CN112513468B - 电子设备中的自适应气流引导件 - Google Patents

Abstract

本文描述了热管理设备和系统以及冷却计算设备的对应方法。此类设备、系统和方法在针对多个旋转风扇速度在计算设备中提供优化热和/或最小化声响方面可以是有利的。附加地，优化热管理可以提供系统性能和计算设备寿命预期的提高。在一个示例中，一种热管理系统包括：风扇，该风扇被配置成使空气流过该风扇的出口开口；以及定位在毗邻于该出口开口的至少一个气流引导件。该气流引导件被配置成从该出口开口引导空气的运动以耗散电子设备内的热量，并且该至少一个气流引导件被配置成绕轴枢转以基于该风扇的旋转速度的变化而在第一位置到第二位置之间移动。

Description

电子设备中的自适应气流引导件

背景

当前的微处理器设计趋势包括功率增加、大小减小和速度提高的设计。这导致在更小、更快的微处理器中获得更高的功率。另一趋势是趋向轻量和紧凑的电子设备。随着微处理器变得更轻、更小和更强大，微处理器也在更小的空间中产生更多的热量，这使得热管理获得了比以前更大的关注。

热管理的目的是要将设备的温度维持在适中范围内。在操作期间，电子设备将功率耗散为将从设备去除的热量。否则，电子设备将变得越来越热，直到电子设备不能有效地执行。过热时，电子设备运行缓慢。这可导致最终的设备故障以及缩短的使用寿命。

随着计算设备变得更小(例如，更薄)，热管理变得更加成问题。热将通过对流、传导和辐射从计算设备耗散。对于强制对流计算设备，它可包括用于使空气流过计算设备并冷却该计算设备的一个或多个发热组件的一个或多个风扇。

热管理系统可以使用传感器来跟踪计算设备(例如，对应于计算设备内的发热组件)内的温度，并且在所跟踪的温度接近该计算设备内的对应组件的温度极限时增加一个或多个风扇的速度。一旦风扇速度达到极限，就使通过计算设备的气流最大化，并且计算设备内的一个或多个发热组件被扼流。换言之，系统性能降低以将计算设备内的所有温度维持在限制内。此外，风扇在以增加的速度运行时消耗更多的功率，并且增加的风扇速度由于例如移动的风扇叶片和电机旋转/振动而产生噪声更大的热管理系统；这导致噪声更大的计算设备。

系统阻抗是影响冷却能力和系统噪声两者的计算设备的参数。系统阻抗越高，计算设备的风扇可能提供的气流越少。较少的气流导致较高的组件和皮肤温度。为了在第一计算设备(例如，高阻抗系统)中获得与具有更低系统阻抗的第二计算设备(例如，低阻抗系统)相比相同的气流，需要更高的风扇速度。这导致与第二计算设备相比更高的系统噪声。

发明内容

本文描述了自适应气流引导件和包括此类气流引导件的电子设备。在一个或多个实施例中，热管理系统包括：风扇，该风扇被配置成使空气流过该风扇的出口开口；以及定位在毗邻于该出口开口的至少一个气流引导件，其中该至少一个气流引导件被配置成从该出口开口引导空气的运动以耗散电子设备内的热量，并且其中该至少一个气流引导件被配置成基于风扇的旋转速度的变化而在第一位置到第二位置之间移动。

在另一实施例中，一种计算设备包括：温度传感器，该温度传感器被配置成测量该计算设备或该计算设备的发热组件的操作温度；风扇，该风扇被配置成使空气流过该风扇的出口开口；定位在毗邻于该风扇的出口开口的至少一个气流引导件，其中该至少一个气流引导件被配置成从该出口开口引导空气的运动以耗散该计算设备内的热量；以及与该温度传感器和该至少一个气流引导件处于通信的处理器，其中该处理器被配置成基于测得的操作温度来调整该风扇的旋转速度，并且基于该风扇的旋转速度的变化来调整该至少一个气流引导件的位置。

在另一实施例中，提供了一种用于操作具有风扇和定位在毗邻于该风扇的出口开口的至少一个气流引导件的计算设备的方法。该方法包括：由该计算设备的温度传感器测量该计算设备或该计算设备的发热组件的操作温度；由该计算设备的处理器基于测得的操作温度来调整该风扇的旋转风扇速度；以及由该处理器基于所调整的旋转风扇速度来调整该至少一个气流引导件的位置，以从该出口开口引导空气的运动并且耗散该计算设备内的热量。

提供本发明内容以便以简化的形式介绍以下在具体实施方式述中进一步描述的概念的选集。本概述并不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，亦非旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

附图简述

为了更全面地理解本公开，参考以下详细描述和附图，在附图中，相同的参考标号可被用来标识附图中相同的元素。

图1描绘了在计算设备的机架内的热管理系统的顶视图。

图2描绘了在计算设备的机架内具有多个风扇的热管理系统的顶视图。

图3描绘了热管理系统的气流引导件的侧视图。

图4描绘了具有以第一旋转速度运行的风扇的热管理系统的顶视图。

图5描绘了具有以第二旋转速度运行的风扇的热管理系统的顶视图。

图6是根据一个示例的用于操作电子设备的方法的流程图。

图7是根据用于实现所公开的方法或一个或多个电子设备的一个示例的计算环境的框图。

尽管所公开的设备、系统和方法代表了具有各种形式的实施例，但在附图中示出了(并在下文描述了)各具体实施例，其中要理解，本公开旨在是说明性的，而不旨在将权利要求范围限于本文所描述和说明的各具体实施例。

