2024年3月31日发(作者:熊问芙)
手机散热器关键指标
散热有两种途径,一种是辐射,一种是传导。我们假想一个简
单的手机模型,就是实心的铜块,里面有一个电热片在发热。辐射
散热的能力相对于大气层里面直接向空气导热的便利性来说是比较
差劲的但是由于手机发热相对比较小,也是个值得考虑的因素。总
之无论用哪一种方式,都是表面积越大越好。
而且这里还有一个最关键的概念,那就是一坨物体,它自身的
温度越高,它散热的速度也就越快。如果没记错的话散热速度大概
是温度的4次方。这就是为什么你用固定的热量烧一块材料,它的
温度不会无限上升,因为越是上升散热速度越快,直到散热速度等
于加热速度,温度就不会继续上升了。
回到刚才说的手机模型,内部电热片的温度和外部表面温度肯
定是不一样的,有一个温度差,这个温度差是散热系统的一个重要
衡量指标,因为刚才说过了,温度越高散热越好。所以其实散热部
分的温度是越高越好的。但是由于你不想让处理器的温度增高,又
想要散热器的温度高,最好的办法就是缩减上述的温度差。
综合以上几点,在我们假想手机发热功率恒定的情况下,我们
想要外部温度越高越好,同时外部表面积。但是由于温度的这个四
次方散热buff,其实设计散热是很蛋疼的,因为你只要能允许温度
稍微高一点,就能减少很多散热面积的需求。除此之外也要注意很
多网上经常出现的误区:
•
外壳温度高不一定是功耗高。同样功耗下散热面积越低的手机
最高外壳温度就越高。
•
外壳温度高不一定soc温度高,一个散热面积大,温差也大的
手机,可以做到外壳温度低而soc温度高。
•
外壳温度高不一定是温差高,有人说iPhone X双层主板影响
散热,意为双层主办影响导热,温差大。但是可能事实并不是
这样,外部温度高可能只是因为散热面积小而已。实际上外壳
温度低通常是温差低的表现,因为大家soc的极限温度容忍程
度都是差不多的。
•
从外部感觉里面热得很快的手机散热更好,因为这意味着内外
温差低
•
但是温差低对于手机来说也不一定是好事情,因为soc可以容
忍80度90度,温差如果做得很好的话外壳温度太高会烫伤用
户。
•
有时候手机发热的热量不是来自内部而是外部。黑色手机,特
别是高端的熄屏看起来特别黑的屏幕,吸收红外辐射的能力超
强。这样的手机在大太阳天关机状态拿出去,即使放在阴凉下
面也会开始吸收环境里的辐射迅速发热。所以其实从实用角度
来说,白色手机,或者黑色手机带个白色的壳是很不错的选择。
电脑上散热的手段有很多,比如说大的散热器可以增加散热面
积,增加风扇加速风流(相当于提升散热器的温度)热管/水冷可以
降低温度差,甚至还有相变/半导体制冷设备可以让散热器温度高于
被制冷设备的温度。但是这些手段在手机上几乎都不管用。
那个什么黑鲨手机,号称有什么液冷。懂DIY电脑的都明白那
就是电脑上烂大街的热管,其实就是导热的东西,降低温度差。但
是问题是电脑上热管可以降低处理器和散热器的温度差,因为热管
一边是处理器,另一边是散热器。而黑鲨手机上一边是处理器,另
一边…还是别的处理器。
把两个发热相同的部件用导热材料/设备连接起来是完全不能增
强散热的。当然了黑鲨这旁边的部件并不会有SOC那么热,还是会
比SOC凉快,所以不会完全没用。但是对于这样的横向导热,热管
和实心铜片相比优势十分有限。相比之下一般的的手机都是直接用
石磨和铜片,所以黑鲨这个散热能力真的没有什么优势。
手机历史上也不是没有过成功一点的热管应用,索尼有过一代
820的机器就是直接用热管吧soc和金属边框连起来。这么搞就会
有效很多,因为金属边框自身的导热能力也强,相当于是增加了一
部分金属边框作为散热面积。还有过一些机器把soc和电池用热管
连起来,这样对电池的寿命不好但是由于电池的的热容量和面积,
可以提升整体热容量,也可以提升散热面积。
2024年3月31日发(作者:熊问芙)
手机散热器关键指标
散热有两种途径,一种是辐射,一种是传导。我们假想一个简
单的手机模型,就是实心的铜块,里面有一个电热片在发热。辐射
