本揭示內(nèi)容是有關(guān)于一種散熱量預(yù)估方法，且特別是有關(guān)于一種散熱單元的散熱量預(yù)估方法。

背景技術(shù)：

隨著信息科技的發(fā)展，各式各樣的電子產(chǎn)品已成為人們不可或缺的物品，例如計(jì)算機(jī)、手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)等。電子產(chǎn)品中常因密集度高的邏輯電路或內(nèi)存而有散熱模塊的設(shè)置，其中散熱模塊可分為風(fēng)扇型、無風(fēng)扇型。由于在一些特殊的使用環(huán)境下必須使用高可靠度以及無風(fēng)扇型的散熱模塊，例如:工廠、廚房、醫(yī)院及無塵室等，在此情況下則必須評(píng)估在有限的外觀尺寸限制下，散熱模塊需要多少散熱面積才能滿足系統(tǒng)的散熱需求，以及如何將散熱模塊的設(shè)計(jì)優(yōu)化。

目前散熱模塊的設(shè)計(jì)過程中，一般使用仿真軟件先建構(gòu)出散熱模塊的3D結(jié)構(gòu)，進(jìn)而對(duì)此散熱模塊的3D結(jié)構(gòu)進(jìn)行散熱仿真，然而此種方式僅能反復(fù)的嘗試及修改散熱模塊的3D結(jié)構(gòu)來預(yù)估散熱模塊的總散熱量，然而使用3D結(jié)構(gòu)反復(fù)的仿真往往耗費(fèi)許多的時(shí)間，且耗費(fèi)許多的人力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本揭示內(nèi)容的一例是在提供一種散熱量預(yù)估方法包含：提供輸入熱量至散熱單元的散熱鰭片。根據(jù)輸入熱量取得散熱鰭片的平均溫度。根據(jù)平均溫度取得輸出熱量。判斷輸入熱量與輸出熱量是否相等，當(dāng)輸入熱量與輸出熱量不同時(shí)，根據(jù)輸出熱量更新輸入熱量并重復(fù)上述步驟直到輸入熱量與輸出熱量相等。當(dāng)輸入熱量與輸出熱量相等時(shí)，根據(jù)輸入熱量與比例值取得散熱單元的總散熱量。

綜上所述，散熱量預(yù)估方法通過判斷流經(jīng)散熱鰭片的輸入熱量與輸出熱量是否相等來取得散熱單元的總散熱量。藉此，不僅可以快速對(duì)散熱單元進(jìn)行整體散熱能力的評(píng)估，亦可以減少使用仿真軟件的反復(fù)嘗試及修改，因而減少了時(shí)間、人力的消耗。

附圖說明

為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂，所附圖式的說明如下。然而，應(yīng)了解到，為符合在產(chǎn)業(yè)中實(shí)務(wù)利用的情況，許多的特征并未符合比例繪示。實(shí) 際上，為了闡述以下的討論，許多特征的尺寸可能被任意地增加或縮減。

圖1A繪示根據(jù)本揭示內(nèi)容的一實(shí)施例中一種散熱量預(yù)估方法的示意圖。

圖1B繪示根據(jù)本揭示內(nèi)容的一實(shí)施例中一種電子裝置的示意圖。

圖1C繪示圖1B中散熱單元的示意圖。

圖2繪示圖1B中散熱單元的散熱等效電路的示意圖。

組件標(biāo)號(hào)說明：

100 散熱量預(yù)估方法

100a 電子裝置

110 散熱單元

111～115 散熱鰭片

120 運(yùn)算單元

130 基板

200 散熱等效電路

Qfin,in 輸入熱量

Qfin,base 基板散熱量

Qfin,conv 對(duì)流散熱量

Qfin,rad 輻射散射量

Qfin,out 輸出熱量

Rcond 傳導(dǎo)熱阻

Rsp 擴(kuò)散熱阻

Rconv 對(duì)流熱阻

Rrad 輻射熱阻

Rbase 基板熱阻

A,B,C 節(jié)點(diǎn)

S110～S150 步驟

具體實(shí)施方式

以下揭示提供許多不同實(shí)施例或例證用于實(shí)施本發(fā)明的不同特征。特殊例證中的組件及配置在以下討論中被用來簡(jiǎn)化本揭示。所討論的任何例證只用來作解說的用途，并不會(huì)以任何方式限制本發(fā)明或其例證的范圍和意義。此外，本揭示在不同例證中可能重復(fù)引用數(shù)字符號(hào)且/或字母，這些重復(fù)皆為了簡(jiǎn)化及闡述，其本身并未指定以下討論中不同實(shí)施例且/或配置的間的關(guān)系。