具体实施方式

本文公开了用于自适应地移动计算设备中的气流引导件以控制通过该计算设备的气流以提供优化热管理的装置、系统和方法。为了优化(例如，降低)系统阻抗并最小程度地影响计算设备的工业设计(ID)，气流引导件可基于该计算设备的一个或多个所监视的操作条件(例如，温度和/或风扇速度)而在不同位置之间移动。

自适应气流引导件可被用于基于计算设备的配置或模式通过使用机械和/或机电机构在该计算设备的外壳或机架内移动、旋转、枢转和/或滑动气流引导件来改变系统阻抗。

作为在计算设备的特定配置中的自适应气流引导件的操作的示例，一个或多个热传感器可以标识该计算设备的操作温度。风扇速度可基于所标识的操作温度来设置，以满足所需的冷却能力。附加地，基于旋转风扇速度，一个或多个气流引导件可被调整以适应针对特定风扇速度的气流配置。在计算设备的进一步操作之际，一个或多个热传感器可以检测第二不同的(例如，更低或更高)操作温度。为了高效地冷却计算设备，风扇速度可被调整(例如，增加)以满足新的要求的冷却能力。附加地，基于旋转风扇速度的变化，一个或多个气流引导件可被调整以适应针对所调整的(例如，更低或更高的)风扇速度的气流配置。

以此方式控制的热管理设备或系统在针对多个旋转风扇速度优化气流路径或减小来自风扇的阻抗方面是有利的。具有自适应气流引导件的热管理设备或系统在优化到散热片组的气流分配以进行更高效的热交换方面也是有利的。这是对具有固定气流引导件的布置的改进，其中优化的气流可以仅针对一个风扇速度(例如，最大风扇速度)是可能的，因为气流引导件被固定在适当的位置以针对该特定速度而非针对其他旋转风扇速度设置来优化地控制气流模式。

换言之，本文所公开的热管理设备和系统以及包括此类设备和系统的计算设备在针对多个旋转风扇速度提供用于计算设备的优化热管理和/或最小化计算设备中的声响方面可以是有利的。附加地，优化热管理可以提供系统性能的提高和计算设备寿命预期的提高。

此类热管理设备和系统具有若干潜在的最终用途或应用，包括具有被配置成待冷却的发热组件的任何电子或计算设备。例如，热管理系统可被纳入诸如个人计算机、服务器计算机、平板或其他手持式计算设备、膝上型或移动计算机、游戏设备、通信设备(诸如移动电话)、多处理器系统、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程消费者电子产品、网络PC、小型计算机、大型计算机、或音频或视频媒体播放器之类的计算设备中。在某些示例中，热管理系统可被纳入被配置成穿戴在或附连到人的身体或服装的可穿戴电子设备内。可穿戴设备可被附连到人的衬衫或夹克上；被穿戴在人的手腕、脚踝、腰部或头部；或被穿戴在他们的眼睛或耳朵上。此类可穿戴设备可包括手表、心率监测器、活动跟踪器、或头戴式显示器。

可以使用下面更详细描述的这些特征中的一个或多个来为电子设备提供改进的散热。当与不具有经改进的散热特征中的一个或多个特征的类似电子设备相比时，在利用经改进的散热特征的情况下，可以为电子设备安装更强大的微处理器，可以设计更薄的电子设备，可以提供更高的处理速度，可以按更高的功率操作电子设备达更长时间段，风扇可以按更低的速度运行，或者可以提供其任何组合。换言之，本文中所描述的散热特征可以为诸如移动电话、平板计算机或膝上型计算机之类的电子设备提供改进的热管理。

图1描绘了包括热管理系统102的示例的计算设备100的顶视图。计算设备100可以是任何数量的计算设备，包括例如个人计算机、服务器计算机、平板电脑或其他手持式计算设备、膝上型或移动计算机、诸如移动电话之类的通信设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、音频和/或视频媒体播放器、或可穿戴电子设备。

计算设备100包括机架104，该机架104支撑或容纳至少热管理系统102以及一个或多个发热组件106a、106b。该一个或多个发热组件106a、106b可以是任何数量的电力供电的设备，包括例如处理器、显卡、存储器、电源、硬盘驱动器、或另一电力供电的设备。该一个或多个发热组件106a、106b可以经由例如附连到机架104和/或由机架104支撑的印刷电路板(PCB)108而被机架104支撑。该一个或多个发热组件106a、106b例如经由PCB 108彼此通信和/或与计算设备100的其他电气设备或组件(例如，风扇)处于通信。计算设备100可包括图1中未示出的数个组件(例如，硬盘驱动器、电源、连接器)。

在图1的示例中示出了两个发热组件(例如，第一发热组件106a和第二发热组件106b)。更多或更少的发热组件可被包括在计算设备100中。在一个示例中，发热组件106a是处理器，而发热组件106b是显卡。在其他示例中，发热组件106a和106b中的一者或多者表示计算设备100内的不同组件(例如，硬盘驱动器、电源或另一处理器)。

热管理系统102包括用于分别主动地冷却一个或多个发热组件106a、106b的一个或多个主动冷却设备110(例如，离心式风扇)。冷却设备110包括用于接收空气的入口开口和用于将空气转移或移出计算设备100的出口开口112。

如本文所使用的，“主动冷却”可以是指使用强制流体或气体运动(例如，风扇使空气运动)来耗散计算设备的组件(例如，微处理器)的热量。主动冷却与“被动冷却”形成对比，后者利用非强制的冷却方法(诸如自然对流和辐射)。

