TW201223433A - Electronic system changeable to accommodate an EHD air mover or mechanical air mover - Google Patents

Description

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TPPO/PUS225-OH 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本案為-種用來控制管理誠，特暇針對微㈣統的冷卻 裝置，它可城生離子與電糾_熱流驗向，就如同氣流-般，也是散熱降溫的一種重要的熱能管理解決方案。 【先前技術】 在多數的錢或系統裡，無論是電子式，光學式，或是機械 式，它們多半都包含，提供，$需要相當的氣流或一些其他的擾 流來作散熱之用。在某些情況下，這些氣流確實對於裝置或系 統裡的熱源有相當的冷卻或散熱效果。在這種情形下，冷卻或 散熱機制主要用來防止裝置過熱，降低熱能的熱點，提供溫度感 =置-個穩定的溫度環境需求，並且改善長時間運作時的系統 穩定信賴度或其他的好處。在某些案例裡，氣流將會是裝置或 系統中内含的一個主要功能元件。 在過去所提出發表的文件裡，用來提供冷卻氣流的元件多半 使用類似像風扇，吹風機，或其他進氣的機械褒置；然而這類的 裝置-般來說都有其操作壽命上的限制，也可能會產生一些不可 預期的噪音或震動，而且也會祕電能或衍生出其他設計上的問 另外，當系統裡要提供這些冷卻氣流農置時，這些裝置通 吊也會對线的幾何外觀，频設計與/或配置等帶來-些限制 201223433 TPPO/PUS225-011 或困擾。對於現代流行的消費性電子裝置來說，外觀的輕薄短 小是一項非常重要的市場區隔訴求賣點，而這些困擾將會是非常 嚴重的問題。 一般來說，電子液體動力學（EHD, electrohydrodynamic) 技術是使用離子流動的原理來帶動整個擾流（例如像氣體分子的 流動）。内建利用離子流動原理的裝置多半都會參考這些離子雲 機制，電子雲機制，電漿雲幫浦，電子流體動力裝置（EFD， electro-fluid-dynamics),靜電流加速器 （EFAs， electrostatic fluid accelerators),電子液體動力（EHD)推 進器，以及電子流體動力氣體幫浦等等的相關文件。上述的這 些技術論文裡有些已經被應用在類似靜電氣體清淨機或靜電沉澱 機等的機械裝置上。 在某些應用實例裡，針對藉由離子流來帶動氣流驅動的裝置， 如電子液體動力裝置（EHD)或電子流體動力裝置（efd)等， 都可能帶來改善散熱效能以及減少震動，能量損耗，冑子裝置溫 度，以及噪音的產生等等的優點。在上述的實例裡，電子液體 動力裝置（EHD)可以降低成本，並且可以減小裝置的大小，厚 度或尺寸，而且可以在某些情況下改善電子裝置的效能與/或使 用者的經驗。 藉由前輯義既有之讀技術，我墙在傳鑛械式風扇 201223433 TPP〇/P\JS225-011 冷卻應用中之電子液體動力（EHD)氣流驅動冷卻機制裡尋找改 進的方法。 【發明内容】 本案為—種整合電子液體動力（EHD)型態之氣體驅動器與 1子系統的相冷卻裝置技術，而其巾最制的是，與電子元件 U —起的機械式空氣驅動ϋ或電子液體動力（EHD)氣體驅 動器的技術都只需要_易的安裝設置。 $由本案所提出之具體實施細我們可以發現，氣流的流徑， …導s的侧，通風量的聞與/或電子紐動力（卿的配置 和具有一個電子裝置封包的機械式空氣驅動科都會影響到敎能 =:案的效率。特別是針對那些主要用在部份的熱度操 冷卻作用的電子裝置來說，為了套用在消 祕·^遷料機構外殼設計的氣麟彳f將變得非 2感而且困難，而熱導管的作用，觀量的限制與/或電子液 力（EHD)的配置，和具有—個電子震置 驅動器等也都面臨著相同的困難和限制。=顧式工耽 體實施範例，卩下的說明與主張將會針』所提出之具 提出獨特的見解與解決方案。 的封挑戰與限制 藉由本案所糾之具體實贿例我們可 以藉由重新安排設置一些 電子系統元件的位 以發現，電子系統可 置，類似像靜態固體 201223433

TPPO/PUS225-OH 記憶體（SSD)，硬碟，網路通訊卡，I/O板卡，電池，或其他一 些非對稱元件等等，而被設定成能夠容納一組機械式空氣驅動器 (例如像是風扇或吹風機）或一組電子液體動力（EHD)空氣驅動 器°在某些實體設計範例裡，主機板或小板可以試著挪移剩餘 的有限板面空間來容納放置一組電子液體動力（EHD) 空氣驅動 器與一組機械式空氣驅動器。在某些實體設計範例裡，如果板 面空間真的有困難而容納不下空氣驅動器的話，我們也可以利用 其他的替代方案來達到目的，例如像減少電池的顆數等等。 藉由本案所提出之具體實施範例我們可以發現，電子系統可 月匕包合空氣流通時的進氣口與出氣口，以及設計在空氣流通時的 進氣口與出氣口之間的整條氣流路徑。