TWI483097B - Cpu散熱電路 - Google Patents
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Description
本發明涉及一種散熱電路，尤其涉及一種CPU散熱電路。
CPU是電腦和伺服器核心器件。CPU效能直接影響系統之工作狀況。一般CPU功耗很大，高到100瓦以上。為了CPU安全工作，必須要給CPU散熱。如果CPU散熱不良，系統可能會死機或自動關機，如此給使用者造成很大困擾。現有技術通常採用CPU風扇或散熱器對CPU進行散熱。然而，採用上述散熱結構之設計成本高，佔用空間大，安裝麻煩，而且容易壞。
鑒於以上情況，有必要提供一種可藉由熱電致冷元件對CPU進行散熱之CPU散熱電路。
一種CPU散熱電路，其包括一熱電致冷元件及一恒流源電路，所述熱電致冷元件固設在CPU上，該熱電致冷元件包括一與所述CPU連接之第一熱電基板及一與所述第一熱電基板相對設置且遠離所述CPU之第二熱電基板，複數個P型半導體、複數個N型半導體。所述第一熱電基板之兩端分別設有一正接電引腳和一負接電引腳。所述複數個P型半導體及複數個N型半導體交替排布在所述第一、第二熱電基板之間，且所述複數個P型半導體及複數個N型半導體兩兩相互間隔並相互並聯。所述恒流源電路分別電性連接至所述熱電致冷元件之正接電引腳和負接電引腳間，用於控制分配至熱電致冷元件中之電流之大小，當電流通入時，所述熱電致冷元件靠近CPU之一端產生吸熱效應降低溫度形成冷端，而熱電致冷元件遠離CPU之一端放出熱量形成熱端，該熱電致冷元件吸收之熱量大小與電流大小成正比。
相較於先前技術，本發明之CPU散熱電路可藉由熱電致冷元件對CPU進行散熱，從而無需再安裝CPU風扇進行散熱，設計成本低，佔用空間小。而且本發明之CPU散熱電路之熱電致冷元件吸收之熱量大小與電流大小成正比，藉由恒流源電路對熱電致冷元件之輸入電流進行控制，有效地控制了CPU之散熱。
下面將結合附圖，對本發明提供之CPU散熱電路作進一步之詳細說明。
請一併參閱圖1與圖2，本發明實施方式例提供之CPU散熱電路100，其包括一熱電致冷元件10及一恒流源電路20。所述恒流源電路20用於控制分配至熱電致冷元件10中之電流之大小從而對CPU進行散熱。
所述熱電致冷元件10包括一與所述CPU連接之第一熱電基板11a及一與所述第一熱電基板11a相對設置之第二熱電基板11b、複數個P型半導體11a、複數個N型半導體11b。所述複數個P型半導體11a、複數個N型半導體11b交替間隔之排布在所述第一、第二電熱基板11a、11b之間，且所述複數個P型半導體11a及複數個N型半導體11b兩兩相互間隔並相互並聯。其中第一熱電基板11a之兩端分別設有一個正接電引腳110和一負接電引腳112間。當電流通入時，所述熱電致冷元件10與靠近CPU之一端產生吸熱效應降低溫度形成冷端，而熱電致冷元件10之遠離CPU之一端放出熱量形成熱端。該熱電致冷元件10冷端吸收之熱量及熱端釋放之熱量大小與電流大小成正比。電流越大，該熱電致冷元件10吸收之熱量越多且熱端釋放熱量之速度也越快。
所述恒流源電路20包括一電壓比較器21、一熱敏電阻R1、至少一電流採集電阻R3、至少一個開關管Q。
本實施方式中，所述電壓比較器21為一LM358DRG4晶片，該電壓比較器21包括一第一輸入端I1、一第二輸入端I2、一第三輸入端I3、一第四輸入端I4、一第一輸出端O1及一第二輸出端O2。
所述熱敏電阻R1為一負溫度係數之電阻，其隨CPU溫度之增加而阻值變小。本實施方式中，所述熱敏電阻R1與一第一電阻R2相互並聯，並藉由所述熱敏電阻R1之一端連接至一電壓源VCC，同時將該熱敏電阻R1之另一端連接至所述電壓比較器21之第一輸入端I1。該熱敏電阻R1鄰近所述熱電致冷元件10，且以可準確感測到所述熱電致冷元件10之位置為最佳設置位置。