在图1所描绘的示例中，一个或多个主动冷却设备110包括一个或多个风扇。该一个或多个风扇110与发热组件106a、106b和/或另一发热组件中的至少一者处于通信。该一个或多个风扇110可以是一个或多个离心式风扇。该一个或多个风扇110可以在任何数量的各类型的轴承(包括例如套筒轴承、来福轴承、球轴承、流体轴承、磁轴承或另一类型的轴承)上旋转。该一个或多个风扇110可在大小上被调整，并且可基于待冷却的发热组件106a、106b(例如，基于待冷却的发热组件106a、106b产生的热量)以一定速度旋转。虽然图1的示例示出了单个风扇110，但是计算设备100可包括更多风扇110。例如，热管理系统可包括彼此相邻定位的多个离心式风扇。该多个风扇中的每个风扇可被配置成以与每个附加风扇相同的速度或与每个附加风扇不同的速度运行。此类系统的示例在下文更详细地讨论(见图2)。

热管理系统102还包括定位在毗邻于风扇110的出口开口112或在风扇110的出口开口112的下游的至少一个气流引导件114。该至少一个气流引导件114可被定位在处于风扇110的出口开口112的下游的空气管道壳体116内。风扇和气流引导件可被定位在同一壳体内(即，空气管道壳体是包含风扇和气流引导件的整个壳体的一部分)。替换地，该至少一个气流引导件可被定位在毗邻于或附连到风扇壳体118的单独的空气管道壳体116中。

该至少一个气流引导件114被配置成引导从风扇110的出口开口112流动的空气120的运动，以辅助电子设备100内的散热。每个气流引导件114的一部分可被连接到或附连到热管理系统的壳体116、118(或机架104)，使得气流引导件114被配置成基于其到壳体116、118或机架104的附连或连接来在多个位置之间移动。这是有利的，因为能够使气流引导件114在不同位置之间移动，从而允许针对各种气流速度(基于风扇的旋转速度的变化)的优化气流模式。

在包括多个风扇的示例中，一些或所有风扇可被连接或链接在一起，使得所连接的风扇一起旋转或移动。替换地，每个风扇可被独立地连接或附连到壳体或机架。

在某些示例中，至少一个气流引导件114可以在枢轴点122处连接到或附连到计算设备100的风扇壳体116、118或机架104，使得气流引导件114可以绕枢轴点122旋转或枢转。气流引导件114可以经由机械或机电齿轮连接，该机械或机电齿轮可由处理器106a控制以使气流引导件114绕枢轴点122旋转。在具有多个气流引导件的示例中，气流引导件114可被连接在一起并且由同一机械或机电齿轮来控制，使得处理器可以使所述多个气流引导件经由单个机构一起旋转。在其他示例中，个体齿轮或机构可以针对每个个体气流引导件提供，使得每个气流引导件114可被独立地调整或绕它们各自的枢轴点122旋转。

在一些示例中，气流引导件的一部分可以在枢轴点处连接或附连到壳体或机架，并且气流引导件的单独部分可被连接到定位在壳体或机架的凹槽内的滑动组件，使得处理器可以控制滑动组件的移动，其中气流引导件随后绕其枢轴点旋转。

在替换示例中，气流引导件的一部分可被定位在壳体或机架中的凹槽内，使得气流引导件可以在该凹槽内滑动以在不同位置之间移动。换言之，气流引导件可以经由滑动机构连接到壳体或机架，该滑动机构可由处理器控制以使气流引导件在壳体或机架的凹槽内的不同位置之间滑动。在具有多个气流引导件的示例中，每个气流引导件可具有定位在同一凹槽内的该气流引导件的一部分，使得这些气流引导件被连接在一起并且在该凹槽内一起滑动以在不同位置之间移动。在其他示例中，凹槽和滑动机构可以针对每个个体气流引导件提供，使得每个气流引导件可被独立地调整或在它们各自的凹槽内移动。

气流引导件114的数目可以取决于风扇的大小和/或由风扇在不同的旋转风扇速度下产生的气流模式的复杂性。在一些示例中，该至少一个气流引导件包括多个气流引导件。图1的示例描绘了四个气流引导件。在其他示例中，计算设备100包括更多或更少的气流引导件。

每个气流引导件的形状也可被配置成高效地朝向散热设备分配空气(如以下所讨论的)(例如，以向散热片组的气流通道均匀地分配空气)。在一些示例中，气流引导件的配置或形状取决于壳体的形状和气流引导件在壳体内的位置、以及在壳体区域内针对各种风扇速度的潜在气流模式。例如，一个气流引导件的形状在壳体的一个区域中可以是线性的形状，而第二气流引导件的形状可基于该壳体的相应区域内的潜在气流模式在该壳体的第二区域中是弯曲的。

每个气流引导件的移动位置也是可配置的。例如，如图1所描绘的，气流引导件114具有位于中心的枢轴点122，每个气流引导件114可绕该枢轴点122旋转。替换地，枢轴点可位于气流引导件的一端。此外，在一些示例中，如以上所讨论的，气流引导件不旋转，而是在不同位置之间滑动以优化到散热组件的气流。

在一些示例中，气流引导件114是单件材料，使得整个气流引导件被配置成在不同位置之间旋转、枢转、滑动或以其他方式移动。替换地，气流引导件可包括多个个体件。在此类示例中，一个或多个件可被配置成独立于气流引导件的剩余件移动以优化气流。