在全篇說明書與權(quán)利要求所使用的用詞(terms)，除有特別注明外，通常具有每個(gè)用詞使用在此領(lǐng)域中、在此揭露的內(nèi)容中與特殊內(nèi)容中的平常意義。某些用于描述本揭露的用詞將于下或在此說明書的別處討論，以提供本領(lǐng)域技術(shù)人員在有關(guān)本揭露的描述上額外的引導(dǎo)。

關(guān)于本文中所使用的『耦接』或『連接』，均可指二或多個(gè)組件相互直接作實(shí)體或電性接觸，或是相互間接作實(shí)體或電性接觸，而『耦接』或『連接』還可指二或多個(gè)組件組件相互操作或動(dòng)作。在本文中，使用第一、第二與第三等等的詞匯，是用于描述各種組件、組件、區(qū)域、層與/或區(qū)塊是可以被理解的。但是這些組件、組件、區(qū)域、層與/或區(qū)塊不應(yīng)該被這些術(shù)語所限制。這些詞匯只限于用來辨別單一組件、組件、區(qū)域、層與/或區(qū)塊。因此，在下文中的一第一組件、組件、區(qū)域、層與/或區(qū)塊也可被稱為第二組件、組件、區(qū)域、層與/或區(qū)塊，而不脫離本發(fā)明的本意。如本文所用，詞匯『與/或』包含了列出的關(guān)聯(lián)項(xiàng)目中的一個(gè)或多個(gè)的任何組合。

請(qǐng)一并參閱圖1A及圖1B，圖1A繪示根據(jù)本揭示內(nèi)容的一實(shí)施例中一種散熱量預(yù)估方法100的示意圖。圖1B繪示根據(jù)本揭示內(nèi)容的一實(shí)施例中一種電子裝置100a的示意圖。散熱量預(yù)估方法100適用于電子裝置100a中的散熱單元110。如圖1B所示，電子裝置100a包含散熱單元110、運(yùn)算單元120以及基板130。電子裝置100a可以例如是桌面計(jì)算機(jī)、筆記本電腦、手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)或任何包含散熱單元的電子裝置，本揭示并不以此為限。需注意的是，圖1B所繪示的電子裝置100a在實(shí)際應(yīng)用中可能還包含存儲(chǔ)單元、電池、機(jī)殼等組件，在此為了方便說明僅繪示散熱單元110、運(yùn)算單元120以及基板130。

運(yùn)算單元120可以例如是中央處理器(Central Processing Unit,CPU)、算術(shù)邏輯器(Arithmetic Logic Unit,ALU)或是任何具有邏輯運(yùn)算功能的邏輯電路，本揭示并不以此為限。

如圖1B所示，運(yùn)算單元120設(shè)置于基板130上，基板130可以例如是印刷電路板(Printed circuit board,PCB)、玻璃基板或是任何材質(zhì)的基板，而基板130在實(shí)際應(yīng)用中可能具有多個(gè)運(yùn)算單元120，本揭示并不以此為限。另請(qǐng)一并參閱圖1C，圖1C繪示圖1B中散熱單元110的示意圖。在此實(shí)施例中，散熱單元110包含多個(gè)散熱鰭片111～115，實(shí)際應(yīng)用中散熱單元110可以僅包含一個(gè)散熱鰭片、或不包含散熱鰭片，本揭示并不以此為限。

散熱單元110的形狀可以為方型、矩形、圓形或任意形狀，而散熱單元110的材質(zhì)可以包含鐵、鋁、銅或任意熱的良導(dǎo)體。此外，圖1B中的散熱單元110僅為了方便說明本揭示的散熱量預(yù)估方法100而繪示，實(shí)際上散熱鰭片111～115的形狀或數(shù)目亦不限制于圖1B中所繪示的情況。由于運(yùn)算單元120(例如CPU)在運(yùn)算中產(chǎn)生大量的熱量須通過散熱單元110排除，以避免運(yùn)算單元120有過熱的可能而造成電子裝置100a有誤動(dòng)作或當(dāng)機(jī)的可能，因此，在此實(shí)施例中，散熱單元110設(shè)置緊鄰于運(yùn)算單元120，如圖1B所示，然而在其他實(shí)施例中可視散熱的需求而調(diào)整散熱單元110的位置，本揭示并不以此為限。

