могут включать в себя, по меньшей мере, одно из динамической вязкости, теплопроводности, и поверхностного натяжения текучей среды. Вычислительное устройство может быть мобильным устройством, включающим в себя, по крайней мере, одно из планшета, смартфона, переносного компьютера, и игрового устройства.
[0064] Вышеприведенное описание, примеры и данные обеспечивают полное описание изготовления и использования суммы вариантов осуществления. Хотя объект патентования был описан на языке, характерном для структурных признаков и/или методологических действий, следует понимать, что объект патентования, определенный в прилагаемой формуле изобретения, не обязательно ограничивается конкретными признаками или действиями, описанными выше. Скорее, конкретные признаки и действия, описанные выше, изложены в качестве примеров форм реализации пунктов формулы изобретения и вариантов осуществления.
1. Устройство для обеспечения управления тепловым режимом мобильного вычислительного устройства, содержащее:
испарительную камеру, выполненную с возможностью поглощать тепло от источника тепла мобильного вычислительного устройства, при этом испарительная камера является интегрированной с модулем дисплея с сенсорным экраном (TDM) мобильного вычислительного устройства, причем испарительная камера содержит:
верхний участок, связанный с TDM;
нижний участок, связанный с источником тепла, при этом верхний и нижний участок образуют испарительную камеру; и
кольцевое пространство между верхним и нижним участками, содержащее текучую среду; при этом TDM включает в себя кусок металла, охватывающий заднюю сторону TDM, который заменяет верхний участок испарительной камеры.
2. Устройство по п. 1, в котором фазовые изменения текучей среды включают в себя одно из испарения, заставляющего текучую среду измениться из жидкости в пар, и конденсации, заставляющей текучую среду измениться из пара в жидкость.
3. Устройство по п. 2, в котором часть текучей среды, которая является паром, расположена в паровом слое, окруженном одним или несколькими слоями жидкости, содержащими оставшуюся часть текучей среды, которая является жидкостью.
4. Устройство для обеспечения управления тепловым режимом мобильного вычислительного устройства, содержащее:
испарительную камеру, выполненную с возможностью поглощать тепло от источника тепла мобильного вычислительного устройства, при этом испарительная камера является интегрированной с задней крышкой мобильного вычислительного устройства, причем испарительная камера содержит:
верхний участок, содержащий металл, связанный с источником тепла;
нижний участок, содержащий участок задней крышки, причем нижний участок связан с верхним участком испарительной камеры при помощи диффузии для формирования испарительной камеры; и
кольцевое пространство между верхним и нижним участками, из которого откачан воздух и которое наполнено текучей средой.
5. Устройство по п. 4, в котором нижний участок испарительной камеры является, по меньшей мере, одной внешней поверхностью мобильного вычислительного устройства, обеспечивая механическую связь между испарительной камерой и окружающей средой.
6. Способ для обеспечения управления тепловым режимом мобильного вычислительного устройства, при этом способ содержит этапы, на которых:
интегрируют заполненную текучей средой испарительную камеру с одним или несколькими компонентами мобильного вычислительного устройства, при этом испарительная камера включает в себя верхний участок, нижний участок, и кольцевое пространство между верхним и нижним участками, которое содержит текучую среду,
при этом испарительную камеру интегрируют с одним из модуля дисплея с сенсорным экраном (TDM) и задней крышки мобильного вычислительного устройства.
7. Способ по п. 6, дополнительно содержащий:
обеспечивают способность одной или нескольким внешним поверхностям мобильного вычислительного устройства достигать, по существу, изотермических состояний внешней поверхности в ответ на равномерный перенос тепла.
8. Способ по п. 6, в котором текучая среда является зависимой от состава материала испарительной камеры.
9. Способ по п. 6, в котором текучая среда имеет оптимизированные транспортные свойства, включающие в себя, по меньшей мере, одно из динамической вязкости, теплопроводности и поверхностного натяжения текучей среды.