在整條氣流路徑裡的一 或數個熱源會在電子糸統運作的時候產生大量的熱。而這些熱 源會與導熱器的表面作熱藕合並且藉由強迫的主動降溫與藉由被 動降溫而傳輸到氣流路徑來散放熱度。 藉由本案所提出之具體實施範例我們可以發現，某些電子系 統裡可能會被設定成内含兩組機械式空氣驅動器，或—組結合了 電子液體動力（EHD)空氣驅動器的機械式空氣驅動器。因此同 理可推，在結合了電子液體動力（EHD)空氣驅動器與機械式空 氣驅動器的裝置n统裡也可能出現利用—或多組電子液體動力 (EHD)空氣驅動器來替代機械式空氣驅動器的情形。 201223433 TPPO/PUS225-011 如前面所述本案所提出之具體實施範例的主要功能在於，具 有外Λ又的電子系統會把絕大多數的電子元件包覆在機殼内，並且 试著讓氣流路徑穿越機殼内外；而電子液體動力（EHD)空氣驅 動器則用來將氣流從機殼的進氣口順著對流設計的流徑帶引到出 氣口並排放出去。在此情形下，&流路徑與至少—個内含的電 子疋件都必需是可調魏定的，以便能在機殼崎原本容納之機 械式空氣驅動賊換成電子液體動力（EHD)空氣驅動器。 藉由本案所提出之具體實施範例我們可以發現，用來對應至 ^個電子元件的連接器可以變更替換相對應電子元件的方向以 便能容納電子液體動力（㈣）空氣驅動器與機械式空氣驅動器 的之間的差異。 藉由本案所提出之具體實施範例我們可以發現，前述的電子 系統另外還包括第一與第二焊接點以留給對應的電子元件之第一 與弟二方向。 藉由本案所提出之具體實施範例我們可以發現，前述的電子 系’洗另外還包括可摺疊式的電子連接點以包容概狀電子元件 的第一與第二方向。 藉由本案所提出之具體實施範例我們可以發現，至少有一個 電子7G件可以在第—與第二方向中重新改換位置，此時的第一方 向提供了—個幾近於對稱的空間以容納-組機械式風扇，而第二 8 201223433

TPPO/PUS225-OH 方向則提供了一個長條狀的空間以容納電子液體動力（EHD)空 氣驅動器。 藉由本案所提出之具體實施範例我們可以發現，前述的電子 系統另外還包含了在可替換變更之方向裡對應於至少一個電子元 件的可替換焊接點。 藉由本案所提出之具體實施範例我們可以發現，前述的電子 系統另外還包括了-條介於電子減動力⑽D) ^氣驅動器與 部份氣流路徑之間的傳熱導管。在某些具體實施範例裡，傳熱 導管是可插拔式的或可改變的續能容納好液體動力（_ 空氣驅動$或機械式空氣，轉II。糊來說，—個較寬的出氣 口，或至少一個寬口徑出氣口的局部，可以被應用在長條狀的電 子液體動力（EHD)空氣驅動器上，相反的，如杲是一個較短窄 的出氣口或至少-個短窄口徑出氣口的局部，則可以被應用在機 械式空氣鶴II上。郷—_子來看，—_單的阻礙物可 以插在出氣π的地方以控制出氣口與機械式空氣驅動器之橫切面 的氣流路徑大小。_可推，出氣口的部份可以付 動力⑽D)空氣驅動器或機械式 于祕 初态之—而打開夾i甬裔 並且在其他空氣驅動器運作的時候_閉不錢。 八’ 201223433 藉由本案所提出之具體實 可以利用機械式空氣驅動器並 器傳熱導管而設計定義。 TPPO/PUS225-011 例我們可以魏，4流的流徑 經由一條可替換之機械式空氣驅動 措由本案顺出之另-聽魏軸 含外觀機殼的電衫财包_切份㈣子元件於^ = =:道氣流路徑穿越整個機殼，而機械式空氣驅動器將會 =^機_進氣口與出氣口之間激發推動氣流好讓氣流能順 者所規Wi的氣流路徑流動紅作。另外，氣流路徑與至少一個 可控制調變之電子元株t . 于讀了以包谷—組電子液體動力㈣）空氣 驅動器以便能在機殼帽代機械式空氣驅動器。 —藉由本案所提出之具體實施範例我們可以發現，至少一個電 子το件的貧料或電力連接H是所有可鷄的，可展延的，可旋轉 的，以及有彈性的以便能容納至少一個電子元件之重新定位的電 子元件之一。 ▲藉由本細提出之具體實施範例細可以魏，類似像臭氧 沒種物質會逐漸地被產生而在電子液㈣力⑽D)空氣驅動器 ’下、轉表面處出現。在本案所提出之具體實施範例裡，電路機 板或其他電子元件之—或兩者的至少—雜，以及機殼的内部表 面或傳熱導管都會鑛上一層保護層以抵紫臭氧的侵敍。在一些 ”體實施_裡，臭氧防護電朗包括類似像鐵氟龍（Tefi〇^) 201223433 一 TPPO/PUS225-011 這種四氟乙烯喊錄。在—些具體實施細裡，電路機板以 及機殼的内部表面也纽上—層錄慨歧應材質。 藉由本案所提出之具體實施範例我們可以發現，電子系統另 外還包3 了-條從位於電路板上—或多個熱源直到散熱傳導表面 的熱傳導趣，而這條賴傳導餘上的無是由频式空氣驅 動器或電子賴動力⑽D)空氣轉輯;f動。 藉由本案所提出之具體實施範例我們可以發現，上述的散熱 傳導々iLk包括了 一條熱導管或/與散熱片。在某些具體實例之中, 至少局部的散鱗導驗會被社—層臭氧低或反應材質。 藉由本案所提出之具體實施範例我們可以發現，我們也可以 在電子系統裡同時使用多個電子液體動力（EHD)空氣驅動器。 