請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1A，散熱量預(yù)估方法100首先執(zhí)行步驟S110：提供輸入熱量Qfin,in至散熱單元110的散熱鰭片111。進(jìn)一步來說，散熱單元110可能整體體積較大，因此本實(shí)施例中的散熱量預(yù)估方法100在步驟S110中僅將輸入熱量Qfin,in提供至散熱單元110的其中一散熱鰭片111，而在后續(xù)的步驟S150可再經(jīng)由比例值K推算散熱單元110的總散熱量Qtot，關(guān)于此部分可見后續(xù)的詳細(xì)描述。在其他實(shí)施例中，步驟S110中可以將輸入熱量Qfin,in提供至散熱單元110的其他任一散熱鰭片112～115或同時(shí)將輸入熱量Qfin,in提供至散熱單元110中多個(gè)散熱鰭片(例如同時(shí)提供輸入熱量Qfin,in至散熱鰭片112、113，或同時(shí)提供輸入熱量Qfin,in至散熱鰭片112、114、115，又或同時(shí)提供輸入熱量Qfin,in至散熱鰭片111～115等)，本揭示并不以此為限。

散熱量預(yù)估方法100接著執(zhí)行步驟S120：根據(jù)輸入熱量Qfin,in取得散熱鰭片111的平均溫度Tfin,avg。進(jìn)一步來說，步驟S120根據(jù)輸入熱量Qfin,in、散熱鰭片111的傳導(dǎo)熱阻Rcond、散熱鰭片111的擴(kuò)散熱阻Rsp以及散熱鰭片111的最大溫度Tmax取得平均溫度Tfin,avg。在此請(qǐng)一并參閱圖2，圖2繪示圖1B中散熱單元110的散熱等效電路200的示意圖。散熱等效電路200包含傳導(dǎo)熱阻Rcond、擴(kuò)散熱阻Rsp、對(duì)流熱阻Rcond、輻射熱阻Rrad以及基板熱阻Rbase?？梢宰⒁獾?，不同于一般電路遵守歐姆定律，散熱等效電路200遵守?zé)崃W(xué)定 理，分別以公式(1)、公式(2)表示如下：

V＝I×R……公式(1)；

T＝Q×R……公式(2)；

其中公式(1)中的V為電壓，I為電流，R為電阻。而公式(2)中的T為溫度，Q為熱量，R為熱阻。因此散熱等效電路200中的節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)B的間熱量與溫度的關(guān)系式可以公式(3)表示如下：

Tfin,avg＝Tmax-(Rcond+Rsp)×Qfin,in……公式(3)；

其中Tfin,avg為平均溫度亦即節(jié)點(diǎn)B的溫度，Tmax為最大溫度亦即節(jié)點(diǎn)A的溫度，Rcond為傳導(dǎo)熱阻，Rsp為擴(kuò)散熱阻，Qfin,in為輸入熱量。其中傳導(dǎo)熱阻Rcond以及擴(kuò)散熱阻Rsp受到不同材質(zhì)的散熱單元110以及不同材質(zhì)的運(yùn)算單元120影響。上述公式(3)即為步驟S120根據(jù)輸入熱量Qfin,in、散熱鰭片111的傳導(dǎo)熱阻Rcond、散熱鰭片111的擴(kuò)散熱阻Rsp以及散熱鰭片111的最大溫度Tmax取得平均溫度Tfin,avg的公式。

散熱量預(yù)估方法100接著執(zhí)行步驟S130：根據(jù)平均溫度Tfin,avg取得輸出熱量Qfin,out。進(jìn)一步來說，步驟S130根據(jù)散熱鰭片111的對(duì)流散熱量Qfin,conv、散熱鰭片111的輻射散熱量Qfin,rad、散熱鰭片111的基板散熱量Qfin,base取得輸出熱量Qfin,out。因此如圖2所示，節(jié)點(diǎn)B以及節(jié)點(diǎn)C之間的熱量關(guān)系式可以公式(4)表示如下：

Qfin,out＝Qfin,conv+Qfin,rad+Qfin,base……公式(4)；

其中Qfin,out為輸出熱量，Qfin,conv為對(duì)流散熱量，Qfin,rad為輻射散熱量，Qfin,base為基板散熱量。上述公式(4)即為步驟S130根據(jù)散熱鰭片111的對(duì)流散熱量Qfin,conv、散熱鰭片111的輻射散熱量Qfin,rad、散熱鰭片111的基板散熱量Qfin,base取得輸出熱量Qfin,out的公式。如圖1B所示，散熱單元110可以將接收到的輸入熱量Qfin,in經(jīng)由對(duì)流方式(對(duì)流散熱量Qfin,conv)、輻射方式(輻射散熱量Qfin,rad)或是流往基板(基板散熱量Qfin,base)來排出。

此外，上述的對(duì)流散熱量Qfin,conv可以根據(jù)散熱鰭片111的表面積A、平均溫度Tfin,avg以及環(huán)境溫度Ta取得。因此如圖2所示，流經(jīng)對(duì)流熱阻Rconv的熱量關(guān)系式可以公式(5)表示如下：

