Analiza termiczna urządzeń optycznych 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 wyższe wymagania dla urządzeń optycznych, takich jak mała objętość, wysoka integracja, wysoka szybkość i niskie zużycie energii. Głównymi powszechnie stosowanymi szybkościami urządzeń dla transmisji 5G do przodu, środka i tyłu są urządzenia optyczne 25G, 50G, 100G, 200G i 400G, wśród nich urządzenia optyczne 25G i 100G są najczęściej używanymi urządzeniami komunikacyjnymi 5G.

 Przy większej prędkości i mniejszej objętości jest to nieunikniony trend rozwoju urządzeń optycznych. Jednocześnie wiąże się to również z wyższymi wymaganiami dotyczącymi wewnętrznego zarządzania termicznego urządzeniami optycznymi. Jak szybko i skutecznie rozpraszać ciepło to problem, który należy traktować poważnie.

Dlaczego potrzebna jest konstrukcja termiczna:

Jak wszyscy wiemy, kiedy nasz chip fotoelektryczny działa, nie przekształci 100% wtryskiwanego prądu w wyjściową optoelektronikę, a jego część zostanie wykorzystana jako strata energii w postaci ciepła. Jeśli duża ilość ciepła nadal się gromadzi i nie można go wyeliminować na czas, będzie to miało wiele niekorzystnych skutków dla wydajności komponentów. Ogólnie rzecz biorąc, wraz ze wzrostem temperatury wartość rezystancji maleje, a żywotność urządzeń zostanie zmniejszona, Słaba wydajność, starzejące się materiały i uszkodzone komponenty; Ponadto wysoka temperatura spowoduje również naprężenia i odkształcenia materiału, zmniejszając niezawodność i nieprawidłowe działanie urządzenia.

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

Przewodzenie ciepła:

Chip rozprasza ciepło przez radiator na dole, a urządzenie optyczne styka się z powłoką w celu rozpraszania ciepła poprzez smar silikonowy rozpraszający ciepło, 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 rozpraszania ciepła, która jest odpowiednia dla środowiska o niskiej wartości opałowej. W telefonach komórkowych, modułach optycznych i innych produktach końcowych stosuje się głównie naturalny konwekcyjny transfer ciepła.

Wymuszony konwekcyjny transfer ciepła jest efektywną metodą rozpraszania ciepła spowodowaną przyspieszeniem wymiany ciepła płynów 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 wentylatora jest zwykle stosowane w modułach optycznych pracujących w szafach lub przełącznikach, co jest typowym wymuszonym konwekcyjnym przenoszeniem ciepła.

Promieniowanie cieplne:

Proces przesyłania energii przez fale elektromagnetyczne. Promieniowanie cieplne to proces emitowania fal elektromagnetycznych, gdy temperatura obiektu jest wyższa niż zero bezwzględne. Przenoszenie ciepła między dwoma obiektami poprzez promieniowanie cieplne nazywa się wymianą ciepła promieniowania. Ta metoda rozpraszania ciepła jest rzadziej stosowana w projektowaniu termicznym ze względu na jej słabą wydajność.