每个气流引导件114的尺寸也可被配置成优化气流并且最小化阻抗。

每个气流引导件114的材料也是可配置的。在一些示例中，每个气流引导件可由任何种类的材料(诸如金属、塑料、聚合物、陶瓷或其组合)制成。

热管理系统102还可包括用于辅助从计算设备100去除热量的散热设备124。散热设备124可以邻接、附连到或毗邻于发热组件106a、106b，以辅助从发热组件106a、106b散热。例如，热管理系统102可包括物理上附连到或毗邻于相应的发热组件106a、106b和相应的风扇110的热传递设备(例如，散热片、热管和/或蒸气室)。

散热设备124可被定位在气流引导件114的下游，使得气流引导件114被定位在风扇110的出口开口112与散热设备124之间。从风扇110产生的气流120被配置成朝向气流引导件移动；并且气流引导件被配置成朝向散热设备124引导气流120，以辅助从与散热设备124毗邻的发热组件106a、106b散热。

在某些示例中，散热设备124可包括具有多个气流通道的多个散热片(例如，散热片组)。气流引导件114可被配置成将空气的流动120从风扇110的出口开口112导向或引导到散热片的通道中，以从计算设备100的发热组件106a、106b散热。散热片或散热片组内的散热效率是基于通过散热片或散热片组的气流通道的空气分配的均匀程度来确定的。换言之，散热片组效率是通过改进的气流分配来改进的(其中每个气流通道作为每个附加通道接收适量的气流)。如本文所公开的，自适应气流引导件114在基于不同风扇速度来提供所调整的位置以针对变化的风扇速度高效地或均匀地将空气分配到散热片组的气流通道中的方面是有利的。

热管理系统102可包括监视计算设备100上或计算设备100中的操作条件或参数(例如，操作条件)的一个或多个传感器118。该至少一个发热组件106a和/或另一发热组件106b与该一个或多个传感器处于通信。在一个示例中，该一个或多个传感器中的至少一些可以是任何数量的不同类型的温度传感器，包括例如热电偶、电阻温度检测器(RTD)(例如，电阻丝RTD或热敏电阻)、或其他类型的温度传感器。替换地或附加地，该一个或多个传感器可包括用于测量一个或多个风扇110的速度的风扇转速计。

如图1的示例中所示，热管理系统102可包括：第一传感器126a，其被配置成监视与第一发热组件106a相对应的操作温度；第二传感器126b，其被配置成监视与第二发热组件106b相对应的操作温度；以及第三传感器126c，其被配置成监视风扇110的旋转速度(如以每分钟旋转数或RPM来测量)。例如，第一传感器126a监视第一发热组件106a的操作温度，并且第二传感器126b监视第二发热组件106b的操作温度。第一传感器126a、第二传感器126b和第三传感器126c分别定位在第一发热组件106a、第二发热组件106b和风扇110上或毗邻于第一发热组件106a、第二发热组件106b和风扇110。

在一个示例中，传感器在计算设备100内未在或未毗邻于发热组件106之一的位置处监视电子设备的操作温度。例如，传感器可以监视热管理系统102的组件的温度(例如，在热传递设备(诸如热管)上的位置处)或机架104上的温度。

计算设备100内的所有传感器可以向热管理系统102提供实况闭环反馈。例如，热管理系统102包括处理器(例如，发热组件106a之一、EC或计算设备100内或外的另一处理器)。热管理系统102的处理器106b被配置成基于由该一个或多个传感器监视的操作条件来控制气流引导件114的移动、旋转或枢转。以下针对图4和图5更详细地解释针对不同的旋转风扇速度的气流引导件114的移动的示例性讨论。

例如，图1中的处理器106a从传感器126a和126b接收实况温度，并且基于下述方法来控制风扇110和/或气流引导件114，以增加通过计算设备的气流和/或减小阻抗和/或改进从散热设备(例如，散热片组)的散热。

热管理系统102还可包括与处理器106处于通信的至少一个存储器128。存储器128被配置成存储计算设备100的操作条件，该操作条件可以在计算设备100的操作期间由处理器106a来检索。操作条件可以提供操作温度与旋转风扇速度之间的相关性。例如，如果温度传感器126a、126b标识计算设备100或计算设备的发热组件106a、106b的操作温度处于某个温度，则旋转风扇速度可被调整以力图高效地冷却计算设备100。即，较高的测得温度可能需要较高的风扇速度来冷却计算设备100，而较低的测得温度可能允许较低的风扇速度来高效地冷却计算设备100。

附加地或替换地，存储在存储器内的操作条件可包括旋转风扇速度与每个气流引导件114的优化对齐或定位之间的相关性。如以上所提及的，针对特定风扇速度优化每个气流引导件114的定位在降低气流阻抗、改进通过计算设备的气流以及改进计算设备100的发热组件106a、106b的散热或冷却(例如，经由通过散热设备(诸如散热片组)的气流通道的改进的气流)方面可以是有利的。换言之，存储器128可以针对多个风扇速度提供每个气流引导件114的优化定位，其中允许处理器106a基于所标识的旋转风扇速度来控制每个气流引导件114的移动。

存储在计算设备的存储器128内的操作条件可以通过实验测试或计算机仿真来导出，其中离开计算设备100的风扇的气流模式120是针对多个风扇速度来监视或计算的。基于针对特定风扇速度的气流轮廓120，每个气流引导件的优化定位可被确定，使得针对该特定风扇速度，阻抗最小化，气流速率最大化和/或气流被均匀地分配给散热设备。每个气流引导件114的定位随后针对每个所定义的风扇速度被保存或存储在存储器128内。