舉例來說，第一組電子液體動力（EHD)空氣驅動器可以將氣流 強力導入消費性電子裝置機殼的進氣口中，而第二組電子液體動 力（EHD)空氣驅動器則將廢氣從裝置機殼的出氣口排放出去。 藉由本案所提出之具體實施範例我們可以發現，裝置的機殼 基本上是密封的，以便能讓由電子液體動力（EHD)空氣驅動器 所帶引流動的氣流得以在機殼裡依循所設計的流徑傳導流動。 在某些具體實例之中，機殼可以讓至少某些氣流在機殼的内側與 外側之間流動以傳導熱度。在某些具體實例之中，經由電子液 體動力（EHD)空氣驅動器所排放出來的熱氣基本上會比原先的 201223433 TPPO/PUS225-011 預期要來知超出許多，至少會超過2倍以上。在某些具體實例 之中，機殼一般會包含一或多個熱氣的對流設計，並且藉由這些 對流δ又计讓氣流得以在電子液體動力（ehd)空氣驅動器的帶引 驅動下從進氣口進入並得以將熱氣盡可能地排出。當然，這些 技術都必須歸功於電子液體動力（EHD)空氣驅動器的設計原理 以便能驅動任何數量的氣流。因此，電子液體動力（EHD)空氣 驅動器在設計時必須同時考慮到其他氣流才能做最後的配置。 藉由本案所提出之另一具體實施範例我們可以發現，在某些 情況下，電子系統所包含的幾近於密封之機殼會把絕大部份的電 子元件以及流經機殼内的冷卻氣流路徑整個收納在機殼裡。在 此情形下，電子液體動力（EHD)空氣驅動器主要用來順著氣流 路徑來驅動空氣，而眾多的電子元件中至少有一個電子元件是可 以调整設定來容納一個在機殼裡可以替代電子液體動力（EHD) 空氣驅動器的機械式空氣驅動器。 藉由本案所提出之另一具體實施範例我們可以發現，對應於 某個電子元件的連接器是可以選擇不同的設定以便能讓該電子元 件得以在不同幾何架構的電子液體動力（EHD)空氣驅動器與機 械式空氣驅動器之間作適當的搭配。 201223433 TPPO/PUS225-011 藉由本案所提出之另一具體實施範例我們可以發現，機殼可 以讓至少一些氣流能在機殼的進氣口與出氣口之間流動以傳導熱 氣。 藉由本案所提出之另一具體實施範例我們可以發現，本案提 出了 -種針對電子系統的機㈣之電子元件作強力對流散熱的方 法。此一方法包括了將至少一個電子元件預先規劃成能夠容納 用來作對流冷4卩之機械式空氣轉||或電子液體動力（觸空 轨驅動㈣架構。&_方法另外還包括了電子系統中至少某個 電子元件以及和它g己對的另—電子元件；並且安裝了機械式風扇 ^電子液體動力（EHD)空氣驅動n兩者之__以便能將氣流在機 殼的進氣口與出氣口之_著氣流路徑加以驅動。 藉由本案所提出之另—具體實施範例我們可以發現，上述的 此一方法包括了將輯之電子元件作連接之連翻加以設定以便 能容納不同肋_之電子㈣㈣⑽D)絲鶴器與機械 式空氣驅動器。 、藉由本案所提出之另-具體實施範例我們可以發現，將上述 的連接器作設定包括了對所選擇 (電子兀件的連接器做軸 對％左右翻轉，旋轉，以及展延等。 201223433 TPPO/PUS225-011 藉由本案所提出之另—具體實施範例我們可以發現，相對應 的電子ϋ件基本上會作對觀式的排列配置以便能夠配合機械式 空氣驅動器。 藉由本案所提$之另—具體實施範例我們可以發現，相對應 的電子7L件基本上會作長條型式的排列配置以便能夠配合電子液 體動力（EHD)空氣驅動器。 藉由本案所提出之另—具體f施範例我們可以發現，上述的 此方法包括了 δ又置—條導熱管域—導熱管會依附在最近的機 械式空氣驅動器與電子液體動力_)空氣驅動器以定義出至 少'^道氣流路控。 猎由本案所提出之另一具體實施範例我們可以發現，上述的 導熱管可以搭配應用在不同尺寸大小的電子液體動力_)空 氣驅動器與機械式空氣驅動器上，舉一個特別的例子來說，電子 液體動力㈣）空氣鶴器域口的橫切面就會比機械式空氣 驅動器出氣口的橫切面要大上。 藉由本案所提出之另一具體實施範例我們可以發現針對至 少-個電子元件來尋找其配對的另一個電子元件時將會包括 該相對應電子元件之重複連接所指向的選擇方向。 【實施方式】 14 201223433

TPPO/PUS225-OH 電子液體動力學（EHD，electrohydrodynamic)的加速，基 本概論 在本案以下的章節裡將會以所提出之若干個具體實施範例來 對電子液體動力學（EHD，electrohydrodynamic)的基本概論作 進一步的说明，為此，由jeweH_Larsen，N. etal.所著的論文 在多重物理量耦合模擬軟體上的由光環所導致產生之電子液體 動力學氣流模型”（發表於2008年靜電學ESA年會的論文研討會 中）（爾後在本文中將簡稱為“Jewell-Larsen模型論文，，），將 可以提供有效的參考和印證。另外，在1999年10月14日所發 表申请的美國專利（US Patent)編號6, 504, 308的文件中，標 名為 #電流加速器”簡稱為Krichtafovitchetal·,充分 地解釋說明了電極與高電壓電源供應器的架構在一些電子液體動 力裂置（EHD，electrohydrodynamic)中是非常有用的。