5G İstasyonlarının Termal Zorlukları

2025 yılına kadar Telekomünikasyon endüstrisi dünya elektriğinin yüzde 20'sini tüketecek ve mobil iletişim ağında baz istasyonları ana güç tüketicileri olacak ve enerji tüketiminin yaklaşık yüzde 80'i yaygın olarak dağıtılan baz istasyonlarından geliyor. Daha yoğun baz istasyonları, 5G ağları için önemli bir maliyet sorunu olan daha yüksek enerji tüketimi anlamına gelir.

Enerji yapısı açısından, güç tüketimi daha yüksek maliyetler ve çevre kirliliği üzerinde daha fazla dolaylı baskı anlamına gelir. Termal tasarım açısından bakıldığında, baz istasyonunun ısı üretimi artar ve sıcaklık kontrolünün zorluğu bir anda artar.

İletişim sektöründe çalışmış mühendisler, iletişim baz istasyonlarının genellikle vahşi doğada binaların çatılarına ve yüksek yerlere demir çerçeveler üzerine kurulduğunu bilirler. Hacim ve ağırlık, ekipmanın kurulum kolaylığı açısından kritik öneme sahiptir. Tesadüfen, güç tüketimi, hacim ve ağırlık, termal tasarımdaki temel tasarım sınır koşullarıdır.

Geçmişteki tasarım alışkanlıklarına göre, baz istasyonu tipik bir kapalı doğal ısı dağıtım cihazıdır (dış mekan uygulamaları için sıkı su geçirmezlik ve toz geçirmezlik gerekir). Bileşenlerden ısı yayıldıktan sonra sadece iki yer vardır:

1. Dahili cihazlar tarafından emilir - ısı, cihazın sıcaklığının yükselmesine neden olarak dahili enerjiye dönüştürülür;

2. Sıcaklık farkı nedeniyle, ısı, yüksek sıcaklıktaki nesneden düşük sıcaklıktaki nesneye aktarılır - sıcaklık sabit olduğunda, ısı aktarım hızı=ısı üretim hızıdır.

Ürünlerin hacmini ve ağırlığını azaltmak için, bu tür ürünlerin termal tasarımına yönelik talep, aynı alanda ısı transfer verimliliğini en üst düzeye çıkarmak ve ısı transferi termal direncini azaltmak için gelişmiştir. Buradaki ısı transferi termal direnci, iç termal direnç ve dış termal direnç olarak ikiye ayrılır.

İç termal direncin azaltılması, ısı kaynağının kendisinin ısı dağıtım kabuğuna daha yakın olması için makul bir çip yerleşimi gerektirir. Bu, donanım mühendisleri ve termal tasarım mühendisleri arasındaki ortak bir çabadır.

Malzeme açısından bakıldığında, çip ile mahfaza arasına bir termal arayüz malzemesinin uygulanması gerekir. 5G baz istasyonları, termal arabirim malzemelerinde aşağıdaki hususlarda yansıtılan büyük bir gelişmeyi teşvik edebilir:

1. Mümkün olan en düşük termal direnç - daha yüksek termal iletkenlik ve daha iyi arayüz ıslatma gereklidir;

2. Güvenilirlik - baz istasyonları, dünyanın her yerinde -40C~55C sıcaklık aralığında karmaşık dış ortamlarda kullanılır ve arızalardan sonra bakımı zordur - mükemmel termal kararlılık, sarkma önleme, çatlama önleme

3. Kullanılabilirlik - 5G baz istasyonları büyük miktarda kullanılır ve birden çok yonga, malzeme montajının otomasyonunu ve montaj işlemi sırasında oluşan gerilimi gerektiren kasanın ısı dağıtımını paylaşır.

Muhafaza açısından bakıldığında, güç tüketimi artar ve baz istasyonunun yüksek güç tüketen malzeme seviyesine uyacak şekilde daha makul bir fin formunun tasarlanması gerekir ve daha düşük yoğunluklu, daha iyi termal iletkenliğe ve güçlü korozyon direncine sahip malzemeler kullanılır. gerekli. Baz istasyonundaki şişirme plakasının uygulanması, yüksek termal iletkenliği ve düşük yoğunluğuna dayanmaktadır. Düşük yoğunluk ve yüksek termal iletkenlik özelliklerinden dolayı, baz istasyonlarında iki fazlı akış ürünlerinin uygulanması giderek daha yaygın hale gelecektir. Yarı-katı basınçlı dökümün ve diğer işlemlerin yükselişi, aynı zamanda, basınçlı döküm mahfaza malzemelerinin termal iletkenliğinin iyileştirilmesini de teşvik etmiştir.

Doğal ısı dağılımının etkinliği sınırlıdır. Gücün artmasıyla birlikte baz istasyonlarının hava soğutması ve sıvı soğutması da inceleniyor. Sıcaklık iyi kontrol edildiğinde, yalnızca ürünün güvenilirliğini artırmakla kalmaz, aynı zamanda cihazın güç tüketimini de azaltır.