以下进一步详细地解释针对两个不同的旋转风扇速度的气流引导件的定位的示例性讨论(见关于图4和5的讨论)。

图2描绘了具有机架204的计算设备200的顶视图，该机架204支撑或容纳具有多个风扇210a、210b、210c的热管理系统202。该多个风扇可以是多个离心式风扇。

该多个风扇210a、210b、210c中的每个风扇可被定位在其自己的壳体内，或者该多个风扇可以共享壳体。

每个风扇包括定位在毗邻于相应风扇的出口开口或在相应风扇的出口开口的下游的至少一个气流引导件214。该至少一个气流引导件214可被定位在风扇的出口开口的下游的空气管道壳体内。风扇和气流引导件可被定位在同一壳体内(即，空气管道壳体是包含风扇或多个风扇以及气流引导件的整个壳体的一部分)。替换地，该至少一个气流引导件可被定位在毗邻于或附连到风扇壳体的单独的空气管道壳体中。

该多个风扇可以与散热设备或多个散热设备224a、224b、224c相关联，以辅助从计算设备200去除热量。散热设备或多个散热设备224a、224b、224c可以邻接、附连到或毗邻于发热组件206a、206b、206c，以辅助从发热组件206a、206b、206c散热。例如，热管理系统202可包括物理上附连到或毗邻于相应的发热组件206a、206b、206c和相应的风扇210a、210b、210c的多个热传递设备(例如，散热片、热管和/或蒸气室)。

该多个风扇210a、210b、210c中的每个风扇可被配置成以与每个附加风扇相同的速度或与每个附加风扇不同的速度运行。

每个风扇和(诸)相关联的气流引导件可被个体地调整以优化特定位置中且针对(诸)特定组件的热管理。该多个风扇中的所有风扇以及每个风扇的相关联的气流引导件可以作为一组来调整，以使整个热管理系统的性能最大化。

例如，发热组件206a可能正在(如由传感器226a所标识的)高温下操作，而发热组件206b和206c可能正在(如由传感器226b、226c所标识的)较低温度下操作。如此，风扇210a可被指令以高速运行，而风扇210b和210c以较低速度运行。附加地，与风扇210a相关联的气流引导件可被调整到针对高旋转风扇速度的位置，而与风扇210b和210c相关联的气流引导件被调整到与较低的旋转风扇速度相关联的位置。

图3描绘了热管理系统302的一部分的侧视图。在该示例中，热管理系统302包括多个气流引导件314、壳体316(例如，空气管道壳体或风扇壳体)、散热设备324以及将每个气流引导件314在枢轴点处附连到壳体316的机械齿轮330。

如以上所讨论的，气流引导件314被配置成将气流320从计算设备的风扇的出口引向散热设备324，以冷却该计算设备或该计算设备的发热组件。在该示例中，散热设备324包括多个散热片332。散热片332被附连到散热设备的底座334或从散热设备的底座334延伸，该底座334可被定位成毗邻于或邻接发热组件(例如，处理器)。散热设备324包括定位在毗邻散热片332之间的多个气流通道336，其中来自风扇的空气320移动通过气流通道336以从发热设备去除或耗散热量。

气流引导件314与壳体316的腔(例如，风扇壳体的一部分或单独的空气管道壳体)一起定位。气流引导件314在枢轴点处附连到壳体，使得气流引导件314被配置成绕该枢轴点的轴旋转或移动。气流引导件314被连接至定位在壳体316的相对表面上的机械齿轮330，其中机械齿轮330由计算设备的处理器控制以旋转气流引导件314。

如以上所提及的，每个气流引导件可由处理器针对所标识的风扇速度独立地控制或移动，或者气流引导件可针对所标识的风扇速度被共同地控制以一起移动或旋转。附加地，如以上所提及的，替换机构可在计算设备内被采用以在壳体的腔内的不同位置之间移动、旋转或滑动气流引导件。

图4描绘了具有以第一旋转速度运行的风扇410的热管理系统400的顶视图。在该示例中，温度传感器已经标识出计算设备或计算设备的组件的操作温度处于例如30℃。基于该操作温度，处理器向风扇410提供用于以低旋转速度设置(例如，1000RPM)旋转的指令。气流引导件414基于来自风扇的出口开口的低风扇速度而定位，以优化流速并最小化阻抗。如以上所提及的，气流引导件414的定位可基于特定的旋转风扇速度下的已知气流模式420(如通过实验或仿真来确定)。

图5描绘了具有以第二旋转速度运行的风扇510的热管理系统502的顶视图。在该示例中，温度传感器已经标识出计算设备或计算设备的组件的操作温度处于较高温度(例如，40℃)(与针对图4的示例的操作温度相比)。基于该较高的操作温度，处理器向风扇510提供用于以较高旋转速度设置(例如，2000RPM)旋转以从计算设备耗散更多的热量的指令。此外，基于较高的风扇速度，离开风扇并沿散热组件的方向移动的气流模式520与图4中较低的风扇速度不同。如此，基于针对较高风扇速度的已知气流模式520(如通过实验或仿真来确定)，气流引导件514针对该较高风扇速度被调整以优化气流速率并最小化阻抗。

