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谈谈笔记本电脑的散热设计

   2007-11-07 安规与电磁兼容网7090

牛顿冷却定律 (Newton's Law of Cooling) 之热对流关系式 (参见<图 2>) 即指出要增加热传热传效益,通常可从四个方向着手:(1) 增加对流系数 dQ/dt;(2) 增加其散热表面积 A;(3) 增高散热片温度 Tw (意即提高散热片热传导系数  ,一般媒介为铝、铜,使 CPU 热量快速传至散热片);(4) 降低环境温度 T。现今市面上所出售的笔记型计算机所能看到的散热技术大多以此出发,而系统大厂现在也积极的改变设计架构以配合现今的电源需求。


图2 牛顿冷却定律之热对流关系式

笔记本电脑散热的安全议题

2004 年 12 月,英国 Human Reproduction 期刊针对笔记型电脑被放置于膝上的使用习惯发行一篇研究报告,以 Yefim Sheynkin 博士为首的研究团队藉由自愿性临床实验,把部分男性不孕症归咎于长期在膝上使用笔记型电脑 (此时称为 Laptops 更为贴切) 的不当习惯。随着笔记型电脑的普及率,该产品势必成为下一代 Corporate PC 的最佳选择,因此笔记型计算机的散热安全亦成为浮上抬面的讨论议题。

针对笔记型电脑的过热可能导致的烫伤危险 (Burn Hazard) ,安全规范是如何定义与防治呢?EN 291-1 定义热危险 (Thermal Hazards) 为对于人员造成可见的「生理烫伤 (Burns or Scalds)」、或是不可见的高温环境所导致的健康损害;EN 291-2 则要求在研发人员在设计阶段,必须考虑将危险热源与热喷出物隔离,以禁止人员接触与靠近;而在 EN 563 中,则更明确的提供人体对于表皮烫伤的极限温度 (Superficialpartial Thickness Burn) 或是 ANSI C 1055 所定义的一级烫伤 (First Degree Burn)。


 

从 <表一> 中可发现,相较于 EN563,消费性电子产品的安全规范中 (<表一>的 IEC/UL 60950-1 与 IEC/UL 60065) 所使用的限制值较高,这是因为 EN563 所定义的表皮烫伤是属于可恢复性 (Reversible) (意即此种伤害可经由人体自行修复),且使用者并非被强迫性的长期使用。

 
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