淡江大學覺生紀念圖書館 (TKU Library)
進階搜尋


系統識別號 U0002-1607202113364700
中文論文名稱 電競筆記型電腦之熱對策分析
英文論文名稱 Analysis of Thermal Solution for Gaming Laptop Computer
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 機械與機電工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Mechanical and Electro-Mechanical Engineering
學年度 109
學期 2
出版年 110
研究生中文姓名 李鑑勲
研究生英文姓名 Chien–Hsun Li
學號 608370127
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2021-07-01
論文頁數 65頁
口試委員 指導教授-劉昭華
委員-康尚文
委員-杜青亞
中文關鍵字 實測驗證  電競筆記型電腦散熱  筆記型電腦表面溫度  熱流設計 
英文關鍵字 Experimental verification  Heat dissipation of gaming laptop  Skin temperature of laptop  Thermal design 
學科別分類 學科別應用科學機械工程
中文摘要 本文的研究目的為降低電競筆記型電腦的表面溫度。因為電競筆記型電腦的功耗較大,系統內部電子元件溫度也較高,連帶使筆記型電腦的表面溫度過高。因此,本文針對電競筆記型電腦溫度過高的區域其熱流走向進行重新設計,使系統的熱流走向可以依照散熱模組至風扇的方向傳遞,並讓風扇以主動式散熱的方式進行熱能的排除,使筆記型電腦表面溫度確實降低。
進行實驗步驟時,本文會使用熱像儀與熱電偶式溫度計分別針對筆記型電腦不同的區域部位進行熱對策量測,先行以熱像儀照片找出筆記型電腦表面溫度過高的區域,將該區域溫度最高之點位處進行標記,再以熱電偶式溫度計對該點位進行測量,最後針對不同的區域位置選用適當的解熱手法,並進行實驗以驗證結果。
本文針對該電競筆記型電腦的開機按鈕區域、後出風口上方區域、下進風口區域及上進風口區域進行不同的熱流設計設變。於開機按鈕區域改變其機構件設計,使其降低由系統內部傳導至外殼表面的熱能。於後出風口上方區域黏貼絕熱材質,其熱流設計原理亦同開機按鈕區域,目的為降低熱能的傳遞。於下進風口區域黏貼均熱材質,其目的為使外殼表面的溫度可以均勻分散。於上進風口區域則使用了更改熱管厚度、增加熱管與外殼間距及黏貼均熱材質三種熱流設計的方法,其原理亦同上述三個區域,目的皆為使其系統內的熱流走向可以減少影響到外殼表面的溫度。
實驗結果顯示以上方法可降低電競筆記型電腦的表面溫度,並最終達到顧客與使用者的表面溫度需求。
英文摘要 The purpose of this study is to lower skin temperature of gaming laptops. Gaming laptops, due to its high power consumption, tend to have high temperature in electronic devices and the surfaces. In this study the thermal flow in the hot spots are redirected to move toward the fan so that temperature in these spots may be kept within acceptable values.
Infrared thermograph is used to obtain temperature distribution and then thermal couple is utilized to measure temperatures of the hot spots on the laptop. Thermal solutions for each hot spot are proposed and verified by experiments, as described below.
For the hot spot around power switch, the mechanism is modified to reduce heat transfer to the surface. For the spot above the rear vent-hole, a heat insulating layer is attached to it to block heat flow. For the spot in the region around lower vent-hole, a layer with high thermal conductivity is pasted on the laptop case for shearing the heat over a larger area. For spots around upper vent-hole, the following three methods may be used: decreasing wall thickness of the heat pipe, increasing the gap between the heat pipe and the laptop case, and attaching a layer with good thermal conductance for distributing heat over a larger area.
Experiment results verify that these methods may indeed reduce the skin temperature of a gaming laptop to fulfill design requirement.