图6是根据一个示例的用于操作电子设备的方法的流程图。方法600是用于基于电子设备上或电子设备内的所监视温度来冷却该电子设备的方法的示例。电子设备可以是图1-5和/或图7中所示的计算设备，或者可以是另一电子设备。方法700以所示次序来实现，但是其他次序也可被使用。附加的、不同的或更少的动作可被提供。类似的方法可被用于传递热。

在动作602，一个或多个传感器测量电子设备内或电子设备上的温度。该温度可以是设备或设备的发热组件的操作温度。如以上所提及的，电子设备可以是任何数量的计算设备，包括例如个人计算机、服务器计算机、平板或其他手持式计算设备、膝上型或移动计算机、诸如移动电话之类的通信设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、音频和/或视频媒体播放器、或可穿戴电子设备。

电子设备包括一个或多个待冷却的发热组件或设备。例如，该一个或多个发热设备可以是任何数量的电力供电的设备，包括例如处理器、存储器、电源、显卡、硬盘驱动器、或另一电力供电的设备。电子设备还可包括用于主动冷却该电子设备的一个或多个风扇。

在动作604，处理器基于测得的温度来确定应当使用什么旋转风扇速度。处理器可以从计算设备的存储器中检索操作条件，其中该操作条件提供了所监视的温度与风扇的旋转速度之间的相关性。例如，如果所标识的温度已经达到或超过(例如，大于或者大于或等于)预定温度，则计算设备的存储器内的操作条件可以提供用于增加风扇速度以耗散计算设备内增加的热量的指令。替换地，当所监视的温度在特定温度范围内时，操作条件可以指示应当使用特定风扇速度。即，存储器可以存储特定风扇速度与操作温度范围之间的相关性。

在动作606，处理器可以提供用于基于测得的操作温度条件来调整风扇的旋转风扇速度的指令。这些指令可基于在动作604中从存储器中检索的操作条件。

在动作608，处理器从计算设备的存储器中检索操作条件，该操作条件提供了风扇的旋转速度与每个气流引导件的优化位置之间的相关性。如以上所提及的，相关性可以从实验测试或仿真中导出，以确定每个气流引导件的位置，以优化气流并最小化阻抗。

在动作610，处理器可以提供用于基于所调整的旋转风扇速度来调整至少一个气流引导件的位置以从出口开口引导空气的运动并且耗散计算设备内的热量的指令。

参考图5所描述的方法的示例可以提供电子设备中的优化热管理。如本文所标识的，优化热管理可以提供系统性能的提高、系统和/或设备寿命预期的提高以及提高的财务利润。

参考图7，上文描述的设备可并入示例性计算环境700中。计算环境700可以与各种各样的电子或计算设备之一相对应，这些计算设备包括但不限于，个人计算机(PC)、服务器计算机、平板以及其他手持式计算设备、膝上型或移动计算机、诸如移动电话之类的通信设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程消费电子产品、网络PC、小型计算机、大型计算机、或者音频或视频媒体播放器。在某些示例中，计算设备可以是可穿戴电子设备，其中该设备可以被穿戴在人的身体或衣服上或者被附连到人的身体或衣服。可穿戴设备可被附连到人的衬衫或夹克上；被穿戴在人的手腕、脚踝、腰部或头部；或被穿戴在他们的眼睛或耳朵上。此类可穿戴设备可包括手表、心率监测器、活动跟踪器、或头戴式显示器。

计算环境700具有足够的计算能力和系统存储器以允许基本的计算操作。在该示例中，计算环境700包括一个或多个处理单元710，其在本文中可被单独或一起称为处理器。计算环境700还可包括一个或多个图形处理单元(GPU)715。处理器710和/或GPU 715可包括集成的存储器和/或与系统存储器720处于通信。处理器710和/或GPU 715可以是专用微处理器(诸如数字信号处理器(DSP)、超长指令字(VLIW)处理器或其他微处理器)，或者可以是具有一个或多个处理核的通用中央处理单元(CPU)。计算环境700的处理器710、GPU 715、系统存储器720、和/或任何其他组件可被封装或以其他方式被集成为片上系统(SoC)、专用集成电路(ASIC)或者其他集成电路或系统。

计算环境700还可包括其他组件，诸如举例而言，通信接口730。一个或多个计算机输入设备740(例如，指示设备、键盘、音频输入设备、视频输入设备、触觉输入设备、或用于接收有线或无线数据传输的设备)可以被提供。输入设备740可包括一个或多个触敏表面，诸如轨迹板。还可提供各种输出设备750，包括触摸屏或(诸)触敏显示器755。输出设备750可包括各种不同的音频输出设备、视频输出设备、和/或用于传送有线或无线数据传输的设备。

计算环境700还可包括用于存储信息(诸如计算机可读或计算机可执行指令、数据结构、程序模块或其他数据)的各种计算机可读介质。计算机可读介质可以是可经由存储设备760访问的任何可用介质，并且包括易失性和非易失性介质两者，而不论在可移动存储770和/或不可移动存储780中。计算机可读介质可包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质可包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据等信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。计算机存储介质包括但不限于，RAM、ROM、EEPROM、闪存存储器或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储设备、或可被用来储存期望的信息且可由计算环境700的处理单元访问的任何其他介质。

尽管已经参考具体示例描述了本发明权利要求范围，这些示例旨在仅仅是说明性的而并非对权利要求范围进行限制，但是对于本领域普通技术人员而言显而易见的是，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下可以对所公开的各实施例作改变、添加和/或删除。

