Zasada konstrukcji termicznej urządzeń telekomunikacyjnych 5G

W porównaniu z 4G, 5G wzrasta co najmniej 9 ~ 10 razy. W dobie sieci 5G, bez względu na to, jakie rozwiązanie 5G jest nierozerwalnie związane z urządzeniami komunikacyjnymi 5G, a 5G ma coraz większe wymagania wobec urządzeń optycznych, takie jak mała objętość, wysoka integracja, duża szybkość i niski pobór mocy. Główne powszechnie stosowane stawki urządzeń do transmisji 5G do przodu, w środku i do tyłu to urządzenia optyczne 25G, 50G, 100G, 200G i 400G. Wśród nich urządzenia optyczne 25G i 100G są najczęściej używanymi urządzeniami komunikacyjnymi 5G.

Przy większej szybkości i mniejszej objętości jest to nieunikniony trend rozwoju urządzeń optycznych. Jednocześnie wiąże się to z wyższymi wymaganiami dotyczącymi wewnętrznego zarządzania temperaturą urządzeń optycznych. Jak szybko i skutecznie odprowadzić ciepło to problem, który należy potraktować poważnie.

Dlaczego potrzebny jest projekt termiczny:

Jak wszyscy wiemy, kiedy nasz chip fotoelektryczny zadziała, nie zamieni 100 procent wstrzykniętego prądu na wyjściową optoelektronikę, a część z tego zostanie wykorzystana jako strata energii w postaci ciepła. Jeśli duża ilość ciepła nadal się gromadzi i nie można jej usunąć na czas, będzie to miało wiele niekorzystnych skutków dla wydajności komponentów. Ogólnie rzecz biorąc, wraz ze wzrostem temperatury wartość rezystancji maleje, a żywotność urządzeń ulega skróceniu. Słaba wydajność, starzejące się materiały i uszkodzone elementy; Ponadto wysoka temperatura spowoduje również naprężenia i odkształcenia materiału, zmniejszy niezawodność i wadliwe działanie urządzenia.

Istnieją trzy podstawowe sposoby przekazywania ciepła: przewodzenie ciepła, konwekcja ciepła i promieniowanie cieplne.

Przewodnictwo cieplne:

Chip rozprasza ciepło przez radiator na dole, a urządzenie optyczne styka się z powłoką w celu rozpraszania ciepła przez rozpraszający ciepło smar silikonowy, z których wszystkie należą do przewodzenia ciepła.

Konwekcja ciepła:

Konwekcja naturalna wykorzystuje głównie siłę wyporu spowodowaną różnicą gęstości płynu w wysokiej i niskiej temperaturze do wymiany ciepła. Jest to pasywna metoda odprowadzania ciepła, która jest odpowiednia dla środowiska o niskiej kaloryczności. W telefonach komórkowych, modułach optycznych i innych produktach końcowych stosuje się głównie naturalną konwekcję wymiany ciepła.

Wymuszona konwekcja wymiany ciepła to wydajna metoda rozpraszania ciepła spowodowana przyspieszeniem wymiany ciepła płynu przez zewnętrzne źródła zasilania, takie jak pompy i wentylatory, co wymaga dodatkowych inwestycji ekonomicznych. Nadaje się do sytuacji o dużej wartości opałowej i słabym środowisku rozpraszania ciepła; Chłodzenie wentylatorowe jest zwykle stosowane w przypadku modułów optycznych pracujących w szafach lub przełącznikach, co jest typowym wymuszonym przenoszeniem ciepła przez konwekcję.

Promieniowanie cieplne:

Proces przenoszenia energii za pomocą fal elektromagnetycznych. Promieniowanie cieplne to proces emitowania fal elektromagnetycznych, gdy temperatura obiektu jest wyższa od zera bezwzględnego. Przenoszenie ciepła między dwoma obiektami poprzez promieniowanie cieplne nazywa się przenoszeniem ciepła przez promieniowanie. Ta metoda rozpraszania ciepła jest rzadziej stosowana w projektowaniu termicznym ze względu na jej słabą wydajność.