Wyzwania termiczne stacji 5G

Do 2025 r. branża telekomunikacyjna będzie zużywać 20 procent energii elektrycznej na świecie, aw sieci komunikacji mobilnej głównymi odbiorcami energii są stacje bazowe, a około 80 procent zużycia energii pochodzi z szeroko rozpowszechnionych stacji bazowych. Gęstsze stacje bazowe oznaczają większe zużycie energii, co jest głównym wyzwaniem kosztowym dla sieci 5G.

Z punktu widzenia struktury energetycznej zużycie energii oznacza wyższe koszty i większą pośrednią presję na zanieczyszczenie środowiska. Z punktu widzenia projektu termicznego wytwarzanie ciepła przez stację bazową wzrasta, a trudność w kontrolowaniu temperatury nagle wzrasta.

Inżynierowie, którzy pracowali w branży komunikacyjnej, wiedzą, że stacje bazowe komunikacji są zwykle instalowane na żelaznych ramach na dachach budynków i wysokich miejscach w dziczy. Objętość i waga mają kluczowe znaczenie dla łatwości instalacji sprzętu. Przypadkowo zużycie energii, objętość i waga to podstawowe warunki brzegowe w projektowaniu termicznym.

Z dawnych nawyków projektowych wynika, że ​​stacja bazowa jest typowym zamkniętym, naturalnym urządzeniem rozpraszającym ciepło (zastosowanie na zewnątrz wymaga ścisłej wodoodporności i pyłoszczelności). Po oddaniu ciepła z komponentów są tylko dwa miejsca:

1. Pochłaniane przez urządzenia wewnętrzne - ciepło zamieniane jest na energię wewnętrzną, powodując wzrost temperatury urządzenia;

2. Ze względu na różnicę temperatur ciepło jest przekazywane z obiektu o wysokiej temperaturze do obiektu o niskiej temperaturze - gdy temperatura jest stabilna, szybkość wymiany ciepła=szybkość wytwarzania ciepła.

Aby zmniejszyć objętość i wagę produktów, ewoluowało zapotrzebowanie na konstrukcję termiczną takich produktów, aby zmaksymalizować wydajność wymiany ciepła i zmniejszyć opór cieplny przenoszenia ciepła w tej samej przestrzeni. Opór cieplny przenoszenia ciepła dzieli się tutaj na wewnętrzny opór cieplny i zewnętrzny opór cieplny.

Zmniejszenie wewnętrznego oporu cieplnego wymaga rozsądnego rozplanowania układu scalonego, tak aby samo źródło ciepła znajdowało się bliżej osłony rozpraszającej ciepło. Jest to wspólny wysiłek inżynierów sprzętu i inżynierów zajmujących się projektowaniem termicznym.

Z materiałowego punktu widzenia między chipem a obudową należy zastosować materiał termoprzewodzący. Stacje bazowe 5G mogą sprzyjać znacznemu ulepszeniu materiałów interfejsu termicznego, co znajduje odzwierciedlenie w następujących aspektach:

1. Najniższa możliwa rezystancja termiczna - wymagana wyższa przewodność cieplna i lepsze zwilżanie międzyfazowe;

2. Niezawodność - stacje bazowe są używane w złożonych środowiskach zewnętrznych na całym świecie, w zakresie temperatur -40C~55C, a konserwacja po awariach jest trudna - doskonała stabilność termiczna, odporność na zacieki, pęknięcia

3. Użyteczność - 5Stacje bazowe G są używane w dużych ilościach, a wiele układów scalonych współuczestniczy w rozpraszaniu ciepła obudowy, co wymaga automatyzacji montażu materiałów i naprężeń generowanych podczas procesu montażu.

Z perspektywy obudowy zwiększa się zużycie energii i należy zaprojektować bardziej rozsądną formę płetwy, aby pasowała do poziomu materiału stacji bazowej o wysokim zużyciu energii, a materiały o mniejszej gęstości, lepszej przewodności cieplnej i dużej odporności na korozję są wymagany. Zastosowanie płyty inflacyjnej w stacji bazowej opiera się na jej wysokiej przewodności cieplnej i niskiej gęstości. Ze względu na małą gęstość i wysoką przewodność cieplną zastosowanie produktów z przepływem dwufazowym w stacjach bazowych będzie coraz szersze. Rozwój półstałych odlewów ciśnieniowych i innych procesów sprzyjał również poprawie przewodności cieplnej materiałów obudowy odlewanych ciśnieniowo.

Efektywność naturalnego odprowadzania ciepła jest ograniczona. Wraz ze wzrostem mocy badane jest również chłodzenie powietrzem i cieczą stacji bazowych. Dobrze kontrolowana temperatura nie tylko poprawia niezawodność produktu, ale także zmniejsza zużycie energii przez urządzenie.