本實施方式中，所述至少一電流採集電阻包括五個第二電阻R3、該五個第二電阻R3相互並聯。該五個第二電阻R3之輸入端連接至所述熱電致冷元件10之負接電引腳112，而輸出端連接至所述電壓比較器21之第四輸入端I4，也即，該至少一電流採集電阻並聯在所述熱電致冷元件10之負接電引腳112與所述電壓比較器21之第四輸入端I4之間。
所述至少一開關管包括四個電晶體Q，所述電晶體Q包括一第一控制端及第一開關端及第二開關端，所述第一控制端用於控制第一開關端及第二開關端之間之導通與斷開。本實施方式中，所述電晶體為一N-MOS管，所述第一控制端為N-MOS管柵極G，第一開關端為N-MOS管之漏極D，第二開關端為N-MOS管之源極S。所述四個N-MOS管之柵極G分別均連接至所述電壓比較器21之第一輸出端O1及第二輸出端O2，所述四個N-MOS管之漏極D均連接至所述電壓源VCC，所述四個N-MOS管之源極S均連接至所述熱電致冷元件10之正接電引腳110。
可以理解之是，所述至少一個開關管也可包括一個電晶體、二個電晶體、三個電晶體或四個以上之電晶體，且該電晶體之型號並不限定為N-MOS，其也可為P-MOS、NPN型三極管或PNP型三極管，並不限於本實施方式。
工作時，所述電壓比較器21之第三輸入端I3連接至一基準電壓Vref，本實施方式中，所述基準電壓Vref為1伏。CPU散熱時，所述熱電致冷元件10之溫度上升，由於所述熱敏電阻R1之阻值降低，此時，所述電壓源VCC經該熱敏電阻R1輸入至所述電壓比較器21之第一輸入端I1之電壓升高，所述電壓比較器21之第一輸出端O1之輸出電壓升高，因此，輸入至各電晶體Q1之柵極電壓升高，各電晶體Q1之導通程度加強，輸入至所述熱電致冷元件10之正接電引腳110之電壓升高，經過所述熱電致冷元件10之電流升高，該熱電致冷元件10吸收和放出更多之熱量，以達到散熱之效果。所述熱電致冷元件10之負接電引腳112輸出之電流流入至所述電壓比較器21之第四輸入端I4。當溫度過高時，經所述熱電致冷元件10之負接電引腳112輸出之電流增加，所述電壓比較器21之第四輸入端I4之輸入電壓大於第三輸入端I3之基準電壓Vref（1伏）時，所述電壓比較器21之第二輸出端輸出一低電平至各電晶體Q之柵極G，此時，各電晶體Q截止，所述熱電致冷元件10停止工作。優選地，所述CPU散熱電路100進一步包括一報警器（圖未示），當所述熱電致冷元件10停止工作時，所述報警器發出警報，以提示用於CPU之溫度過高，需系統重新啟動。
本發明之CPU散熱電路可藉由熱電致冷元件對CPU進行散熱，從而無需再安裝CPU風扇進行散熱，設計成本低，佔用空間小。而且本發明之CPU散熱電路之熱電致冷元件吸收之熱量大小與電流大小成正比，藉由恒流源電路對熱電致冷元件之輸入電流進行控制，有效地控制了CPU之散熱。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
100‧‧‧CPU散熱電路
10‧‧‧熱電致冷元件
11a‧‧‧第一熱電基板
11b‧‧‧第二熱電基板
11a‧‧‧P型半導體
11b‧‧‧N型半導體
110‧‧‧正接電引腳
112‧‧‧負接電引腳
20‧‧‧恒流源電路
R1‧‧‧熱敏電阻
I1‧‧‧第一輸入端
I2‧‧‧第二輸入端
I3‧‧‧第三輸入端
I4‧‧‧第四輸入端
O1‧‧‧第一輸出端
O2‧‧‧第二輸出端
VCC‧‧‧電壓源
R2‧‧‧第一電阻
R3‧‧‧第二電阻
Q‧‧‧電晶體
G‧‧‧柵極
S‧‧‧源極
D‧‧‧漏極
Vref‧‧‧基準電壓
圖1是本發明實施方式之CPU散熱電路之示意圖；
圖2是圖1中之CPU散熱電路之熱電致冷元件之示意圖。
100‧‧‧CPU散熱電路
10‧‧‧熱電致冷元件
110‧‧‧正接電引腳
112‧‧‧負接電引腳
20‧‧‧恒流源電路
R1‧‧‧熱敏電阻
I1‧‧‧第一輸入端
I2‧‧‧第二輸入端
I3‧‧‧第三輸入端
I4‧‧‧第四輸入端
01‧‧‧第一輸出端
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R3‧‧‧第二電阻
