智能手机热设计案例研究

介绍

2009年底,Palm发布了当时最小的智能手机之一Pixi。由于体积小,Pixi有几个热问题。Palm转向了avid,博伊德公司的热部门,为下一代发布的手机进行全面的热评估和提高乐动体育网站1.0热性能。avid能够提供一种热解决方案,以改善Pixi在不同配置下的性能。

挑战

Pixi拥有2.63英寸的触摸屏和QWERTY键盘。除了电缆插入式充电器,Palm Pixi还可以使用无线Palm Touchstone充电座进行充电。塑料背板上有一个金属面板,保护电池和内部硬件。

Pixi将根据客户之前提供的测试数据条件,采用CFD建模。计算流体力学(CFD)基线模型与试验数据相匹配。这款手机将在三种不同的朝向下进行自然对流冷却:水平朝向桌子,垂直朝向桌子,倾斜7.5度,安装在充电座上。当手机安装在充电座上时,充电座还会提供额外的热量,这些热量直接与手机背面和电池接触。

Pixi手机的CFD热极限包括:部件最大工作温度、手机触摸温度、电池工作温度。

初始CFD结果表明:

-手机正面,大部分表面热量在键盘区域。
—电池正在被主处理器板中的组件加热。
-当手机安装在充电座上时,手机背面和电池相对于其他方向略高。

解决方案

根据最初的CFD结果,我们确定,垂直方向的温度读数略高于水平方向,但当手机安装在充电器基座上时,温度读数最差。由于大多数组件都是热安全的,所以主要的焦点是尽量降低电池的工作温度。电池正被主PCB,辅助PCB组件和充电器底座从背面加热。气凝胶绝缘放置在电池的侧面和底部的空腔周围,以帮助隔离电池和降低电池温度。在内覆盖层上添加了额外的金属涂层,以增强表面的热扩散并降低表面接触温度。

可交付成果/结果

avid提供了一份详细的报告,用CFD模型评估Pixi手机在不同方向下的性能。计算流体力学结果与热试验数据相吻合。初始CFD结果表明,手机表面存在局部热区,需要降低电池温度。通过在电池周围添加气凝胶和在手机壳内表面添加金属涂层,提高了整体表面温度和电池温度。这些有意义的改进有助于提高手机的整体性能。avid表示,热性能的改善能够让Palm充满信心地发布下一代Pixi。

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