这颗1毫米厚的芯片,可能是手机散热的新解法
相信有不少家友,在刚刚过去的炎炎夏日之中,对手机等移动设备的
随着 AI 时代的到来,设备端侧的算力要求也同样水涨船高。在被动散热略显吃力的今天,而传统的主动散热方案也很难被塞入集成度的移动设备之中。
而刚刚推出的一款“风扇芯片” ,可能会为手机散热设计带来新局面,下面IT之家小编就带大家来扒一扒。
01. 1mm 厚度的芯片,能吹风
xMEMS 公司于当地时间 8 月 20 日,推出了XMC-2400 μCooling主动式微风扇冷却芯片。
这颗芯片的封装尺寸仅为 9.26 x 7.6 x 1.08 mm,可以说真的是“指甲盖”大小 了。
XMC-2400可能和家友们对于芯片这个概念的常规理解有所不同,如果从用途角度来讲,称之为“风扇”更加合适。
在“指甲盖”的封装尺寸之下,这颗芯片可以实现最高每秒 39cc 的风量以及 1000Pa 的背压 ;以散热风扇常见的标准衡量,风量约为0.08 CFM。
在 3D 打印的风道之中,XMC-2400 已经可以成功推动风扇叶片转动,而其功耗仅为 30mW。
由于其全硅解决方案的特性,这颗散热芯片还拥有IP58 级防尘防水 、高耐用性的特点。
并且,这颗芯片利用的是压电效应原理,其所有机械可动部分都以超声波频率工作,因此并没有可闻噪音。
将这样一颗芯片与CPU、GPU、内存、电池等热源“贴贴” ,便可以实现主动散热的效果。
为了满足移动设备不同结构设计的需要,xMEMS 公司还设计了两个版本的 XMC-2400 芯片:侧出风的 XMC-2400-S 与顶部出风的 XMC-2400。
02. xMEMS,何许人也
xMEMS 成立于 2018 年,是一家专注于硅基压电 MEMS 元器件的公司。
所谓压电效应,即为电介质材料中一种机械能与电能互换 的现象。
IT之家了解到,MEMS 则是 Microelectromechanical Systems 微机电系统的简称,其操作范围在微米尺度内,由尺寸为 1 至 100 微米(即 0.001 至 0.1 毫米)的部件组成, 常用类似集成电路的生产工艺和加工过程。
MEMS 传感器产品,则已经在消费电子、汽车、工业等领域得到了不少的应用。
比如 2007 年的初代 iPhone,就已经在使用MEMS 加速度计 了。
对 Hi-Fi 有所了解的家友可能听说过,xMEMS 公司已经推出了多款固态 MEMS 微型扬声器 ,并且已经取得了商业化应用。
比如创新去年 11 月发布的 Aurvana Ace 系列无线耳机就搭载了来自 xMEMS 的固态单元,可以提供更好的高频准确度与细节。
根据该 公司的介绍, XMC-2400 散热芯片使用的是与 xMEMS Cypress 微型扬声器 相同的制造工艺。
正 如家友在评论区中所说,既然都是震动,将 MEMS 喇叭改成 MEMS “风扇” 自然 也就是顺理成章的操作了。
03. 固态散热芯片,不是新品类
有不少家友可能还记得,还有另一家公司也推出了类似原理的固态散热产品,这就是Frore Systems 公司推出的 AirJet 系列。
其中,体积最小、厚度最薄的产品便是 AirJet Mini Slim。
AirJet Mini Slim 的尺寸为 41.5 x 27.5 x 2.5 mm,体积比前文介绍过的 XMC-2400 大了几十倍 ,自然也拥有更强的性能。
据称这款散热芯片可以在达成 1750Pa 的背压,0.21 CFM 的风量,最高消耗 1W 功耗,其能够在 21dBA 的噪音下实现 5.25W 的解热能力。
而且,AirJet 目前已经走出实验室,成功实现商业化。
索泰推出的 ZBOX PI430AJ with AirJet 便是全球首款采用固态主动散热技术的迷你主机产品。
与传统风扇主动散热设计相比,这类固态散热技术在节约空间的同时,还达成了更低的噪音;并且因为其无可动部件的设计,应对外界恶劣条件的能力也得到了提升,免去了频繁拆机清灰的困扰。
04. 不止是手机
由于传统的风扇散热在体积、噪音、可靠性上的诸多局限性,主动散热设计在手机上的应用一直相当局限。
其中较为被大家熟知的的应该就是红魔游戏手机了。
诸如 XMC-2400 这类固态散热 MEMS 芯片的出现,也许会让主动散热技术在常规形态手机上的搭载成为可能。
XMC-2400 与 iPhone 尺寸对比
除了手机之外,其实还有不少移动便携式设备因为散热问题而令厂商和用户伤透了脑筋。
比如微单等相机产品,在连续录像这类高数据吞吐量的场景之中,发热也不容小觑,不少相机产品很难长期以最高录制规格稳定录像。
随着 PCIe 5.0 固态硬盘将持续读写性能拉到 10GB/s 以上,其发热量也远超以往的 SSD 产品。
甚至还出现了如微星 SPATIUM M580 FROZR 这种配备了三热管塔式散热器 的产品,给本就“压力山大”的主板再上了一层压力。
而固态散热 MEMS 芯片的出现,让 PCIe 5.0 固态硬盘在轻薄本上的应用成为可能,而移动固态硬盘的性能持续性也有望得到提升。
根据 xMEMS 官方的介绍,这项技术有望应用于手机、平板、VR 头显、笔记本电脑、存储设备及充电产品 之中。
那么,我们什么时候才能看到搭载这项技术的产品上市呢?