Q‧‧‧電晶體
G‧‧‧柵極
S‧‧‧源極
D‧‧‧漏極
Vref‧‧‧基準電壓
Claims (7)
- 一種CPU散熱電路，其包括一熱電致冷元件及一恒流源電路，所述熱電致冷元件固設在CPU上，其改進在於：該熱電致冷元件包括一與所述CPU連接之第一熱電基板及一與所述第一熱電基板相對設置且遠離所述CPU之第二熱電基板，複數個P型半導體、複數個N型半導體，所述第一熱電基板之兩端分別設有一正接電引腳和一負接電引腳，所述複數個P型半導體及複數個N型半導體交替排布在所述第一、第二熱電基板之間，且所述複數個P型半導體及複數個N型半導體兩兩相互間隔並相互並聯，所述恒流源電路分別電性連接至所述熱電致冷元件之正接電引腳和負接電引腳間，用於控制分配至熱電致冷元件中之電流之大小，當電流通入時，所述熱電致冷元件靠近CPU之一端產生吸熱效應降低溫度形成冷端，熱電致冷元件遠離CPU之一端放出熱量形成熱端，該熱電致冷元件吸收之熱量大小與電流大小成正比。
- 如申請專利範圍第1項所述之CPU散熱電路，其中：所述恒流源電路包括一電壓比較器、一熱敏電阻、至少一電流採集電阻、至少一個開關管，該電壓比較器包括一第一輸入端、一第二輸入端、一第三輸入端、一第四輸入端、一第一輸出端及一第二輸出端，所述至少一電流採集電阻並聯在所述熱電致冷元件之負接電引腳與所述第四輸入端之間，所述電晶體包括一第一控制端及第一開關端及第二開關端，該至少一電晶體之第一控制端分別均連接至所述電壓比較器之第一輸出端及第二輸出端，所述第二控制端均連接至一電壓源，所述第三控制端均連接至所述熱電致冷元件之正接電引腳，所述熱敏電阻鄰近所述熱電致冷元件，該熱敏電阻之一端連接至所述電壓源，該熱敏電阻之另一端連接至所述電壓比較器之第一輸入端，所述電壓比較器之第三輸入端連接至一基準電壓源，所述熱電致冷元件之負接電引腳輸出之電流經過所述至少一電流採集電阻流入至所述電壓比較器之第四輸入端。
- 如申請專利範圍第2項所述之CPU散熱電路，其中：所述電晶體為一管，所述第一控制端為N-MOS管之柵極，第一開關端為N-MOS管之漏極，第二開關端為N-MOS管之源極，所述熱敏電阻為一負溫度係數之電阻，其隨CPU溫度之增加而阻值變小。
- 如申請專利範圍第2項所述之CPU散熱電路，其中：所述熱電致冷元件之溫度上升，所述熱敏電阻之阻值降低，所述電壓源經該熱敏電阻輸入至所述電壓比較器之第一輸入端之電壓升高，所述電壓比較器之第一輸出端之輸出電壓升高，輸入至各電晶體之柵極電壓升高，各電晶體之導通程度加強，輸入至所述熱電致冷元件之正接電引腳之電壓升高，經過所述熱電致冷元件之電流升高，該熱電致冷元件吸收和釋放更多之熱量。
- 如申請專利範圍第2項所述之CPU散熱電路，其中：當CPU溫度過高時，經所述熱電致冷元件之負接電引腳輸出之電流增加，所述電壓比較器之第四輸入端之輸入電壓大於第三輸入端之基準電壓時，所述電壓比較器21之第二輸出端輸出一低電平至各電晶體之柵極，此時，各電晶體截止，所述熱電致冷元件停止工作。
- 如申請專利範圍第5項所述之CPU散熱電路，其中：所述CPU散熱電路進一步包括一報警器，當所述熱電致冷元件停止工作時，所述報警器發出警報，以提示用於CPU之溫度過高，需系統重新啟動。
- 如申請專利範圍第1項所述之CPU散熱電路，其中：所述電壓比較器為一LM358DRG4晶片。
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|---|---|---|---|---|
| TWI898197B (zh) * | 2023-03-24 | 2025-09-21 | 華碩電腦股份有限公司 | 散熱控制方法以及適用此散熱控制方法之電子設備與可攜式電子裝置 |
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-
2010
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