新型筆記本電腦散熱器設計

葉璐等

摘 要：目前隨著筆記本電腦的便攜性不斷提高，對其散熱便構成了很大的挑戰。若采用溫控風扇，并增強散熱器綜合功能，改變其供電方式，為筆記本電腦提供更為完善的散熱體驗和功能擴展。首先采用單片機作為控制器，利用溫度傳感器DS18B20作為溫度采集元件，并根據采集到的溫度，通過USB接口驅動風扇電機。然后根據溫度的變化控制風扇的轉速，并利用顯示屏顯示實時溫度。散熱墊風扇轉速需可調，風扇位置也非固定不動，且其也可搭載諸如控制面板，2.1聲道音響等改善筆記本電腦綜合使用體驗，同時增加了可視化控制面板，使其更易操作，在不同的供電方式（即不同的輸出功率）下其將實現不同的擴展功能。

關鍵詞：綜合功能；溫控；筆記本電腦；散熱

引言

隨著筆記本電腦的性能的不斷提高，產生的熱量也不斷增加，所以筆記本的散熱問題亟待解決。目前關于筆記本的散熱方式很多，其中一個就是散熱底座。但是市面上一般的散熱底座功能單一，而且由于是電腦供電，也會增加電腦的負擔。我們設計一款以STC89C52芯片為控制核心，控制風扇的轉速，利用溫度傳感器DS18B2采集實時溫度，使風扇自動根據探頭探測到的溫度來調整轉速，采用電源插頭使用電源供電以防止給電腦主板造成負擔，并將獨立按鍵集成在STC89C52芯片上，便于手動設置溫度，利用四位共陽數碼管顯示手動設置的溫度和實時溫度。另外，為了方便攜帶，我們把散熱器做成了底座式的且位置可調可以自由選擇通風口，安裝極為簡單，使得散熱器通風和散熱效果得到了提高且不影響筆記本的外觀。除此，外加了一個小音響可壓制風扇因轉動而產生的微弱噪音，并且可以彌補電腦自帶音響的不足，增強娛樂性。

1 設計方案

本設計主要分為控制模塊，溫度檢測模塊，顯示模塊，風扇驅動模塊，電源模塊，音響模塊幾個部分。（如圖1）

圖1 系統構成框圖

圖2 STC89C52芯片

控制模塊：本設計采用STC89C52芯片為控制核心，STC89C52是STC公司生產的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，如圖2。利用溫度傳感器DS18B2過來的數據做出相應的處理，將實時溫度輸入到四位共陽數碼管上并顯示，并且控制電風扇的轉速，以達到散熱的目的。

溫度檢測模塊：本設計采用溫度傳感器DS18B2，采集實時溫度，并將數據送至STC89C52芯片上進行處理。

顯示模塊：本設計采用四位共陽數碼管，利用輸過來的數據，將其實時溫度顯示在屏幕上，界面友好。

風扇驅動模塊：本設計采用USB接口將5v電壓加載在電風扇上驅動電風扇，并利用STC89C52芯片控制電風扇的轉速，并且電風扇的位置可調，適用于各個型號的筆記本電腦。

電源模塊：本設計利用一個轉換頭將220V的電壓轉換成5V電壓，并利用USB接口將電源供給電風扇，以驅動電風扇運行。

音響模塊：本次設計的獨特之處就是還添加了一個音響模塊，2.1聲道音響加載在底座上，可改善筆記本自身攜帶的音響的不足，增強娛樂性和筆記本的綜合體驗。

2 散熱器市場分析部分

在這個科學技術迅速發展的社會，無論是工作上還是生活中，筆記本儼然已經成為大多數人必不可少的物件。這也使得人們對筆記本的功能有著越來越高的要求，生產商也從提高筆記本CPU，硬盤，顯卡等來提高筆記本的性能，但是這也導致筆記本產生更大的熱量，盡管筆記本自帶散熱器但筆記本CPU因電腦產的熱量無法及時或者完全消除而被燒壞的情況還是時有發生，尤其對于熱愛打游戲的人群。由此，人們對散熱器的需求也越來越強烈。

圖3 2012-2016年我國國內筆記本散熱器生產總值預測圖

近年來，筆記本散熱器的生產總值不斷增高，而增長率雖然有所下降但數值仍舊不低，這也可看出筆記本散熱器極具市場，好的散熱器將會獲得很多人的喜愛。各種筆記本散熱器之間的競爭也愈演愈烈，其中以風冷，水冷，被動散熱為最。但水冷散熱器雖然效果好，但是成本較高；被動散熱效率過低；風冷，因其種類繁多，價格實惠，技術成熟更為廣大群眾接受，而我們所做的就是風冷散熱器。散熱器在短短幾年間便發展到如今如此有規模，它經歷了各種各樣的創新與改變，各大品牌如酷冷，九州風神等在工藝，散熱器材質，風扇等等方面都做了很多研究，而這些東西也達到了一定的技術極限，我們或許不用對風扇各部件的性能多做擔憂，但是好的創新與完美的搭配仍會是散熱器被選擇的最強大有利的依據，所以此款散熱器前景可觀。

3 結束語

目前隨著集成電路的小型化，電子產品的便攜性得到了很大的提高，而其中高性能筆記本也是越做越薄，然后這樣對其散熱便是構成了很大的挑戰。且現在市面上所能買到的產品或多或少都存在不盡如人意，且大多數散熱墊采用USB供電，會加劇主板的老化，所以改善其散熱功能迫不及待。我們的這個項目以STC89C52芯片為控制核心，以溫度傳感器DS18B20檢測環境溫度，實現了根據環境溫度變化調節不同的風扇電機轉速，在一定范圍能能實現轉速的連續調節，利用四位共陽數碼管顯示實時溫度，界面友好，并且采用220V家用電源供電，利用轉換頭將220V電壓轉換成5V輸出驅動電風扇，有效的防止給電腦主板造成負擔，通過加大輸出功率可實現更多的擴展功能，新增加2.1聲道音響，增加電腦的綜合體驗使用，也在目前各種種類的散熱器中占有一定優勢。新產品可用于寢室或家中亦或辦公室等需要使用筆記本的地方，且風扇轉速與位置的可調將可適應各種不同情況下各種不同型號的筆記本的散熱需求。同時提出了外設綜合集成模塊化的新思路，能夠很好的解決筆記本散熱問題。

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