xM EMS 计划在2025 年第一季度 向客户提供 XMC-2400 样品。小编真心希望这项技术能够加速走进各种产品,造福广大用户。
本文源自IT之家
我们把公牛的16万毫安户外电源拆了,这做工用料不愧是你
BULL公牛虽是排插界数一数二的品牌,但是很早也入局了快充市场,相继推出65W PD快充插座、65W氮化镓快充、20W PD快充等产品,成为推动快充行业发展的品牌之一。最近更是跨界进入到移动储能行业,推出了公牛户外电源,内置16.5万毫安时电池组,支持600W 220V正弦波交流电输出,带有双向PD快充接口,为用户拓展出更多户外玩法。
目前公牛这款户外电源已上架公牛数码京东自营旗舰店,售价为2480元。下面充电头网就对其进行详细拆解,看看用料做工如何。
一、公牛600W户外移动电源外观
箱子一端是公牛品牌、产品外观和名称。
另一端印有产品参数和特点。
产品采用黑色基调,看上去美观有气质。机身壳表面细腻磨砂纹理,触感舒适。机身设有一体化提手,方便搬运。
机身两端是亚克力材质面板装饰,这一端配有3A1C三个USB接口、一个点烟器接口以及一输入两输出共三个DC接口,上端设有独立的DC和AC开关,下方设有散热孔。
两个开关键间有LED显示屏,可显示剩余电量以及接口使用情况。
另一端上方左侧是照明灯以及对应开关键,右侧是3+2国标组合AC插口,内置安全门防异物。下方是两个风扇窗口。
机身底部设有防滑硅胶垫。
此外还印有产品参数信息
型号:GNV-PBM605
电池容量/能量:165000mAh/594Wh
AC输出额定能量:450Wh(220~ 50HZ/600W AC OUT)
DC输出额定容量:96000mAh(5V3A)
DC输入:19V4.72A
USB-C输入/输出:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3A(60W Max)
USB-A1/2输出:5V3A、9V2A、12V1.5A(双口同时输出:5V3A)
USB-A3输出:5V2.4A
DC1/2输出:12V10A(DC1+DC2:12V10A Max)
AC输出:220~ 50HZ/600W
点烟器接口输出:12V10A(120W Max)
宁波公牛数码科技有限公司
使用ChargerLAB POWER-Z KM001C测得USB-C口支持Apple 2.4A、DCP、FCP、QC3.0、PD等协议。
此外还具备5V2.4A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3A五组固定电压档位。
实测通过C口给公牛600W户外移动电源充电,充电功率为(19.89V 、2.99A )59.48W。
使用ChargerLAB POWER-Z KT002测得USB-A1口支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP协议,以及QC2.0/3.0、AFC、FCP快充协议。
另外测得USB-A2口支持协议和A1口的一样。
最后测得USB-A3标充口支持Apple 2.4A协议。
产品附带的充电器以及CC数据线。
充电器输入端采用8字接口。
输出线缆为DC圆头。
机身上配有一颗充电指示灯。
机身背面贴有充电器铭牌
型号:FJ-SW2025G1904720D
输入:100-240V~50/60HZ 2A
输出:19V4.72A
产品已经通过了CCC认证。
二、公牛600W户外移动电源拆解
亚克力装饰板采用双面胶粘贴固定,内层外壳采用螺丝封装固定。
拆掉螺丝即可将机身壳打开,连接导线均套有绝缘管,此外还有磁环防干扰。
功能模块电路板采用螺钉固定。
连接点烟器接口的导线打胶加固。
另一端也是一样封装设计。
风扇、照明灯等使用螺丝固定。
连接AC插口的导线也打胶加固。
小风扇来自SNOWFAN,永亿豪电子有限公司,型号YY5015H12B,支持DC 12V0.15A输入,通过了CE、TUV认证。
拆掉两端外壳,即可将电池组和逆变器模块取出。
电池组上下均有塑料支架固定保护,一共6排电池,每排10颗,整个电池组总共有60颗电池,6串连接。按照165000mAh计算,单节电池容量为2750mAh。另外上端有逆变器电路板,底部有电池保护电路板。