前述描述只是出于清楚理解的目的给出的，并且不应从中理解出不必要的限制，因为权利要求的范围内的修改对本领域普通技术人员而言是显而易见的。

权利要求支持章节

在第一实施例中，热管理系统包括：风扇，该风扇被配置成使空气流过该风扇的出口开口；以及定位在毗邻于该出口开口的至少一个气流引导件，其中该至少一个气流引导件被配置成从该出口开口引导空气的运动以耗散电子设备内的热量，并且其中该至少一个气流引导件被配置成基于该风扇的旋转速度的变化而在第一位置到第二位置之间移动。

在第二实施例中，一种计算设备包括：温度传感器，该温度传感器被配置成测量该计算设备或该计算设备的发热组件的操作温度；风扇，该风扇被配置成使空气流过该风扇的出口开口；定位在毗邻于该风扇的出口开口的至少一个气流引导件，其中该至少一个气流引导件被配置成从该出口开口引导空气的运动以耗散该计算设备内的热量；以及与该温度传感器和该至少一个气流引导件处于通信的处理器，其中该处理器被配置成基于测得的操作温度来调整该风扇的旋转速度，并且基于该风扇的旋转速度的变化来调整该至少一个气流引导件的位置。

在第三实施例中，参考第一或第二实施例，该系统或设备进一步包括壳体，其中该风扇和该至少一个气流引导件被定位在该壳体内。

在第四实施例中，参考实施例1-3中任一实施例，该至少一个气流引导件在枢轴点处被连接至该壳体，并且该至少一个气流引导件被配置成绕该枢轴点旋转以在第一位置与第二位置之间移动。

在第五实施例中，参考实施例1-4中任一实施例，该系统或设备进一步包括连接至该至少一个气流引导件的齿轮或滑动组件，其中该机械齿轮或滑动组件被配置成在第一位置到第二位置之间移动该至少一个气流引导件。

在第六实施例中，参考实施例1-5中任一实施例，该系统或设备进一步包括具有多个气流通道的散热设备，其中该至少一个气流引导件被定位在该出口开口与该散热设备之间，并且其中该至少一个气流引导件被配置成从该出口开口通过该散热设备的多个气流通道引导空气的运动。

在第七实施例中，参考第六实施例，散热设备包括多个散热片。

在第八实施例中，参考实施例1-7中任一实施例，该系统或设备进一步包括温度传感器，该温度传感器被配置成测量该电子设备的操作温度，其中该风扇的旋转速度可基于由该温度传感器测得的操作温度来调整。

在第九实施例中，参考实施例1-8中任一实施例，该至少一个气流引导件包括多个气流引导件。

在第十实施例中，参考第八实施例，该多个气流引导件中的每个气流引导件被配置成独立于该多个气流引导件中的每个附加气流引导件移动。

在第十一实施例中，参考实施例1-10中任一实施例，该系统或设备进一步包括与该处理器处于通信的存储器，其中该存储器被配置成存储该计算设备的操作条件，该操作条件针对该风扇的每个旋转速度提供了该风扇的旋转速度与该至少一个气流引导件中的每个气流引导件的优化位置之间的相关性。

在第十二实施例中，参考实施例1-11中任一实施例，该系统或设备进一步包括具有多个气流通道的散热设备，其中该至少一个气流引导件被定位在该出口开口与该散热设备之间，并且其中该至少一个气流引导件被配置成从该出口开口通过该散热设备的多个气流通道引导空气的运动。

在第十三实施例中，提供了一种用于操作具有风扇和定位在毗邻于该风扇的出口开口的至少一个气流引导件的计算设备的方法。该方法包括：由该计算设备的温度传感器测量该计算设备或该计算设备的发热组件的操作温度；由该计算设备的处理器基于测得的操作温度来调整该风扇的旋转风扇速度；以及由该处理器基于所调整的旋转风扇速度来调整该至少一个气流引导件的位置，以从该出口开口引导空气的运动并且耗散该计算设备内的热量。

在第十四实施例中，参考第十三实施例，该方法进一步包括：由该处理器从该计算设备的存储器中检索操作条件，该操作条件提供了该风扇的旋转速度与该至少一个气流引导件中的每个气流引导件的优化位置之间的相关性，其中该至少一个气流引导件的位置是基于所检索的操作条件来调整的。

在第十五实施例中，参考第十三或第十四实施例，该方法进一步包括：由该处理器从该计算设备的存储器中检索操作条件，该操作条件提供了该计算设备的操作温度与该风扇的旋转速度之间的第一相关性以及该风扇的旋转速度与该至少一个气流引导件中的每个气流引导件的优化位置之间的第二相关性，其中该旋转风扇速度和该至少一个气流引导件的位置是基于所检索的操作条件来调整的。

在第十六实施例中，参考实施例13-15中任一实施例，该至少一个气流引导件被定位在该风扇的出口开口与具有多个气流通道的散热设备之间，并且该至少一个气流引导件从该出口开口通过该散热设备的多个气流通道引导空气的运动。

在第十七实施例中，参考第十六实施例，散热设备包括多个散热片。

在第十八实施例中，参考实施例13-17中任一实施例，该至少一个气流引导件包括多个气流引导件。

Claims (17)