此外， 由Jewell-Larsen模型論文的第一段（概論），第二段（技術背 景），以及第三段（各種模型）所組合而成的美國專利文件編號 ，504’ 308，也已經對此一技術和應用有著相當詳細的闡述。 本案所提出之電子液體動力（EHD)空氣驅動器其設計包括 一或多個光環放電型式的射電極。一般來說，上述的光環放電 式電極包括了展現少量曲線輻射且呈現線狀，棒狀，稜狀，或點 狀等形式的部份（或多個部份）。光環放電式電極也可能會有其 他的形狀；舉例來說，光環放電式電極也可能會呈現分叉刺狀線 15 201223433 TPPO/PUS225-011 形，寬金屬帶形，以及鑛齒片狀或具有銳利或薄刀部份之非鑛齒 片狀等型式，如此將使得離子能在輸人高電壓時於具有少量曲線 輻射之電極部份㈣地產生。—般來說，光環放電式電極也可 以被焊接在-大片的材#上。舉例來說，在本案所提出之某些 具體實施範例也會應用到如發表於2〇〇3年12月2日的美國專利 文件us Patent職7，157，取標題名為“光環放電式電極 與相同的操作方法，，並且簡稱為Krichtaf〇vitchetai.所提出 的發明。在這篇美國專利文件us patent、編號7, 157,期的文 件裡對於光環放電式電極所可能使用的射極材質只有作相當有限 的說明和敘述。-般而言，高電壓電源供應器都會在光環放電 式電極與集極之間產生一個電場。 藉由本案所提出之電子液體動力⑽D)空氣驅動器我們可 以發I t子液體動力⑽D)空氣驅動器包括了位於一或多個 光環放電式電極下鱗轉子收録面。通f電子液體動力 (EHD)空氣鶴n的離子收絲面包括了順著光環放電式電極而 下之近乎平_紐的料表面。在某些實際範罐，集極可 以用來負責熱傳導表面的第二種工作。在某些實際範例裡，也 可此會使用能渗透離子收集表面的流動液體。 一般來說，集極表面可以由任何適當的傳導物質來組成，例 如像是鋁質或鋼質的金屬等等。另外，在美國專利編號 6,919,698號簡稱為“〖]：地紐(：^油”的文件裡所介紹說明， 16 201223433 TPPO/PUS225-011 集極（在後續章節中也會稱為“催化加逮，，極）也可以使用由 高電阻值的材質所構成以便於傳導光環電流，但是流經高電阻值 之集極材質的電流所造成的電壓壓降可能會使得表面受到減損， 也因此而必需在初始點火事件時執行阻尼或加以限制。前述的 高電阻值材質的相關實例包括填充了塑膠，矽膠，砷化錄，磷化 銦，氮化硼，碳化矽，以及硒化鎘等等的碳化物材質。在美國 專利編號6, 919, 698號的文件裡也提出了許多具體實施範例以說 明限制某些集極材質的目的。在本案所提丨之具體實施範例裡 月特另主心的疋，我們也可以使用部份有條件的或電鑛的高電阻 質材料（相對於大量高電阻物質而言）。 電子液體動力（EHD)空氣驅動器的基本原理可藉由本案所 提出之具體實施範例與說明得到進一步的解釋和瞭解。另外， 利用位於内含兩個紐之系財的光觀f式原理的離子流來設 疋各個不同的階層，也可以在本案中以下的章節裡得到深入的說 明。 如圖1所福本案所提出之電子液體動力（卿的基本原 理，其中包含了位於第-電極1〇 (通常也稱之為“光環電極，/、 “光環放電式電極，，，“射極，，，或只簡稱為“發射端，，）與第 二電極12之間的-個高強度電場。此時系統裡靠近射極放電 區域11的"例如像是環繞著的空氣分子，將合變成離 子化並且職麟子16加軸_向第二電極12的離子流 201223433

TPPO/PUS225-OH 14，再與中性的流體分子17 庄破撞。在前述的碰撞過程中， 分子將會從離子16所構成的離 離子w 14中被分配給中性流體分 子17，包括流體分子17在預如a + & > 頂4之流體流動方向中相對應的運 動，如箭頭13所標示，指向了楚_ 第一電極12。第二電極12也 可以有許多的稱謂例如像“加球 “ 迷電極，吸引電極，’，“目標 電極，或“集極”等等。也 虽離子16所構成的離子流14 被吸弓U日向第二電極12且通常被第二電極12所中和之後合 有極大數量的中雌體分子17會通過第二電極12。由電子、i 體動力（_的基本原理所帶動產生的流體運動也有許多的稱 呼例如像是“電子雲，’ “ #戸+，， ”，知衣雲，或“離子雲，，等等，並 i動所2侧碰ig撕咐發之氣體 。。如圖lb所示為本鎮提出之電子液體動力咖）空氣驅動 為，其中射極10與集極12會被高電壓電源供應^ 18所充電 並且帶動在祕導表面2G上的流航徑，其巾的轉導表面可 以包括像是散熱鰭片，散熱導管，或散熱片等等。基本上運動 中的缝-般來說料是，賴在大錄的具體實施範例裡 特別是密封封包的案例之下是氣體的氣流，但是其他非氣體的流 體也可能會被使用。 藉由本案所提出之具體實施範例我們可以發現，本案所提出 之電子液體動力學（EHD，electrohydrodynamic)加逮裝置也可 201223433 TPPO/PUS225-011 ^稱之為裝置’，，“流體加雜，，“流體擾流 益、，以及其他_的名稱。