电池规格型号特写。
保护电路板使用螺丝固定,可以看到板子上有保险丝以及多颗电池保护MOS管。
保险丝额定电流40A,两颗并联,来自诚润电子,用于极端情况下的电池组短路保护。
东软载波HR8P506FHNK,内置32位 ARM M0内核,集成多个定时器,带有UART模块,支持红外线功能,内置SPI和I2C通信接口,内置RTC实时时钟,支持LCD驱动,内置12位ADC等。
东软载波HR8P506FHNK资料信息。
中颖SH367305 6-8串锂电池保护芯片,内置均衡功能,用于6串电池组的过充电、放电短路、过热等保护功能。
中颖SH367305资料信息。
两排共12颗丝印S1534的MOS管,用于电池保护。
PC817夏普光耦,用于与单片机的隔离通信。
拆掉电池保护板,底部还贴有一块红色绝缘纸。
电池采用镍片点焊连接,这一面可以看到三块镍片。镍片为预制形状,和框架之间通过开孔和框架塑料柱固定。
下面再来看看逆变器电路板。
逆变器电路板正面一览,输入端有一排滤波固态电容,旁边的散热片上固定有小风扇,加强散热效果,输出端的共模电感电等器件打胶加固。
板子背面左侧覆盖一块PCB板,用于绝缘屏蔽。
板子通过两个焊点固定并且打胶加固。
PCB为单面铜箔全敷锡。
输入滤波固态电容一共6颗,规格均为35V 470μF。
散热片侧身包裹屏蔽铜箔,顶部有风扇吹风带走热量。
拧下底部的固定螺丝,将散热片拆掉,底部有导热垫帮助将热量传递给散热片。
撕掉导热垫,下面有8颗MOS管。
8颗MOS管均为泰德TDM3436,NMOS,耐压40V,用于逆变升压。
泰德TDM3436资料信息。
侧边焊接两块小板,以及电感电容等器件。
蓝色小板正面一览。
一颗来自BAOTER的精密可调电阻器。
屹晶微EG2132 MOS管驱动芯片,用于驱动MOS管升压。
屹晶微EG2132资料信息。
屹晶微EG1611逆变器升压专用控制芯片,内置软启动及完善的保护功能,并提供蓄电池欠压和过压,过流保护功能。
屹晶微EG1611资料信息。
78M12三端稳压器。
插接件采用大量绝缘硅胶加固。
绿色小板上有一颗大芯片。
屹晶微EG8025,纯正弦波逆变器专用芯片,用于逆变波形调制,并且支持串口设置参数和通信功能。
屹晶微EG8025资料信息。
另一块散热片上打胶固定一颗热敏电阻进行温度监控。
散热片另一侧固定有四颗IGBT,与散热片间有导热垫用于绝缘。
四颗IGBT均为上海陆芯YGW30N65F1。耐压650V,电流30A,饱和压降1.9V,支持高速开关。
陆芯 YGW30N65F1 详细资料。
散热片和逆变升压变压器的铜箔使用一根导线接地。旁边矗立四个小型散热片,之间夹有导热垫。
将散热片拆下。
凹槽内固定有台半HER1008G,10A1000V耐压二极管,用于逆变变压器输出整流。
台半HER1008G资料信息。
另一个散热片上固定的也是台半HER1008G,可想而知剩余两个散热片里的也是它,一共四颗,组成桥式整流。
CBB薄膜电容特写,224J630V。
两颗高压滤波电解电容规格均为ZTC品牌。
规格均为500V 82μF,用于逆变升压整流滤波。
此外这一端还有滤波电感、薄膜电容、共模电感等器件。
另一颗CBB薄膜电容特写,475J450V。
共模电感旁还有安规X电容和两颗Y电容。
最后再来看看接口端电路信息。
板子正面一览,部分区域露铜加锡,芯片注胶保护。
背面一览,电感打胶固定,其中两颗外套绝缘管保护,板子边缘漏铜加锡处理。
LM358双运放。
南芯半导体SC8815同步升降压控制器,用于DC口输入为电池充电。
这款芯片的I²C可编程充电电流和充电电压、可编程放电输出电压、可编程输入/输出电流限制;内置10 位 ADC;拥有欠压保护,过压保护,过流保护、短路保护和热关断保护等多种保护功能;单芯片完成充电/放电控制,支持各种电力转换。
南芯SC8815资料信息。
充电头网拆解了解到,南芯半导体的快充方案还被安克PowerHouse II 400户外电源、羽博300W便携式储能电源、紫米20号200W PD快充移动电源、征拓100W双向快充移动电源SuperTank Pro、三星10000mAh 25W PD快充移动电源、小米20000mAh移动电源 50W超级闪充版等数十款产品采用。
