Tepelné výzvy 5G staníc

Do roku 2025 bude telekomunikačný priemysel spotrebovávať 20 percent svetovej elektriny a v mobilnej komunikačnej sieti sú hlavnými spotrebiteľmi energie základňové stanice a približne 80 percent spotreby energie pochádza zo široko distribuovaných základňových staníc. Väčšia hustota základňových staníc znamená vyššiu spotrebu energie, čo predstavuje pre siete 5G veľkú výzvu v oblasti nákladov.

Z hľadiska energetickej štruktúry znamená spotreba energie vyššie náklady a väčší nepriamy tlak na znečisťovanie životného prostredia. Z hľadiska tepelného dizajnu sa zvyšuje produkcia tepla základnej stanice a náhle sa zvyšuje náročnosť regulácie teploty.

Inžinieri, ktorí pracovali v komunikačnom priemysle, vedia, že komunikačné základňové stanice sú zvyčajne inštalované na železných rámoch na strechách budov a vysokých miestach vo voľnej prírode. Objem a hmotnosť sú rozhodujúce pre jednoduchú inštaláciu zariadenia. Zhodou okolností spotreba energie, objem a hmotnosť sú všetky základné hraničné podmienky návrhu v tepelnom dizajne.

Z minulých dizajnových zvyklostí je základňová stanica typickým uzavretým zariadením na prirodzený odvod tepla (vonkajšia aplikácia vyžaduje prísnu vodotesnosť a prachotesnosť). Po vyžarovaní tepla z komponentov existujú iba dve miesta:

1. Absorbované vnútornými zariadeniami - teplo sa premieňa na vnútornú energiu, čo spôsobuje zvýšenie teploty zariadenia;

2. V dôsledku rozdielu teplôt sa teplo prenáša z objektu s vysokou teplotou do objektu s nízkou teplotou - keď je teplota stabilná, rýchlosť prenosu tepla=rýchlosť generovania tepla.

Na zníženie objemu a hmotnosti výrobkov sa vyvinul dopyt po tepelnom dizajne takýchto výrobkov, aby sa maximalizovala účinnosť prenosu tepla a znížil sa tepelný odpor prenosu tepla v rovnakom priestore. Tepelný odpor prenosu tepla sa tu delí na vnútorný tepelný odpor a vonkajší tepelný odpor.

Zníženie vnútorného tepelného odporu vyžaduje rozumné rozloženie čipu, aby samotný zdroj tepla bol bližšie k plášťu odvádzajúceho teplo. Ide o spoločné úsilie medzi hardvérovými inžiniermi a inžiniermi tepelného dizajnu.

Z materiálového hľadiska je potrebné naniesť medzi čip a puzdro materiál tepelného rozhrania. Základňové stanice 5G môžu podporiť veľké zlepšenie materiálov tepelného rozhrania, ktoré sa odráža v nasledujúcich aspektoch:

1. Čo najnižší tepelný odpor – vyžaduje sa vyššia tepelná vodivosť a lepšie zmáčanie rozhrania;

2. Spoľahlivosť – základňové stanice sa používajú v zložitých vonkajších prostrediach, po celom svete, s rozsahom teplôt -40C~55C a údržba je po poruchách náročná – vynikajúca tepelná stabilita, proti priehybu, proti praskaniu

3. Použiteľnosť - 5Základňové stanice G sa používajú vo veľkom množstve a o odvod tepla šasi sa delí viacero čipov, čo si vyžaduje automatizáciu montáže materiálu a napätie vznikajúce počas procesu montáže.

Z pohľadu plášťa je spotreba energie zvýšená a je potrebné navrhnúť rozumnejšiu formu rebier tak, aby zodpovedala úrovni materiálu s vysokou spotrebou energie základnej stanice, a materiály s nižšou hustotou, lepšou tepelnou vodivosťou a silnou odolnosťou proti korózii. požadovaný. Aplikácia nafukovacej dosky v základnej stanici je založená na jej vysokej tepelnej vodivosti a nízkej hustote. Vďaka nízkej hustote a vysokej tepelnej vodivosti bude aplikácia produktov dvojfázového prúdenia v základňových staniciach čoraz širšia. Nárast polotuhého tlakového liatia a iných procesov tiež podporil zlepšenie tepelnej vodivosti materiálov na tlakové liatie.

Účinnosť prirodzeného rozptylu tepla je obmedzená. S nárastom výkonu sa skúma aj vzduchové a kvapalinové chladenie základňových staníc. Keď je teplota dobre kontrolovaná, nielenže zlepšuje spoľahlivosť produktu, ale tiež znižuje spotrebu energie zariadenia.