在本騎提出之紐具體實施範 例裡’主要針對EHD裝置的架構作進一步的說明與介紹，其中 的光環放f於或靠近射極續能在鄰近之電場產生離子，藉以驅 誠體的流動。射的光環放電式裝置提供了—種有效的敘述 内容’並藉由本案所作的針對產生離子之技術介紹說明而能得到 更以的瞭解。糊來說，在本案所提$之某些频實施範例 裡’類似像無聲放電，交流放電，介電質障礙放電（dielectric bair:dlscharge，DBD)，或其他方法等等，都可以被用來在鄰 近電場的附近產生離子以驅動鄭個流體流徑。 般來說，各種規模大小，幾何架構，卩及其他設計的變動 都疋構成-個集極之靜電作絲面的各種延伸，並且該靜電作用 表面與射極和/或既有之腦裝置裡的集極之間有著許躲種不同的 相互關係。舉例來說，在本案所提出之某些具體實施範例裡 相對平面_極會被安排在·之光賴電式賴_平行表面， ^中的光％放電式放麟會從姆應之集極_導部份開始被顯 丁出來。但是，其他的具體實施範例則可能使用其他的靜電作 用=架構或其他的離子產生技術，崎紐術將會在本案以下 的早㈣作進-步的說明以得到更清楚的瞭解。 在本案所提出之具體實施範例裡，如果使用熱傳導表面時 例如像是導_片等形式，由電子元件（例如微處理器，繪圖晶 201223433 TPPO/PUS225-011 片，等等）與/或其他元件所產生的熱可以被傳導到驅動中的氣 流並且藉由對流流徑而發散排放出去。基本上當一個散執管理 系統被整合到-㈣業魏巾的日輪，熱料龍（通常會被建 立成為熱導管或細其他技術）會被設計來作為在熱封包裡將熱 從它發散（產生）出來的地方傳導到另一個（或數個）地方，其 中由電子液體動力（EHD)空氣驅動器（或機械式空氣驅動器） 所帶動的的氣流將會流過熱傳導表面。 如圚 ~ — 7 I·二ry J m 封閉的機殼202且内含了許容雷$ & I ^ η 3 ί汗夕電子兀件，例如像是微處理器 204’影像處理單元，電池與/或顯示發光源料，都會在電子系 所示為本案所提出之電子系統200,它包含了 統運作的時後產生出熱來。鱗管或其他的導熱途徑會將熱從 一或多個電子元件運送到一或多個位於由機械式風扇219所驅 動之某條氣流路徑218的熱傳導表面去。必須注意的是，為了 此對熱傳導表面，熱導官，散刻，以及其他散熱元件等有更簡 明且清楚的瞭解，本案以下的章節將會對如何將上述的這些散熱 裝置在特定_板姐驗構巾作最有效的配置。 在圖2中的機殼202具有進氣口您與出氣口四4，而 機械式風扇219會轉氣流並將氣流218順著進氣^ 222帶 引到出氣口 224。其中的機械式風扇219可以是一具軸型風扇 或-具補狀吹風機或其他能_動料空氣的氣流驅動裝置。 20 201223433 TPPO/PUS225-011 其中至少一個電子元件，例如像是3G網卡2〇6將會被配置在 緊臨機械式風扇219的第一個位置。 如圖3所示為本案所提出的電子系統2〇〇，它包括了一具 可以替代機械式風扇219的電子液體動力⑽D)空氣驅動器 220。3G網卡206肖安排配置在鄰近電子液體動力（_空氣 驅動器22G的第二個位置。因此，電子液體動力（EHD)空氣 驅動β 220與電子系統200裡至少-個電子元件，如前述的 3G網卡206,將可以安置在之前原本置放機械式風扇219與 3G網卡206的相同空間裡。*類似像熱導管，散熱片，以及 其他特來散熱的表面架構等的熱傳料置並沒有全部都在圖 中顯示出來’ _，本案町的章節將會對如何將上述的這些散 熱裝置作最有效的配置來作進一步的說明。 π針對有效配置安排電子元件，我們也可以在系統裡提供某種 彈性以重新安排置放電子元件，例如透過有彈性的可變連接器與 /或透過雙重連接點，比如說像是電源供應器，資料，訊號\ 及與/或拆卸風_接㈣。舉雕說，雙錢祕可以提供電 :與/或資_合給觸安排位置之元件裡。換句話說，連接點 j九可以疋可旋轉的或高彈性㈣件以配合實際的需求或要改 In新安排之元件的方向，如機械式風扇219與電子液體動力 )空氣軸11220。轉例綠，連無也可吨括可移動 ，轉的’可展延的，或彈性的電源與/或資料麵合。在某些 21 201223433 TPPO/PUS225-OH 資料與/或電源的耦 實際案例裡，藉由電源變壓器或延長線等的 合方式也可以達到重新配置元件的目的。 藉由本案所提出之具體實施範例裡，軌口挪與出氣口 224,氣流218與機殼202都是要搭配機械式風屬219與 液體動力⑽D)空氣驅⑽22〇軌有系統架構且只有極小甚 至沒有調纽咖可能。在某些情況下，舉例來說，機械式風 扇219 #電子液體動力卿空氣驅動器22〇啸接點都合密 封在機殼202之中。也就是說，一般普通的電源變壓器只有普 通的焊接點或只能針對機械式風扇219與電子液體動力（獅） 空氣驅動器220之-而有不同的連接點。在某些情況下，適當 的導熱管它可關應所整合或可能搭喊設之機械式風扇的氣流 路徑與電子液體動力_)空氣驅純的氣流路徑之不同而調 整其大小。 藉由本案所提出之具體實施範例裡，可重新安排位置的電子 元件包括像SSD，㈣，以及通訊卡料，都可以依所選擇搭配 的機械式風扇219或電子液體動力（EHD)空氣驅動器22〇之一 而有不同的配置設計。 /本案所提㈣方法也可以適驗各種不_氣流架構。舉例 來說’氣流218可能會流經機殼2〇2裡的某塊機板區域或，穿 越-條更多限制的通道。相同的，進氣口 222與出氣口泣4 22 201223433 TPPO/PUS225-011 也可以和其他元件作適當的配對設計，例如說，搭配整合機殼 2〇2的散熱表面，邊緣，或側邊等等。在本案所提出之某些具 體實施範例裡（並未顯示於圖中），我們也可以在進氣口 222與 出氣口 224之間利用數個電子液體動力（EHD)空氣驅動器22〇 來同時推與拉動氣流218。 必須注意的是，在一些不通風透氣的具體實施範例裡，機殼 内電子液體動力（EHD)空氣驅動器所驅動的流體流徑將會變得 非苇破感，也就疋说，我們可以利用輕射或對流的方式將熱傳導 到周圍的環境去。減一來，即使沒有有效的氣流對流穿越系 統，但是機殼的外部表面上的熱點將可以得到排解或至少有所消 減。當然，在本案所提出之具體實施範例裡，電子液體動力 (EHD)工氣驅動器、所驅動引導的氣流也可能同時用來管理區域性 的熱點’並且藉由強迫性的對流而將熱散發到某道氣流並且傳導 到某個對流孔去。 如圖4所示為本案所提出之電子系統，它包括了一個機殼 2的並且内含了許多電子統元件，例如像是微處理器204，繪圖 單元206’以及電池職以及其他所有可能會在電子系,统運作 日^產生熱的元件。其中的機殼202另外還定義了-個内殼212, 匕包覆了-或更多的電子系統元件2〇4, 2〇6。—道熱導管214 友、八他的,、'、傳導途徑會將熱從一或多個熱源在内殼212裡傳送 到位在由機械式空氣驅動器219所帶動之氣流218上的一個熱 23 201223433 . TPPO/PUS225-011 口 a表面21j ’必須注意的是，其中的熱導管214如圖中所示 圖，並不代表從特定熱表面到熱傳導表面216的 二、，路&之特德_構。還有，如前面所述，在前面的章 :裡對於熱傳導的⑽雜動需要特定的系統。機殼娜具有進 氣口 222與出氣口 224 u芬θ ,, ^4’以及一具機械式空氣驅動器219以便 能將氣流順著進惫σ 999 ^ 222與出氣口 224之間的氣流路徑做驅動 帶引。 圖5所示為本案所提丨之電m它包括了-具電子 液體動^⑽D)空氣驅動器咖以替代圖4中所示的機械式氣 Z動器電池2G8 t延伸擴展到原本圖4中由機構氣體擾 —『斤伯據的挪區域面積。因此，系統元件有可能要再重新 女排位置’且/或某些元件可能也要因應搭配機構氣體擾流器 219與電子液體動力⑽D)空氣驅動器22〇之間的切換而作適 、灸更任何數量或組合的進氣口和出氣口架構也可以被應 用在各種不同的裝置架構中。在機殼2〇2裡面的任何數量之電 子7G件其表面，錢甚朗殼表面等都可崎上—層保護層以防 止由電子液體動力（EHD)空氣驅動器220所製造產生出之臭氧 的侵钱效應。 在本案所提出之具體實施範讎，出氣口或導熱表面可以被 設計成能提供給流經電子液體動力（EHD)空氣驅動器架構有較 低的氣流溫降，而流經機械式空氣驅動器架構有較高的氣流溫 24 201223433

TPPO/PUS225-OH 降。舉例來說，和電子液體動力（ehd)空氣驅動器一起搭配使 用的導熱’#!>；，如果與和機械式空氣器一起搭配使用的導熱 韓片比k起來，前者可以有較寬賴片間距或較淺⑽片深度。 相同的道理，由機械式空氣鶴器利導帶動之氣流對相對應之 熱傳導表面所造成的熱貞擔，要比由電子液義力⑽D)空氣 驅動器所引導帶動之氣流對相對應之熱傳導表面所造成的熱負擔 來知更重。舉例來說，利用不同的傳導材質或不同的熱傳導表 面面積都可以是频姆叙電子㈣動力⑽D)空氣驅動器 或機械式^氣驅魅的部份純架構。再舉例來說，較厚的銅 質熱導管與/或較靠近之間距的散熱制可以用來搭配機械式空 氣驅動’而㈣_質熱導管與/或較寬之間距的散熱縛片則 可以用來搭配電子液體動力（EHD)空氣驅動器。 在本案所提出之某些具體實施範例裡，和機械式空氣驅動器 搭配使用之散熱縛片其角度會對應於熱導管的設計走向，以配合 由機械式空氣驅動ϋ所旋轉軸之氣流方向或所謂的“攻擊角 度。散熱縛片的角度，面積大小，或間距寬窄的變異也可以 包括機械式空氣驅動H的氣流預設值賴異，例如像風扇扇葉的 運動，它會在氣_這-進生較高的氣壓叫顺快的氣流流 動，而在氣流的另-側產生較低的氣壓而有較慢的氣流流動。 在某些實例裡，如前述的熱傳導表面其變討簡來提供大致上 25 201223433 TPPO/PUS225-011 固定的或至少局部穩定平_熱傳導設定，以達到從對應之區域 到出氣Π的整個熱傳導流徑—個更穩定固定的設定值。 在某些比較低調的消費性電子裝置裡，整個裂置的厚度可能 會少於10麵，纟中還必需包含佔據著垂直厚度相當部份的整合 i /、巾的垂直厚度可以容納相對應的空氣驅觸以及上面 打上了積體電路，分離繪圖晶片，連接器等等的印刷電路板 (PCB)，&些讀佔據著絕大部份的崎空間。麵去，例如像 打上了。