外挂四颗MOS管输出升降压,反光可见整板涂有防潮胶。
MOS管均为AOS万代AON6262E,60V耐压,DFN5x6封装。
AOS AON6262E资料信息。
南芯SC8103同步降压芯片,内置MOS,这里用于四个USB接口降压输出控制。
SC8103是一种高效率的同步降压变换器,输入电压从4.6V到36V,通过设置分压电阻来调节输出电压;它还提供高精度的输出电流限制,当输出电流达到设定电流极限时,变频器进入恒流模式,输出功率可以通过一个电阻编程为18W,恒功率(CP)控制使其很容易满足QC3.0的功率要求。
同时,南芯SC8103采用可编程频率设置和工作模式选择,外部元件最少;还支持完整的保护,包括输入欠压保护、输出过压保护、短路保护和自动重启、过温保护。
南芯SC8103资料信息。
USB-C口协议芯片采用南芯SC2001。这款芯片可以同时支持一组CC信号及多达4组DPDM信号控制,集成了PD2.0、PD3.0、PPS、BC1.2、AFC、FCP、SCP、VOOC以及SUPER VOOC等多种快充协议;且具有30V的额定电压和多重内置保护,包括过热保护、恒功率、恒流和过压保护,以确保系统的安全运行。
此外SC2001内部集成了门驱动器、10bit ADC以及高精度放大器,可以将外部组件数量降到最少;适用于充电器、车充、移动电源、多口充等产品领域。
两个USB-A快充口协议芯片采用天德钰FP6601AA,支持的协议与FP6601A相同,并支持多路协同工作,实现单口快充,多口5V输出。
天德钰FP6601AA资料信息。
充电头网拆解了解到,天德钰的快充协议芯片可应用在充电器、车充、移动电源等产品上,此前已被紫米20号200W PD快充移动电源、小米100W快充车充、小米10000mAh 30W立式无线充移动电源、公牛3USB快充魔方插座、品胜20W PD快充等数十款产品采用。
DC输出降压控制器采用南芯SC8802,该芯片是一个同步4管双向升降压充放电控制器。不管输入电压是低于,高于或者等于电池组电压,它都可以对电池组实现充电管理。当系统需要从电池组放电时,SC8802 能够反向输出所需电压,同样可输出低于,高于或者等于电池组电压值。
采用南芯SC8802的产品还有iWALK F20P PD快充移动电源、Zikko Power Bag Pro 能量手袋移动电源、ZENDURE超级旅行箱移动电源等。
南芯SC8802资料信息。
丝印6U0L06的MOS管。
USB和DC接口特写。
天微TM1620 LED驱动控制专用IC,用于驱动LED显示屏。
天微TM1620资料信息。
LED屏特写。
7812,12V输出的三端稳压器。
东软载波ES8P5088FLLQ,内置ARM M0内核的32位通用MCU,用于屏幕显示信号输出。
东软载波ES8P5088FLLQ资料信息。
丝印SP1233FL。
全部拆解完毕,来张全家福。
充电头网拆解总结
BULL公牛这款户外电源整体采用炫酷的黑色外观设计,机身主体结构采用合金壳体制作,边缘防磕碰材质底部加入了橡胶防滑垫避免滑动,顶部提手方便用户携带。内置165000mAh锂离子动力电池组,拥有丰富的交直流输出配置。
支持65W PD大功率快充,18W QC快充等,配有照明灯提供应急照明。公牛户外电源220V交流输出正式采用正弦波输出方案,可以驱动电源适配器、电机类产品、各种小家电,与家里使用完全一致。
充电头网通过拆解了解到,公牛这款储能电源内置6串电池,共有60颗之多,采用中颖SH367305进行保护,配置东软载波HR8P506FHNK MCU;逆变器采用了屹晶微逆变升压方案,主控芯片为屹晶微EG1611,另外采用EG2132驱动泰德MOS管升压,台半HER1008G用于逆变升压输出整流,EG8025调制输出波形。
接口功能部分,采用南芯SC8815搭配万代MOS进行同步升降压为电池充电,南芯SC8103降压控制器为USB接口降压供电,C口协议芯片采用南芯SC2001,A口协议芯片采用天德钰FP6601AA。DC输出降压控制器采用南芯SC8802。
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