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为什么手机要散热(手机为什么不用半导体散热)

作者|D.K.摄影|一颗皮划艇视频|极果研究室来源|极果编辑部导航、拍照、打游戏,没过多久手机就烫的不行。市面上种类繁多的手机散热装备,到底有没有用?如何操作

作者| D.K.摄影| 一颗皮划艇视频| 极果研究室

来源| 极果编辑部

导航、 拍照、打游戏,没过多久手机就烫的不行。 市面上种类繁多的手机散热装备,到底有没有用? 如何操作,才是给手机散热的正确姿势?#数码科技要闻#

为什么手机要散热(手机为什么不用半导体散热) - 第1张

说到散热,手机玩家想到的可能是游戏手机、散热背夹。 然而实际上,手机壳才是影响很大而且经常被忽略的一个因素。单纯从理论角度来分析,手机壳对散热来说,其实相当不利。 因为绝大多数手机壳,它的内衬不会跟手机本身接触的太紧,这就在壳和手机之间留下了一层薄薄的空气。

为什么手机要散热(手机为什么不用半导体散热) - 第2张

再加上手机壳的材料导热性能又大多比较差,根据串联热阻叠加原则,热量很难从背壳或者边框里散发出来。 要是这种中空的或者带毛的,那就更完蛋了。

BUT,牛顿冷却定律告诉我们。 如果能做到跟手机之间接触、导热良好,壳体又能增加手机和空气的接触面积,那么它还是能帮助散热的。

为什么手机要散热(手机为什么不用半导体散热) - 第3张

市面上的“散热”手机壳大致分为两种,一种是这样单纯开洞的透气款; 另一种则是雷蛇这样看起来比较厚,是中间夹了导热材料的导热款。 这样能让热量可以更好的从后盖转移到手机壳,从而散发出去。

为了验证“散热手机壳是不是真的能散热”,果酱斥巨资,整来了399的雷蛇冰铠,39.9的石墨烯散热手机壳,19.9的大塑料洞洞壳,以及没说自己能散热的普通壳。 再加上我们刚才说的摘壳吹风扇的方法,同样进行20分钟的游戏测试,看看哪一款的温度表现最稳定。

为什么手机要散热(手机为什么不用半导体散热) - 第4张

结果…… 笑死,裸奔+风扇温度最低。 而所有戴了保护壳的温度,就全都在45度以上。 两款散热壳的机身温度甚至还更高。 即使是表现相对最好的洞洞款也不值得买。 因为不仅不降温,而且基本上没有啥保护性。 只能防刮花,而且小孔容易藏灰又不好清理。关键是这个壳吧,密集恐惧症看一眼,恐怕会当场去世。

为什么手机要散热(手机为什么不用半导体散热) - 第5张

所以说这些所谓的散热手机壳,恕我直言,都是垃圾。 看来防摔跟散热这两个需求,注定是不能同时满足了。

至于这399跟39.9之间区别……是这样的: 固体导热基本上依靠两种机制,一是晶格振动,二是自由电子。 也就是说,一般导热能力好的固体材料,它也容易导电。

为什么手机要散热(手机为什么不用半导体散热) - 第6张

而根据官方资料呢,雷蛇这个里面应该是三层结构,里面起到导热作用的是类似硅脂或者相变片的东西。 导热性能稍微差点,但是不怎么影响手机功能。

而这个39.9的呢……用的是铜箔。 不光有挡信号的嫌疑,而且还会献祭掉你的无线充。 厂商费劲扒拉才在散热、重量、信号之间取得的微妙平衡,到了用户手里,却很容易就被装上去的各种奇怪东西给搞乱掉 。诶。

为什么手机要散热(手机为什么不用半导体散热) - 第7张

上面说的这些,都是常规的对流散热。 热力学第一定律告诉我们,再猛的降温设备,也不可能让手机比室温害凉快。 如果你打游戏的地方碰巧又热又没有空调的话(比如说,大学宿舍),想让手机再凉快点,那就需要一点别的招数了。

