虽然热管理肯定不是电子产品设计的新考虑因素雷竞技最新app,它给可穿戴电子产品带来了独特的挑战。雷竞技最新app在传统的电子产品,雷竞技最新appcpu温度预计将保持在75°C以下。但在可穿戴设备中,当设备在甚至更低的温度下不适时,用户将在疼痛时经历疼痛。
热不仅仅是可穿戴设备对人类造成的问题;人为产生的热量也会对嵌入式电路造成问题。与人体皮肤直接接触会降低设备的热容,并导致其承受更多的热量。此外,与其他电子设备相比,可穿戴设备可能更直接、更持续地暴露在阳光下,从而导致它们出现错误行为。
可穿戴设备是少数直接暴露在人体皮肤和阳光下的电子产品。图片由高级科学
工程研究人员做了什么来解决这些热挑战?
研究人员努力让可穿戴设备保持凉爽
在过去的几年里,设计师们已经用几种不同的方法解决了可穿戴热的问题,其中许多方法涉及散热器和散热。例如,研究人员调查了两个因素——热源/散热器热阻和热电材料-可能会影响热电冷却器的性能。据说,这些冷却器可以将人体皮肤与可穿戴设备之间的接触温度降低至多8.2°C。
此外,一个科学推进2019年的一项研究引用了一种有效的方法,该方法可以精确定位冷却系统的特定区域,而不是针对整个设备。这些研究人员使用柔性热电装置来冷却电路中特定的发热部位,导致10°C的温度降低。
智能手表中的热电冷却模块将冷却定位到设备与皮肤接触的地方,从而避免了空间冷却的需要。图片由自然
这个现在常用方法可以从热模拟和仿真中获益吗,它可以识别那些易热的位置,并帮助开发人员评估不同的设备形状、皮带尺寸和材料对热量的影响。
然而,本周来自韩国和美国的研究人员发现转向材料科学,以解决可穿戴物的热挑战一次和所有。
金属散热的挑战
如上所述,可穿戴物的热考虑因素通常涉及基于薄金属膜的散热或耗散。问题是这些薄金属层具有创建临时的潜力法拉第笼围绕可穿戴设备,阻碍无线通信。
法拉第笼的工作原理。图片使用的礼貌国家高磁场实验室
虽然这个问题在市场上的产品中已经被回避,但它仍然阻碍了金属散热器的全部功能,因为它有阻塞射频连接的持续风险。
一种新材料切割热量,保持射频连接
在发表的新文件中高级科学来自韩国GIST的研究人员与美国研究人员合作发明了一种能让可穿戴设备保持凉爽的新材料。纳米/微孔聚合物(NMVP)是一种非金属柔性材料,其研究人员由聚甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯 - 乙烯 - 丁基 - 苯乙烯产生。
新发射材料的图形。图片由康等。
通过结合这两种材料,该团队表示,他们创造出了一种材料,它的太阳光谱反射率接近100%,这意味着阳光不会导致材料升温。这种新材料还具有在大气窗口的高发射率,允许它辐射热量作为一种冷却形式。
值得注意的是,该材料是非金属的,消除了对干扰RF通信的担忧。
您如何在未来几年中预期穿戴的热设计将在未来几年中发展?在下面的评论中分享您的想法。