蒸汽室冷却在热门产品中的作用越来越大

实施蒸汽室冷却技术可以为特定应用带来回报，例如作为具有关键热管理问题的嵌入式系统。

使用嵌入式技术开发产品的工程师必须不断探索如何实现足够的温度管理。随着今天的产品变得越来越小、功能越来越强大，如果设备没有帮助其保持凉爽的内部功能，这些特性会增加设备过热的可能性。

蒸汽室冷却是一种越来越受到关注的可能性。蒸汽室具有扁平结构，有助于在小空间内均匀地传递热量。此外，它们含有一种流体，一旦足够热就会蒸发成气体。腔室还有小柱子，可以防止结构因外部大气压力而坍塌，并将流体引导到正确的位置。

蒸汽室和传统热管之间的一个热力学差异是蒸汽室在二维而不是一个维度上传递热量。工程师通常使用它们将热量从热源传播到散热器的散热片。

此外，有效热导率与热力学性质和蒸汽空间的厚度有关。随着蒸汽空间变厚，流动压降变得不那么明显，从而增加了有效热导率。

许多台式计算机在均热板顶部焊接了热管，这进一步有助于有效的热传递。然而，一些设计将热管放入均热板，从而简化了整个过程。由于一些均热板小至 1 英寸乘 1 英寸，因此它们适合需要小封装尺寸的项目。此外，它们的标准厚度为3-9毫米，便于插入现有底座。

权衡利弊

传输效率是选择蒸汽室冷却而不是其他方法的主要好处之一。它可以在大约 4 平方厘米的区域内散发高达 2,000 瓦的热量。工程师还选择它来帮助减少热点或处理小封装中的高功率密度。

此外，均热板可以承受与中央处理单元 (CPU) 等发热组件的直接接触。

然而，缺点也存在。首先，蒸汽室冷却可能比热管方法更昂贵。如果用于大批量消费产品，整体制造成本可能会高得令人望而却步。然而，实施均热板冷却技术可以为特定应用带来回报，例如具有关键热管理问题的嵌入式系统。权衡成本考虑与性能要求有助于工程师决定额外成本是否适合特定项目。

传统的两件式均热板设计包括两块冲压铜板。尽管现在有单件式设计，但这种类型的热管比大多数热管都贵。随着对这些热管的需求攀升，成本已降至与一些传统热管的成本大致相同。

从制造成本和可用性的角度来看，均热板有一些缺点。大多数设计都是以相对较低的量定制和生产的。缺乏标准设计会增加项目的灵活性，但也会增加成本。然而，研究人员已经研究了对一些蒸汽室组件使用增材制造的方法。这可以提高可用性并降低成本。

智能手机散热

智能手机代表了一个产品类别，人们逐渐想要最新的型号，并期望这些选项在每次发布时为他们做更多的事情。一些公司领导希望均热板冷却能够增强其新型号的性能。

据报道，苹果正在为其即将推出的机型测试冷却方法。

一位熟悉此事的分析师认为，该品牌需要它来跟上 5G 手机要求更高的特性。他们指出，之前的可靠性测试未达到苹果的预期，但相信该科技品牌可能会在未来的型号中加入该选项。如果是这样，冷却方法可以提高处理能力，同时延长电池寿命。

微软最近还获得了一项系统的专利，该系统涉及连接到可折叠手机铰链的柔性蒸汽室。专利申请表明，该科技品牌将使用这种方法来保持折叠式双屏设备的凉爽。

一些智能手机已经包含蒸汽室冷却。其中之一是 Sony Xperia Pro。

该设备的技术拆解证实，它有一个金属片作为与石墨片的接口，可将热量从手机的组件（包括其 5G 天线）中吸走。金属将热量发送到几乎与设备本身一样高和宽的蒸汽室。最后，腔室通过设备的屏幕将热量散发出去。

设计意义

工程师们也对在笔记本电脑设计中应用蒸汽冷却感兴趣，特别是越来越多的消费者将它们用于密集型游戏。在这些用例中，均热板的主要优势在于它们允许进行更薄的设计。当工程师选择热管进行冷却时，计算机的设计通常采用三到四个热管来移动热量。

然而，选择蒸汽室冷却设计可以取消多个闭环热管。然后，单个腔室执行与多个热管相同的功能，从而允许更薄的笔记本电脑设计。

均热板让硬件设计人员通过与均热板直接接触，将较低级别的热负载同步到主散热器。该选项为存储和内存组件提供了一条直通用于设计的任何扇形或翅片散热器的路径。

经证实的好处

在过去的几年里，笔记本电脑设计师选择了蒸汽室来冷却这些小工具。与最近的游戏笔记本电脑型号相关的证据显示了可能发生的与温度相关的变化。

例如，Dell Alienware m15 R3 具有均热板冷却功能。对该模型的广泛审查将与其相关的温度与之前的 R2 模型进行了比较。测试人员确认，即使使用笔记本电脑的 Turbo 风扇功能，R2 型号的 CPU 和 GPU 温度也分别稳定在 99°C (C) 和 70°C。但是，使用 R3，CPU 和 GPU 温度分别稳定在 73°C 和 65°C。审稿人将均热板冷却列为模型之间发生这种变化的最可能原因。

结合冷却方法

有兴趣为其项目探索蒸汽室冷却方法的工程师应该记住，此类解决方案可以支持其他温度控制选项，而不是替代它们。

例如，最近发布的 Acer 游戏笔记本电脑采用滑动键盘，露出玻璃面板。该设计功能让用户无需拆卸计算机即可检查散热技术。

除了蒸汽室，冷却技术还包括三个铜质热管、风扇和靠近屏幕的通风口。该型号还采用了 Acer 的 PowerGem 技术，该技术采用与将 CPU 放置在一层导热膏下以将热量从芯片上带走的常见做法不同的方法。 PowerGem 使用 Acer 声称比铜好几倍的焊盘。

冷却器智能照明

研究还表明，蒸汽冷却可以解决与使用 LED 灯泡的物联网 (IoT) 照明系统相关的一些挑战。一个调查此事的团队表示，与没有这些连接功能的产品相比，物联网功能的通信、控制、传感和电源方面所需的额外电子设备可能会使运行期间产生的总热量增加 70% .

此外，研究人员发现，如果热量增加 70%，电子设备的最高温度将增加约 25%。因此，解决物联网灯泡整体温度升高带来的热点问题变得更加重要。

然而，该研究的建议之一是开发基于均热板技术的散热器基板。测试表明，当放置在印刷电路板的前面而不是侧面时，这些选项比非蒸汽室解决方案提供了近 25% 的热性能。此外，调查表明，使用均热板系统可以解决由于局部发热和传热路径有限导致的 LED 温度升高。

这个例子表明，选择均热板冷却只是项目规划的开始。工程师还必须探索导致温度升高或相关冷却效果的其他因素。