Тепловые проблемы станций 5G

К 2025 году телекоммуникационная отрасль будет потреблять 20 процентов мировой электроэнергии, а в сети мобильной связи основными потребителями энергии являются базовые станции, и около 80 процентов потребления энергии приходится на широко распространенные базовые станции. Более плотные базовые станции означают более высокое энергопотребление, что является серьезной проблемой для сетей 5G.

С точки зрения структуры энергии потребление энергии означает более высокие затраты и большее косвенное воздействие на загрязнение окружающей среды. С точки зрения теплового проектирования тепловыделение базовой станции увеличивается, и резко возрастает сложность регулирования температуры.

Инженеры, работавшие в сфере связи, знают, что базовые станции связи обычно устанавливаются на железных каркасах на крышах зданий и высоких местах в дикой природе. Объем и вес имеют решающее значение для простоты установки оборудования. Так совпало, что энергопотребление, объем и вес — все это основные граничные условия проектирования в тепловом расчете.

Исходя из прошлых дизайнерских привычек, базовая станция представляет собой типичное закрытое устройство естественного отвода тепла (для наружного применения требуется строгая водонепроницаемость и пыленепроницаемость). После отвода тепла от компонентов остается всего два места:

1. Поглощение внутренними устройствами - тепло преобразуется во внутреннюю энергию, вызывая повышение температуры устройства;

2. Из-за разницы температур тепло передается от объекта с высокой температурой к объекту с низкой температурой - когда температура стабильна, скорость теплопередачи=скорость тепловыделения.

Чтобы уменьшить объем и вес продуктов, возникла потребность в тепловой конструкции таких продуктов, чтобы максимизировать эффективность теплопередачи и снизить тепловое сопротивление теплопередачи в том же пространстве. Термическое сопротивление теплопередаче здесь делится на внутреннее тепловое сопротивление и внешнее тепловое сопротивление.

Снижение внутреннего теплового сопротивления требует разумной компоновки чипа, чтобы сам источник тепла находился ближе к теплоотводящей оболочке. Это совместная работа инженеров по аппаратному обеспечению и инженеров по тепловому проектированию.

С точки зрения материала между чипом и корпусом необходимо применять материал для теплового интерфейса. Базовые станции 5G могут способствовать значительному улучшению материалов теплового интерфейса, что отражается в следующих аспектах:

1. Минимально возможное термическое сопротивление – требуется более высокая теплопроводность и лучшее смачивание поверхности раздела;

2. Надежность — базовые станции используются в сложных условиях окружающей среды по всему миру, с температурным диапазоном -40C~55C, а техническое обслуживание после сбоев затруднено — превосходная термическая стабильность, устойчивость к провисанию и растрескиванию

3. Удобство использования - 5Базовые станции G используются в большом количестве, а тепловыделение корпуса распределяется между несколькими чипами, что требует автоматизации сборки материалов и напряжения, возникающего в процессе сборки.

С точки зрения корпуса энергопотребление увеличивается, и необходимо разработать более разумную форму ребра, чтобы соответствовать уровню материалов с высоким энергопотреблением базовой станции, а также материалы с более низкой плотностью, лучшей теплопроводностью и высокой коррозионной стойкостью. необходимый. Применение надувной пластины в базовой станции основано на ее высокой теплопроводности и низкой плотности. Благодаря свойствам низкой плотности и высокой теплопроводности применение продуктов двухфазного потока в базовых станциях будет становиться все более и более широким. Развитие полутвердого литья под давлением и других процессов также способствовало улучшению теплопроводности материалов корпуса для литья под давлением.

Эффективность естественного отвода тепла ограничена. С увеличением мощности также изучаются воздушное и жидкостное охлаждение базовых станций. Когда температура хорошо контролируется, это не только повышает надежность продукта, но и снижает энергопотребление устройства.