論文目次 實習機構簡介 1
實習內容概述 1
實習心得與自我期許 1
技術報告內容 3
第一章 序論 3
第二章 研究理論 4
2-1 電競筆記型電腦之基本定義 4
2-2 熱傳概論 5
2-3 筆記型電腦之熱交換路徑 6
2-4 熱交換器之散熱模組 6
2-5 熱交換器之風扇 10
2-6 熱流設計 12
第三章 實驗步驟 15
3-1 實驗器材 15
3-2 測試與紀錄數據軟體介紹 22
3-3 熱電偶式溫度計校驗 29
3-4 實驗條件 31
3-5 實驗架設 32
3-6 熱像儀照片分析 33
3-7 實驗量測位置 35
第四章 實驗分析與結果 40
4-1 設變前量測結果 40
4-2 開機按鈕區域之熱流分析與量測結果 41
4-3 後出風口上方區域之熱流分析與量測結果 43
4-4 下進風口區域之熱流分析與量測結果 45
4-5 上進風口區域之熱流分析與量測結果 50
4-6 實驗結果分析 59
4-7 其餘可進行之熱對策改進方向 63
第五章 結論 64
參考文獻 65

圖目錄
圖 1 散熱模組 7
圖 2 散熱模組之銅片,紅框區域為銅片區域 7
圖 3 熱管作動示意圖 8
圖 4 散熱模組之熱管,紅框區域為熱管區域 9
圖 5 散熱模組之散熱鰭片,紅框區域為鰭片區域 9
圖 6 風壓-流量曲線圖 11
圖 7 熱像儀照片 16
圖 8 熱像儀拍攝環境 16
圖 9 小型封閉恆溫箱 17
圖 10 熱電偶式溫度計(Thermocouple) 18
圖 11 熱電偶式溫度計之黏線示意圖 19
圖 12 熱電偶式溫度計之資料擷取系統 20
圖 13 YOKOGAWA SMARTTDAC+ Date Logging Software 擷取的溫度資訊 20
圖 14 可攜帶式溫度量測計(Portable Thermometer) 21
圖 15 FurMark 設定頁面 22
圖 16 FurMark 啟動中頁面 23
圖 17 AMD validation toolkit(AVT)功能選取頁面 24
圖 18 AMD validation toolkit(AVT)測試頁面 24
圖 19 AMD validation toolkit(AVT)中央處理器溫度即時監測頁面,紅框為CPU即時溫度 25
圖 20 AMD validation toolkit(AVT)紀錄數據頁面 25
圖 21 AMD SystemDeck 中央處理器設變頁面 26
圖 22 AMD SystemDeck 紀錄數據頁面 27
圖 23 GPUMON 查看圖形處理器資訊與紀錄數據頁面 28
圖 24 HWiNFO 紀錄資訊頁面 29
圖 25 熱電偶式溫度計校驗之定點法示意圖 30
圖 26 該筆電運行 Furmark 時的熱像儀上視圖 33
圖 27 該筆電運行 Furmark 時的熱像儀下視圖 34
圖 28 該筆電運行 AVT 時的熱像儀上視圖 34
圖 29 該筆電運行 AVT 時的熱像儀下視圖 35
圖 30 量測區域上視圖 36
圖 31 量測區域下視圖 36
圖 32 熱電偶式溫度計實際量測位置之上視圖 37
圖 33 熱電偶式溫度計實際量測位置之下視圖 38
圖 34 開機按鈕區域初版鐵片之形狀與位置 41
圖 35 開機按鈕區域改進後的鐵片之形狀與位置 42
圖 36 初版鐵片和改進後的鐵片比較,圖右為初版鐵片,圖左為改進後的鐵片 42
圖 37 後出風口上方區域黏貼 Gore 前的筆電外殼內部,紅框為黏貼處 44
圖 38 後出風口上方區域黏貼 Gore 後的筆電外殼內部,紅框為黏貼處 44
圖 39 下進風口區域銅箔的尺寸圖 46
圖 40 下進風口區域黏貼銅箔前的主機板(設變前) 47
圖 41 下進風口區域黏貼銅箔後的主機板(設變後) 47
圖 42 作為測試基底的筆記型電腦之熱管 51
圖 43 熱管厚度更改前的熱管側視圖(3mm,設變前) 51
圖 44 熱管厚度更改後的熱管側視圖(2.5mm,設變後) 52
