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评测、拆解|黑鲨散热背夹Pro，半导体制冷急速降温

2022-09-03 07:49:00

近年来，随着硬件性能的不断提高，手机发热的问题也愈发明显。再加上手机朝着轻薄化不断发展，手机内部空间不断被压缩，局促的内部环境限制了手机处理器、内存、闪存的散热效果，导致在重度使用的情况下，热量无法及时释放，经常会出现画面掉帧、操作卡顿的问题，影响使用体验。

即使现在很多手机都自带被动散热系统，但由于空间的局限性，在高温天气的应用场景中，依旧会出现发烫的问题。相比之下，通过外挂散热设备来主动降温，能够更好地解决手机发烫问题。

近日，笔者对一款来自黑鲨的冰封散热背夹Pro进行了拆解、测评，并对设备工作原理及设计进行了分析，具体细节见下文。

实测：输出功率、使用体验

首先从外观来看，黑鲨冰封散热背夹Pro采用了极简的外观设计，并通过蓝牙与手机互联的方式，来简化设备物理按键的数量。设备外部只预留了一个Type-C电源接口和一个电源开关按钮。

同时，这款散热背夹配合APP使用，用户还可以根据实际的使用需求，切换不同的散热模式，查看散热背夹当前实时温度，以及调整 RGB灯效设置样式等。

冰封模式（左）极寒模式（右）

散热背夹的散热效果好不好，与功率大小有着必然的联系，这款散热背夹分别提供了极寒和冰封两种工作模式供用户选择。经笔者实测在极寒模式下，散热背夹的功率在7.3W至8W之间。在冰封模式下，散热背夹的功率在9.1W至9.5W之间。

在未贴合手机单独测评过程中发现，虽然两种工作模式功率差距只有1.5W左右，但降温效果非常明显，从室温25℃降至14摄氏度仅用了20秒，平均每两秒降低1摄氏度。

在游戏使用体验方面，笔者进行了一把7分钟的游戏对局，并在游戏开始前将手机画质效果开至最高，让手机发热量最大化。一把游戏下来，通过APP反馈的数据来看，这款手机背夹的散热效果还是非常不错的，温度能够很好地控制在20℃左右。并且设备重量也不是很重，使用起来并不会累手。但是，在握持体验方面，由于散热背夹体积较大的原因，手指无法充分施展开来，对游戏体验有所影响。

拆解

这款散热背夹主要由手机固定夹、散热器以及散热器保护罩3部分构成。

手机固定夹采用了传统的机械式设计，通过弹簧拉伸的方式固定手机。

手机固定夹是手机与制冷片之间温度传递的媒介，通过面积更大的铜箔与制冷片相接触，进一步散热面积，并通过在铜箔与制冷片之间涂抹大量硅脂的方式，提高冷传递的效果。

同时，为了避免金属铜箔与手机之间摩擦产生划痕，还在两层铜箔的基础上放置了一块柔性的导冷垫，不仅保护了手机不被刮花，还提高了手机与散热背夹的契合度，让手机更好地散热。

为了更直观地体现降温效果，这款散热背夹在最贴近手机侧的散热铜箔上，放置了一个用于实时温度监测的热面电阻，最终的温度数据经过处理后，会以数字的形式在手机端呈现。

上图为散热器部分，也是散热背夹的核心。中间白色方块为半导体制冷片，它与下方的金属散热板紧密的贴合，散热板背面采用吸入式小风扇对制冷片进行散热，并通过凸起的金属柱增加与空气接触的面积，提高散热效率。

之所以需要为制冷片单独散热，是因为半导体制冷技术是通过P-N型半导体联结成的热电偶对，当它们之间有电流通过时，两端之间就会产生热量的转移，从而产生温差形成冷热端。换而言之，半导体制冷片在工作过程中，一面在制冷，而另一面却在制热，当双方热传递相等时就会达到一个制衡点，为了实现更好的制冷效果，就需要对发热端进行散热。

上图为散热背夹主板，正面用于贴片器件的放置，背面用于接线，并且每个接线端口都进行了注塑保护，避免在制冷过程中所产生的冷凝水流到主板上，造成电路的短路。

在该电路中，主控采用的是一颗具有蓝牙连接功能的MCU，具体型号为泰凌的TLSR8232，并且这枚主控沿用到了黑鲨冰封散热背夹2 Pro中。MCU下方是一颗为主控提供时钟源的24MHz有源晶振。

出于设备安全性与可靠性的考虑，该散热背夹还在电源输入端放置了TVS管，用于规避电源接通瞬间所产生的浪涌电压，防止击穿电子元件。

在电源的主开关下方，使用了一颗韦尔的WL2855降压芯片，将系统中的5V电压源降低为3.3V为主控MCU单独供电。