散热的能力相对于大气层里面直接向空气导热的便利性来说是比较
差劲的但是由于手机发热相对比较小,也是个值得考虑的因素。总
之无论用哪一种方式,都是表面积越大越好。
而且这里还有一个最关键的概念,那就是一坨物体,它自身的
温度越高,它散热的速度也就越快。如果没记错的话散热速度大概
是温度的4次方。这就是为什么你用固定的热量烧一块材料,它的
温度不会无限上升,因为越是上升散热速度越快,直到散热速度等
于加热速度,温度就不会继续上升了。
回到刚才说的手机模型,内部电热片的温度和外部表面温度肯
定是不一样的,有一个温度差,这个温度差是散热系统的一个重要
衡量指标,因为刚才说过了,温度越高散热越好。所以其实散热部
分的温度是越高越好的。但是由于你不想让处理器的温度增高,又
想要散热器的温度高,最好的办法就是缩减上述的温度差。
综合以上几点,在我们假想手机发热功率恒定的情况下,我们
想要外部温度越高越好,同时外部表面积。但是由于温度的这个四
次方散热buff,其实设计散热是很蛋疼的,因为你只要能允许温度
稍微高一点,就能减少很多散热面积的需求。除此之外也要注意很
多网上经常出现的误区:
•
外壳温度高不一定是功耗高。同样功耗下散热面积越低的手机
最高外壳温度就越高。
•
外壳温度高不一定soc温度高,一个散热面积大,温差也大的
手机,可以做到外壳温度低而soc温度高。
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外壳温度高不一定是温差高,有人说iPhone X双层主板影响
散热,意为双层主办影响导热,温差大。但是可能事实并不是
这样,外部温度高可能只是因为散热面积小而已。实际上外壳
温度低通常是温差低的表现,因为大家soc的极限温度容忍程
度都是差不多的。
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从外部感觉里面热得很快的手机散热更好,因为这意味着内外
温差低
•
但是温差低对于手机来说也不一定是好事情,因为soc可以容
忍80度90度,温差如果做得很好的话外壳温度太高会烫伤用
户。
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有时候手机发热的热量不是来自内部而是外部。黑色手机,特
别是高端的熄屏看起来特别黑的屏幕,吸收红外辐射的能力超
强。这样的手机在大太阳天关机状态拿出去,即使放在阴凉下
面也会开始吸收环境里的辐射迅速发热。所以其实从实用角度
来说,白色手机,或者黑色手机带个白色的壳是很不错的选择。
电脑上散热的手段有很多,比如说大的散热器可以增加散热面
积,增加风扇加速风流(相当于提升散热器的温度)热管/水冷可以
降低温度差,甚至还有相变/半导体制冷设备可以让散热器温度高于
被制冷设备的温度。但是这些手段在手机上几乎都不管用。
那个什么黑鲨手机,号称有什么液冷。懂DIY电脑的都明白那
就是电脑上烂大街的热管,其实就是导热的东西,降低温度差。但
是问题是电脑上热管可以降低处理器和散热器的温度差,因为热管
一边是处理器,另一边是散热器。而黑鲨手机上一边是处理器,另
一边…还是别的处理器。
把两个发热相同的部件用导热材料/设备连接起来是完全不能增
强散热的。当然了黑鲨这旁边的部件并不会有SOC那么热,还是会
比SOC凉快,所以不会完全没用。但是对于这样的横向导热,热管
和实心铜片相比优势十分有限。相比之下一般的的手机都是直接用
石磨和铜片,所以黑鲨这个散热能力真的没有什么优势。
手机历史上也不是没有过成功一点的热管应用,索尼有过一代
820的机器就是直接用热管吧soc和金属边框连起来。这么搞就会
有效很多,因为金属边框自身的导热能力也强,相当于是增加了一
部分金属边框作为散热面积。还有过一些机器把soc和电池用热管
连起来,这样对电池的寿命不好但是由于电池的的热容量和面积,
可以提升整体热容量,也可以提升散热面积。