1.一种热管理系统，包括：

温度传感器，所述温度传感器被配置成测量电子设备的操作温度，

风扇，所述风扇被配置成使空气流过所述风扇的出口开口；以及

定位在毗邻于所述出口开口的至少一个气流引导件，

其中所述至少一个气流引导件被配置成从所述出口开口引导空气的运动以耗散所述电子设备内的热量，并且基于所测得的操作温度而在第一位置到第二位置之间移动，

其中所述风扇的旋转速度和所述至少一个气流引导件的位置是基于检索的操作条件来调整的，所述操作条件提供了所述电子设备的操作温度与所述风扇的旋转速度之间的第一相关性以及所述风扇的旋转速度与所述至少一个气流引导件中的每个气流引导件的优化位置之间的第二相关性，所述操作条件通过实验测试或计算机仿真来导出。

2.如权利要求1所述的热管理系统，进一步包括：

壳体，

其中所述风扇和所述至少一个气流引导件被定位在所述壳体内。

3.如权利要求2所述的热管理系统，其中所述至少一个气流引导件在枢轴点处被连接至所述壳体，

其中所述至少一个气流引导件被配置成绕所述枢轴点旋转以在所述第一位置与所述第二位置之间移动。

4.如权利要求1所述的热管理系统，进一步包括：

连接至所述至少一个气流引导件的齿轮或滑动组件，其中所述齿轮或滑动组件被配置成在所述第一位置到所述第二位置之间移动所述至少一个气流引导件。

5.如权利要求1所述的热管理系统，进一步包括：

具有多个气流通道的散热设备，

其中所述至少一个气流引导件被定位在所述出口开口与所述散热设备之间，并且

其中所述至少一个气流引导件被配置成从所述出口开口通过所述散热设备的所述多个气流通道引导空气的运动。

6.如权利要求5所述的热管理系统，其中所述散热设备包括多个散热片。

7.如权利要求1所述的热管理系统，其中所述至少一个气流引导件包括多个气流引导件。

8.如权利要求7所述的热管理系统，其中所述多个气流引导件中的每个气流引导件被配置成独立于所述多个气流引导件中的每个附加气流引导件移动。

9.一种计算设备，包括：

温度传感器，所述温度传感器被配置成测量所述计算设备或所述计算设备的发热组件的操作温度；

风扇，所述风扇被配置成使空气流过所述风扇的出口开口；

定位在毗邻于所述风扇的所述出口开口的至少一个气流引导件，其中所述至少一个气流引导件被配置成从所述出口开口引导空气的运动以耗散所述计算设备内的热量；

与所述温度传感器和所述至少一个气流引导件处于通信的处理器，其中所述处理器被配置成基于所测得的操作温度来调整所述风扇的旋转速度并调整所述至少一个气流引导件的位置；以及

与所述处理器处于通信的存储器，其中所述存储器被配置成存储所述计算设备的操作条件，所述操作条件提供了所述计算设备的操作温度与所述风扇的旋转速度之间的第一相关性以及所述风扇的旋转速度与所述至少一个气流引导件中的每个气流引导件的优化位置之间的第二相关性，所述操作条件通过实验测试或计算机仿真来导出，

其中，所述处理器被配置成从所述存储器检索所述操作条件，所述风扇的旋转速度和和所述至少一个气流引导件的位置是基于所检索的操作条件来调整的。

10.如权利要求9所述的计算设备，进一步包括：

具有多个气流通道的散热设备，

其中所述至少一个气流引导件被定位在所述出口开口与所述散热设备之间，并且

其中所述至少一个气流引导件被配置成从所述出口开口通过所述散热设备的所述多个气流通道引导空气的运动。

11.如权利要求10所述的计算设备，其中所述散热设备包括多个散热片。

12.如权利要求9所述的计算设备，其中所述至少一个气流引导件包括多个气流引导件，

其中所述多个气流引导件中的每个气流引导件被配置成独立于所述多个气流引导件中的每个附加气流引导件移动。

13.一种用于操作计算设备的方法，所述计算设备包括风扇和定位在毗邻于所述风扇的出口开口的至少一个气流引导件，所述方法包括：

由所述计算设备的温度传感器测量所述计算设备或所述计算设备的发热组件的操作温度；

由所述计算设备的处理器基于所测得的操作温度来调整所述风扇的旋转风扇速度；以及

由所述处理器基于所调整的旋转风扇速度来调整所述至少一个气流引导件的位置，以从所述出口开口引导空气的运动并且耗散所述计算设备内的热量，

其中，由所述处理器从所述计算设备的存储器检索操作条件，所述操作条件提供了所述计算设备的操作温度与所述风扇的旋转速度之间的第一相关性以及所述风扇的旋转速度与所述至少一个气流引导件中的每个气流引导件的优化位置之间的第二相关性，所述操作条件通过实验测试或计算机仿真来导出，其中所述风扇的旋转速度和和所述至少一个气流引导件的位置是基于所检索的操作条件来调整的。

14.如权利要求13所述的方法，进一步包括：

由所述处理器从所述计算设备的存储器中检索操作条件，所述操作条件提供了所述风扇的旋转速度与所述至少一个气流引导件中的每个气流引导件的优化位置之间的相关性，

其中所述至少一个气流引导件的位置是基于所检索的操作条件来调整的。

15.如权利要求13所述的方法，其中所述至少一个气流引导件被定位在所述风扇的所述出口开口与具有多个气流通道的散热设备之间，

其中所述至少一个气流引导件从所述出口开口通过所述散热设备的所述多个气流通道引导空气的运动。

16.如权利要求15所述的方法，其中所述散热设备包括多个散热片。

17.如权利要求13所述的方法，其中所述至少一个气流引导件包括多个气流引导件。

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