包括像中央處理單元（_，綠圖處理單元（g㈣，通 地器，以及無線傳輸器，記憶體等等的積體電路的印刷電路 板，它們都會產生出占有整個裝置相當部份的熱負載，在某些具 體實施範例裡，這些熱都會由空氣驅動器來冷卻且此一空氣驅動 器會盡可能地靠近熱源（或熱耦合鰭片/散熱片）。 系統元件的位置可以包容一具電子液體動力（腿）空氣驅 動器或機械式空氣鶴㈣面積翻。舉例來說，在具有一具 電子液體動力（EHD)空氣驅動器的特定系統架構裡，電子液體 動力（EHD)空氣驅動器差不多有13〇随長，6麵高以及沈 麵深，也就是氣流的深度。城的，在具有一具機械式空氣驅 動器的特定系統架構裡差不多只有55 ~ 65麵平方以及最多6 麵厚。纟某些具體實施範_，還可以用上兩具機械式空氣驅 動器，此時每-具空氣驅動器差不多有4〇〜5〇麵平方以及6 mm厚。 26 201223433 TPPO/PUS225-011 藉由本案所提出之使用靜電流加速器（EFAs，electrostatic fluid accelerators)或電子液體動力（EHD)驅動器裝置的熱管 理系統可以鶴料讀流動，—般常見的是氣流，它們都會架 構在因光城電之結果所產生雜子加速之上。在其他的實施 犯例中也可能會伽其他的離子產生技術，這些情況可以在以下 的章節中得到更進-步的說明解釋。錢用熱傳導表面的情況 下，從電子元件（例如像微除理器，繪圖單元等等）和/或其他 電子系統70件所触料的_可以料職織徑去而得到發 散。其中的熱傳導途徑，例如像是熱導管，將會被用來將從機 殼内部的衫地方職生出來的熱，料到由電子液體動力 (EHD)驅動裝置所帶動料之氣流再傳導給熱傳導表面去以得到 完整的散熱。 精由本案所提^之某些具體實施範例，電子液體動力咖） 空氣冷卻线或其他__子魏置_相絲設在一個可 =的糸統中，例如—部筆記本型電腦，平板或桌上型電腦，投 衫機或影像顯示裝置等等。另外璜古&夕々 另外逷有許夕各種的功能也可以被 括靜電流加速器（EFAs，electrostatic fluid a⑽⑽tors)或電子液體動力（ 是氣流推進器，@ ㈣㈣置上，例如像 写旦,“,、、，溥膜處理褒置，空氣懸浮微粒清淨 σ ’〜P機，以及針對如同電腦黎 等之心 本型賴，和手持裝置等 的電子玫置的冷卻系統等等。在上述的各《置中也可 27 201223433 a, „ TPPO/PUS225-011 =置，1視機上盒，投影機，影印機，傳真機， t 燒錄裝置，影因播放裝置，軌裝置，充 電裝置，電源變麗器，*源，醫 θ 席衮置，豕庭设備，電源用具， 兀…域機，電視機，以及影像顯稀置等等。 當本案所提出之各種具體實施範例被詳細地引述說明時，這 或彳’了生的理4都在本案所提出的翻巾請涵絲圍之内。 額外的優1_匕也都屬於本案所提出蝴賴能涵蓋的權利範 2因此，本案所提出申請的權利範圍並不僅限於前述所提出 的具體實施範例而已，各種其他的延伸方法或範例等也都涵 盘在其中。也就是說，只要是應用的精神或理念符合本案所提 出的則述構想都將在保護的範圍中。 其他的申請範圍細節則都詳細地載明於附件裡申請範圍之 中。 28 201223433 TPPO/PUS225-011 【圖式之簡單說明】 本案所附關不都針對本案所提出之若干具體實施範例作詳 細深入的制，包括其⑽各個物件，魏，與本案所提出之獨 創之優點。另外，圖示令的元件配置都只是示意圖而已，並不 是正確的幾何相對位置。 圖la所7F為藉由本案所提出之電子液體動力學（職 electrohydrodynamic)的基本理論架構圖。 圖1b所示為藉由本案所提出之高電壓電源供應器的系統 架構圖，其中的射極與集極會被施予電能以驅動整個氣流 路徑。 圖2所示為藉由本案所提出之包含一具機械式風扇的電子 系統之上視圖。 圖3所示為藉由本案所提出之包含一具電子液體動力（_ 二氣驅動器的電子系統之上視圖。 圖動ST"1由本案所提出之另—包含—具機械式空氣驅 動為、的電子系統之上視圖。 ⑽η圖i所示為藉由本細提出之另—包含—具電子液體動力 ()空氣驅動器的f子系統之上視圖。 29 201223433 TPPO/PUS225-011 【主要元件符號說明】 10:射極 12:集極 18:電源供應器 20:熱傳導表面 200:電子系統 202:機殼 204:電子系統元件 206:電子系統元件 208:電池 218:氣流或氣流路徑 219:風扇或機械式空氣驅動器 222:進氣口 224:出氣口 220:電子液體動力（EHD)空氣驅動器 30

Claims (1)