Qfin,conv＝h×A×(Tfin,avg-Ta)……公式(5)；

其中Qfin,conv為對(duì)流散熱量，h為對(duì)流散熱系數(shù)，A為散熱鰭片的表面積，Tfin,avg為平均溫度亦即節(jié)點(diǎn)B的溫度，Ta為環(huán)境溫度亦即節(jié)點(diǎn)C的溫度。上述公式(5)即為根據(jù)散熱鰭片111的表面積A、平均溫度Tfin,avg以及環(huán)境溫度Ta取得散熱鰭片111的對(duì)流散熱量 Qfin,conv的公式。另一方面，上述的輻射散熱量Qfin,rad可以根據(jù)散熱鰭片111的表面積A、平均溫度Tfin,avg以及環(huán)境溫度Ta取得。因此如圖2所示，流經(jīng)輻射熱阻Rrad的熱量關(guān)系式可以公式(6)表示如下：

Qfin,rad＝ε×A×(Tfin,avg-Ta)……公式(6)；

其中Qfin,rad為輻射散熱量，ε為輻射散熱系數(shù)，A為散熱鰭片的表面積，Tfin,avg為平均溫度亦即節(jié)點(diǎn)B的溫度，Ta為環(huán)境溫度亦即節(jié)點(diǎn)C的溫度。上述公式(6)即為根據(jù)散熱鰭片111的表面積A、平均溫度Tfin,avg以及環(huán)境溫度Ta取得散熱鰭片111的輻射散熱量Qfin,rad的公式?？梢宰⒁獾?，對(duì)流散熱量Qfin,conv以及輻射散熱量Qfin,rad皆正比于散熱鰭片111的表面積A，也就是說散熱鰭片111的表面積A越大，對(duì)流散熱量Qfin,conv以及輻射散熱量Qfin,rad也隨之增加。

散熱量預(yù)估方法100接著執(zhí)行步驟S140：判斷輸入熱量Qfin,in與輸出熱量Qfin,out是否相等，當(dāng)輸入熱量Qfin,in與輸出熱量Qfin,out不同時(shí)，根據(jù)輸出熱量Qfin,out更新輸入熱量Qfin,in并重復(fù)上述步驟S110～S130直到輸入熱量Qfin,in與輸出熱量Qfin,out相等。進(jìn)一步來說，上述步驟S140根據(jù)輸出熱量Qfin,out更新輸入熱量Qfin,in可以例如是當(dāng)輸入熱量Qfin,in較輸出熱量Qfin,out低時(shí)，代表不符合能量守恒定律，則提高輸入熱量Qfin,in并重復(fù)上述步驟S110～S130直到輸入熱量Qfin,in與輸出熱量Qfin,out相等。以及當(dāng)輸入熱量Qfin,in較輸出熱量Qfin,out高時(shí)，代表不符合能量守恒定律，則降低輸入熱量Qfin,in并重復(fù)上述步驟S110～S130直到輸入熱量Qfin,in與輸出熱量Qfin,out相等。

散熱量預(yù)估方法100接著，執(zhí)行步驟S150：當(dāng)輸入熱量Qfin,in與輸出熱量Qfin,out相等時(shí)，根據(jù)輸入熱量Qfin,in與比例值K取得散熱單元110的總散熱量Qtot。進(jìn)一步來說，在此實(shí)施例中，比例值K可以是散熱鰭片111占整體散熱單元110的比例0.2(5分之1)，又或是在一些實(shí)施例中步驟S110同時(shí)提供輸入熱量Qfin,in至散熱鰭片112、114、115，則比例值K可以是散熱鰭片112、114、115占整體散熱單元110的比例0.6(5分之3)。然而實(shí)際應(yīng)用中，比例值K可以是任意數(shù)值，本揭示并不以此為限。因此通過上述，散熱量預(yù)估方法通過判斷流經(jīng)散熱鰭片的輸入熱量與輸出熱量是否相等來取得散熱單元的總散熱量。藉此，不僅可以快速對(duì)散熱單元進(jìn)行整體散熱能力的評(píng)估，亦可以減少使用仿真軟件的反復(fù)嘗試及修改，因而減少了時(shí)間、人力的消耗。

綜上所述，本揭示文件提供一種散熱量預(yù)估方法，且特別是有關(guān)于一種散熱單元的散熱量預(yù)估方法。散熱量預(yù)估方法通過判斷流經(jīng)散熱鰭片的輸入熱量與輸出熱量是否相等來取得 散熱單元的總散熱量。藉此，不僅可以快速對(duì)散熱單元進(jìn)行整體散熱能力的評(píng)估，亦可以減少使用仿真軟件的反復(fù)嘗試及修改，因而減少了時(shí)間、人力的消耗。

雖然本揭示內(nèi)容已以實(shí)施方式揭露如上，然其并非用于限定本揭示內(nèi)容，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本揭示內(nèi)容的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本揭示內(nèi)容的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。