圖 45 黏貼橡膠前的熱管(設變前),紅框為黏貼處 54
圖 46 黏貼橡膠後的熱管(設變後),紅框為黏貼處 54
圖 47 上進風口區域銅箔的尺寸圖 56
圖 48 上進風口區域黏貼銅箔前的外殼內部(設變前) 57
圖 49 上進風口區域黏貼銅箔後的外殼內部(設變後) 57

表目錄
表 1 離心扇與軸流扇比較 10
表 2 單出風與雙出風風扇比較 11
表 3 常用材質之熱傳導係數比較 14
表 4 本論文研究基底之電競筆記型電腦規格 15
表 5 熱電偶式溫度計校驗之定點法常用定點 31
表 6 設變前測試結果 40
表 7 開機按鈕區域測試結果 43
表 8 後出風口區域測試結果 45
表 9 下進風口區域設變前測試結果 48
表 10 下進風口區域單層銅箔測試結果 48
表 11 下進風口區域雙層銅箔測試結果 49
表 12 下進風口區域設變前後差值 49
表 13 上進風口區域更改熱管厚度之測試結果 52
表 14 上進風口區域黏貼橡膠之測試結果 55
表 15 上進風口區域黏貼銅箔之測試結果 58
表 16 上進風口區域總設變之測試結果 59
表 17 各區域之熱對策成果統整 59
表 18 各熱流設計材料比較 61
表 19 各熱流設計方法比較 62
參考文獻 〔1〕 吳象天,筆記型電腦散熱系統之數值模擬與實測驗證,國立臺灣大學工學院機械工程學系碩士論文,2009。
〔2〕 楊舜為,小筆電散熱性能研究及改善,國立臺灣海洋大學機械與機電工程學系碩士學位論文,2011。
〔3〕 蔡孟昌,用於筆記型電腦散熱之平板熱管,淡江大學機械與機電工程學系碩士班,2003。
〔4〕 李雨澤,筆記型電腦用散熱金屬板之結構補強設計研究,國立臺北科技大學製造科技研究所碩士學位論文,2006。
〔5〕 李挺豪,筆記型電腦背光鍵盤開孔位置與尺寸對散熱性能影響之研究,國立台北科技大學能源與空調工程系碩士班碩士學位論文,2018。
〔6〕 Yunus A.Cengel , Michael A. Boles,Thermodynamics An Engineering Approach English Edition in Sl Units,McGraw Hill Education,2014。
〔7〕 Frank P. Incropera , David P. Dewitt , Theodore L. Bergman , Adrienne S. Lavine,Foundations of Heat Transfer Sixth Edition,Wiley,2012。
〔8〕 仁寶電腦官方網站,公司基本資料,檢自https://www.compal.com,Feb.19,2021。
〔9〕 炘珈儀錶官方網站技術研討,熱電偶式溫度計資訊,檢自https://www.sj-gauge.com/_tw/faq/detail.php?cid=15&faqid=167,Mar.10,2021。
〔10〕 電氣自動化應用發表於資訊,關於熱電偶,這一篇文章就夠了!詳細介紹原理,特徵及判斷方法!,每日頭條,2018。
〔11〕 熱導率維基百科,常用材質之熱傳導係數比較,檢自https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%86%B1%E5%B0%8E%E7%8E%87,Mar.17,2021。
〔12〕 FurMark百科知識,3-2測試與紀錄數據軟體介紹,檢自https://www.easyatm.com.tw/wiki/FurMark,Mar.27,2021。
論文使用權限
  • 同意紙本無償授權給館內讀者為學術之目的重製使用,於2023-07-01公開。
  • 同意授權瀏覽/列印電子全文服務,於2023-07-01起公開。


  • 若您有任何疑問,請與我們聯絡!
    圖書館: 請來電 (02)2621-5656 轉 2487 或 來信 dss@mail.tku.edu.tw