1. 201223433 TPPO/PUS225-011 七、申請專利範圍： 1. 一種電子系統，包含： 一機殼（202)，内含許多電子元件（206，204); 一道穿越該機殼的氣流路徑（218)，以及； 一電子液體動力（EHD)空氣驅動器（220),係用來驅動導引 氣流，讓氣流得以在機殼上的進氣口與出氣口（222, 224)之間 的氣流路徑流動； 其中諸多的電子元件（206)裡至少有一個可以作位置設定的 5周整，以便此將機殼（202)裡的電子液體動力（膽）空氣驅動器 (220)替換成機械式氣體驅動器（21.9)。 2. 如申請專利翻第〗項所述之電子蛾其中對應於某個電 子元件的連接ϋ可以讓該電子元件朗應所選擇的_而改變方 ，以搭配即將使用的不同幾何架構之電子液體動力（_空 氣驅動器或機械式空氣驅動器。 丄如申請專利細第2項所述之電子, 對應之電子元件u + ，、以外运包4 件中第—和紅方向的第—和第二焊接點。 4.如申請專利範圍第2項所述之電子系统 重覆可折4的電子連接如搭轉、_方=糾還包含 乐一方向+相對應的電 201223433 TPPO/PUS225-OH 元件。 5. 如申請專利範圍第i項所述之電子系統，其中至少有一個電 子兀件可以在第—和第二方向中重新安排位置，第—方向會提供 :個近似於對稱的空間以容納一具機械式風扇，而第二方向則會 提供一個長條狀的空間以容納電子_動力㈣）空氣驅動器。 6. 如申請專機圍第1項所述之電子系統，其巾另外還包含了 個’1於電子液體動力（EHD)空氣驅動器和部份氣流路徑之間 的導熱片。 7.如申#專利範圍第6項所述之電子系統，其中的氣流路徑會 被設計成藉由一個替代之機械式空氣驅動器轉換片來搭配機械式 空氣驅動器。 8. —種電子系統，包含： 一機殼（202) ’内含了許多電子元件（2〇6，204); 一道穿越機殼的氣流路徑（218)，以及； 一具機械式空氣驅動器（219)，係用來驅動導引氣流，讓氣流 得以在機殼上的進氣口與出氣口（222, 224)之間的氣流通道流 32 201223433 TPPO/PUS225-011 其中諸多的電子元件（206)裡至少有—個可以作位置設定的 调整’以便將機殼（202)裡的機械式空氣驅動器（219)替換成電 子液體動力（EHD)空氣驅動器（220)。 9. 如申請專利範圍第8項所述之電子系統，其中至少一個電子 元件的資料連接H必需是可移動的，中軸旋轉的，以及有彈性的 以便能對應搭配至少一個電子元件。 10. 如申請專利範圍第8項所述之電子系統，其中另外還包 含了重覆可折疊的電子連接點以搭配第一和第二方向中相對應的 電子元件。 11. 一種在某個電子系統的機殼（202)中對大部份的電子元 件（204，206)作對流散熱的設定方法，包含以下步驟. 對至J-個電子元件（2G6)設定其在於—或二種預設架構中 的位置，以搭配對流冷卻時所可能用到的機械式空氣驅動器 (219) 或電子液體動力（EHD)空氣驅動器（220); 在電子系統中將至少一個電子元件耦合到至少另一個電子元 件的可選擇位置上；以及 將機械式風扇（219)或電子液體動力（EHD)空氣驅動器 (220) 二者之一安裝起來，以便能在機殼（202)的進氣口（222) 33 201223433 TPPO/PUS225-011 和出氣口（224)之間的氣流路徑上驅動引導氣流。 12. 如申請專利範圍第U項所述之方法，其中另外還包括設 定-個用來叙合某個對應之電子元件的連接器以搭配機械式空氣 驅動器與電子液體動力⑽D)錢驅動器之間不同的幾合結構。 13. 如申請專利範圍第u項所述之方法，其中設定連接器包 含了架構在相對應之電子元件上可麵位置的抽狀翻轉，旋轉， 以及展延等等的動作。 Η.如申請專利範圍第U項所述之方法，其中相對應的電子 兀件必需能提供相當對稱的空間以搭配所要使用的機械式空氣驅 動器。 15.如申請專利範圍第u項所述之方法，其中相對應的電子 元件必需能提供相當長條_郎以搭配所錢㈣電子液體動 力（EHD)空氣驅動器。 16. 睛專利範圍第U項所述之方法，其中另外還包括將 一片導熱片絲在鄰近機械式空氣驅觸或電子液體動力⑽D) 空耽轉^二者之-的地方叹絲少局部的氣流路徑。 34 201223433 TPPO/PUS225-011 17· 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中用來耦合至少 一個電子元件的步驟包含了選擇某個相對應之重覆連接點以對應 到所選擇的對應電子元件之方向。 18· —種電子系統，包含： 一實際封合之機殼（202)，内含許多電子元件（206，204); 一道穿越機殼的氣流路徑（218)，以及； 一電子液體動力（EHD)空氣驅動器（220)，係用來驅動導引 氣流，讓氣流得以在氣流路徑（218)上流動； 其中諸多的電子元件（206)裡至少有一個可以作位置設定的 。周2，以便能將機殼（202)裡的電子液體動力（ehd)空氣驅動 器（220)替換成機械式空氣驅動器（219)。 19. 如申請專利範圍第18項所述之電子系統，其中對應至少 一個電子元件的連接ϋ可以在該對應之電子元件的可改變方向中 選擇架構奴，以便祕輯要彳㈣之獨幾何_的電子液體 動力（EHD)空氣驅動器（220)與機械式空氣驅動器。 20. 如申請專利範圍第18項所述之電子系統，其中的機殼可 以讓至少某些氣流錢於進氣π和出氣口之_流独將熱傳導 35 201223433 TPPO/PUS225-011 發散出去。 36