Princíp tepelného dizajnu 5G telekomunikačného zariadenia

V porovnaní so 4G sa 5G zvyšuje najmenej 9 až 10-krát. V ére siete 5G, bez ohľadu na to, aké riešenie 5G je neoddeliteľné od komunikačných zariadení 5G, a 5G má stále vyššie požiadavky na optické zariadenia, ako je malý objem, vysoká integrácia, vysoká rýchlosť a nízka spotreba energie. Hlavnými bežne používanými rýchlosťami zariadení pre dopredný, stredný a zadný prenos 5G sú optické zariadenia 25G, 50G, 100G, 200G a 400G, medzi ktorými sú optické zariadenia 25G a 100G najpoužívanejšie komunikačné zariadenia 5G.

S vyššou rýchlosťou a menším objemom je to nevyhnutný trend vývoja optických zariadení. Zároveň prináša aj vyššie požiadavky na vnútorný tepelný manažment optických zariadení. Ako rýchlo a efektívne odvádzať teplo je problém, ktorý treba brať vážne.

Prečo je potrebný tepelný dizajn:

Ako všetci vieme, keď náš fotoelektrický čip funguje, nepremení 100 percent vstrekovaného prúdu na výstupnú optoelektroniku a časť z neho sa použije ako strata energie vo forme tepla. Ak sa veľké množstvo tepla naďalej hromadí a nie je možné ho včas odstrániť, bude to mať veľa nepriaznivých vplyvov na výkon komponentov. Všeobecne povedané, s nárastom teploty sa hodnota odporu znižuje a životnosť zariadení sa zníži, zlý výkon, starnúce materiály a poškodené komponenty; Okrem toho vysoká teplota spôsobí napätie a deformáciu materiálu, zníži spoľahlivosť a poruchu zariadenia.

Existujú tri základné spôsoby prenosu tepla: vedenie tepla, prúdenie tepla a sálanie tepla.

Vedenie tepla:

Čip odvádza teplo cez chladič v spodnej časti a optické zariadenie je v kontakte s plášťom, aby odvádzalo teplo pomocou silikónového tuku na odvádzanie tepla, čo všetko patrí k vedeniu tepla.

Konvekcia tepla:

Prirodzená konvekcia využíva na výmenu tepla hlavne vztlakovú silu spôsobenú rozdielom medzi hustotou kvapaliny s vysokou a nízkou teplotou. Ide o pasívny spôsob odvodu tepla, ktorý je vhodný do prostredia s nízkou výhrevnosťou. V mobilných telefónoch, optických moduloch a iných koncových produktoch sa využíva hlavne prirodzený prenos tepla konvekciou.

Prenos tepla núteným prúdením je účinný spôsob rozptylu tepla spôsobený zrýchlením výmeny tepla tekutiny prostredníctvom externých zdrojov energie, ako sú čerpadlá a ventilátory, čo si vyžaduje dodatočné ekonomické investície. Je vhodný pre situáciu s vysokou výhrevnosťou a prostredím so zlým odvodom tepla; Chladenie ventilátorom sa zvyčajne používa pre optické moduly pracujúce v skriniach alebo spínačoch, čo je typický prenos tepla nútenou konvekciou.

Tepelné žiarenie:

Proces prenosu energie prostredníctvom elektromagnetických vĺn. Tepelné žiarenie je proces vyžarovania elektromagnetických vĺn, keď je teplota objektu vyššia ako absolútna nula. Prenos tepla medzi dvoma predmetmi prostredníctvom tepelného žiarenia sa nazýva prenos tepla sálaním. Táto metóda rozptylu tepla sa menej používa v tepelnom dizajne z dôvodu nízkej účinnosti.