为什么手机要散热(手机为什么不用半导体散热) - 第8张

虽然宿舍没空调,但手机可以有。 这就是市面上最常见的降温产品: 手机散热背夹。 跟前面说的壳子不同,这种产品利用一种叫“帕尔帖效应”的原理。 把两种不同的导体像这样连起来,然后加上电压,在两端不同导体相连的位置就会产生一端吸热、一端放热的反应。

为什么手机要散热(手机为什么不用半导体散热) - 第9张

吸热能力,则取决于电功率大小和材料本身的性质。 把许多个能产生温差的导体对利用现代技术封装在一起,就是背夹里的半导体制冷片了。

为什么手机要散热(手机为什么不用半导体散热) - 第10张

作为一种主动制冷设备,散热背夹确实有用。 但它的问题跟散热壳一样: 跟一些曲面背壳的手机可能接触不良,或者受限于芯片布局,无法夹在发热最严重的位置,效果就要打点折扣。但最关键还是费电。 以黑鲨为例,发布会上公布的背夹功耗是7W左右。 7W这个数字大家可能没概念啊,根据测试数据,一台888手机可能打游戏的时候,整机功耗也就6~7W,等于打个游戏要烧双份的电。

为什么手机要散热(手机为什么不用半导体散热) - 第11张

而且帕尔贴元件的制冷效率其实很差,资料显示只有约30%的功率用于制冷,甚至还有测出来个位数的。 这也导致某些高端或者DIY产品,能做到逼近20W甚至更高。 真的是我看不懂,但我大受震撼。

因此大多数主动散热背夹都需要单独外接供电,出门在外就只能带多一个充电宝,或者消耗手机本身的电池。 一顿操作猛如虎,一看电量25%。 少数自带电池的款式也都不大,不考虑其他损耗的话,基本上30分钟到1小时左右也就都没电了。 没什么移动性,撑不了太久。

为什么手机要散热(手机为什么不用半导体散热) - 第12张

关键是,按照热力学第二定律,帕尔帖元件向外排放的热量,必然大于手机芯片工作产生的热量。 也就是说相比其它散热手段,背夹的降温能力是最好的,但是排放的废热也增加了。你的手机是不烫了,但这一切值得吗?

为什么手机要散热(手机为什么不用半导体散热) - 第13张

市面上还有一些……更加扭曲的产品。 比如这种水冷散热背夹。 使用的时候需要扒掉手机壳,但是跟直接对着手机吹风相比,它最多能做到噪音比较低,同样不可能把手机降温到比室温更低的程度。 除非,你往水箱里倒冰块。

为什么手机要散热(手机为什么不用半导体散热) - 第14张

手机散热,说简单也很简单。 在机身内部用一根热管或者VC均热板,把SoC的热量导出。 再经过手机内的石墨片等导热结构,最终从后盖和边框部分,将热量散出去。就跟我们刚才演的小剧场一样,这是一个涉及材料物理等多种学科的复杂工程。 而且对体积重量成本又有非常严格的要求。 手机买回来之后再做改动,就必然要牺牲重量、手感、信号、电量……有时候还收效甚微。

为什么手机要散热(手机为什么不用半导体散热) - 第15张

最有效的手机降温方式,还是 远离阳光直射,降低环境温度,摘掉手机壳,让手机机身跟冷空气之间充分接触 把空调开开,对着手机吹。 这样手机也凉了,人也凉了……总的来说,散热效果最好的,还要数主动制冷的散热背夹。 尤其是对没有空调的学生朋友们来说,比较合适。 但这个也得摘壳之后使用,效果才最好。

为什么手机要散热(手机为什么不用半导体散热) - 第16张

如果你就是不想摘壳,怕一个手抖把手机摔了。 那散热手机壳,或许是最后一个值得考虑的选项。 至于这个200块钱的手机水冷头……大概,只有游戏主播才会需要它吧。

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