Provocările de răcire ale stațiilor de bază 5G

Până în 2025, industria comunicațiilor va consuma 20% din electricitatea mondială', iar în rețelele de comunicații mobile, stațiile de bază sunt mari consumatori de energie electrică, iar aproximativ 80% din consumul de energie provine de la stațiile de bază distribuite pe scară largă. Mai multe stații de bază criptate înseamnă un consum mai mare de energie, ceea ce reprezintă o provocare majoră a costurilor cu care se confruntă rețelele 5G.

Din structura energetică, consumul de energie înseamnă costuri mai mari și o presiune indirectă mai mare asupra poluării mediului.

Din perspectiva designului termic, stația de bază generează mai multă căldură, iar dificultatea controlului temperaturii crește brusc.

Inginerii care au lucrat în industria comunicațiilor știu că stațiile de bază de comunicații sunt de obicei instalate pe cadre de fier pe acoperișul clădirilor și locurile înalte din câmp. Dimensiunea și greutatea sunt foarte importante pentru confortul instalării echipamentului."În întâmplare" este că consumul de energie, volumul și greutatea sunt condițiile limită de proiectare de bază în proiectarea termică.

Din obiceiurile de proiectare din trecut, stația de bază este un dispozitiv tipic închis de disipare a căldurii naturale (aplicațiile în aer liber necesită strict impermeabil și rezistent la praf). După ce căldura este emisă de componente, există doar două locuri:

1. Absorbită de dispozitivele interne-căldura este convertită în energie internă, determinând creșterea temperaturii dispozitivului;

2. Datorită diferenței de temperatură, căldura este transferată de la obiectul cu temperatură înaltă la obiectul cu temperatură joasă - când temperatura se stabilizează, rata de transfer de căldură=rata de generare a căldurii

Pentru a reduce volumul și greutatea produselor, cererea de proiectare termică a unor astfel de produse a evoluat pentru a maximiza eficiența transferului de căldură și a reduce rezistența la transferul de căldură în același spațiu. Rezistența la transferul de căldură aici este împărțită în rezistență termică internă și rezistență termică externă.

Reducerea rezistenței termice interne necesită un aspect rezonabil al chipului, astfel încât sursa de căldură în sine să fie mai aproape de carcasa de disipare a căldurii. Aceasta este munca de colaborare a inginerilor hardware și a inginerilor de proiectare termică.

Din punct de vedere material, trebuie aplicat un material de interfață termică între cip și carcasă. Stațiile de bază 5G pot promova o mare îmbunătățire a materialului interfeței termice, care se manifestă prin următoarele aspecte:

1. Este necesară cea mai scăzută rezistență termică posibilă-conductivitate termică mai mare și o mai bună umectabilitate a interfeței;

2. Stațiile de bază de fiabilitate sunt utilizate în medii exterioare complexe, peste tot în lume, cu o gamă de temperatură de -40C ~ 55C, greu de menținut după defecțiuni - stabilitate termică excelentă, anti-labeare și anti-fisurare

3. Stațiile de bază Usability-5G utilizează o cantitate mare de disipare a căldurii și există cerințe pentru automatizarea asamblarii materialelor și stresul generat în procesul de asamblare.

Eficiența disipării naturale a căldurii este limitată. Odată cu apropierea peretelui electric, se studiază și răcirea cu aer și răcirea cu lichid a stațiilor de bază. Când temperatura este bine controlată, nu numai că va afecta fiabilitatea produsului, dar va reduce și consumul de energie al dispozitivului.

Consumul de energie statică cauzat de curentul de scurgere va crește rapid odată cu creșterea temperaturii, iar odată cu evoluția procesului de fabricare a cipului, dimensiunea tranzistorului devine din ce în ce mai mică, iar curentul de scurgere va deveni din ce în ce mai mare.

Aceasta înseamnă că impactul temperaturii asupra consumului de energie a cipului va deveni din ce în ce mai semnificativ. Dacă temperatura nu este controlată corespunzător, consumul de energie al produsului va crește, ceea ce se va încălzi și mai mult și va cauza deteriorarea ciclului termic al produsului'.

În ultimii ani, cheltuielile cu energia electrică au reprezentat aproximativ 20% din operatori' costurile de întreținere a rețelei. Nu există nicio îndoială că problemele de alimentare vor deveni o presiune uriașă pentru operatori să investească în rețelele 5G.

Guvernul, operatorii, vânzătorii de echipamente și companiile de rețea electrică trebuie să lucreze împreună pentru a reduce consumul de energie și costurile cu electricitatea stațiilor de bază 5G.