Provocările termice ale stațiilor 5G

Până în 2025, industria de telecomunicații va consuma 20 la sută din electricitatea mondială, iar în rețeaua de comunicații mobile, stațiile de bază sunt principalii consumatori de energie, iar aproximativ 80 la sută din consumul de energie provine de la stații de bază distribuite pe scară largă. Stațiile de bază mai dense înseamnă un consum mai mare de energie, ceea ce reprezintă o provocare majoră a costurilor pentru rețelele 5G.

În ceea ce privește structura energetică, consumul de energie înseamnă costuri mai mari și o presiune indirectă mai mare asupra poluării mediului. Din perspectiva proiectării termice, generarea de căldură a stației de bază crește, 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 acoperișurile clădirilor și locurile înalte din sălbăticie. Volumul și greutatea sunt esențiale pentru ușurința instalării echipamentelor. Întâmplător, consumul de energie, volumul și greutatea sunt toate condițiile limită de proiectare de bază în proiectarea termică.

Din obiceiurile de proiectare din trecut, stația de bază este un dispozitiv natural închis tipic de disipare a căldurii (aplicarea în exterior necesită strict impermeabilă și rezistentă la praf). După ce căldura este emisă de componente, există doar două locuri:

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

2. Datorită diferenței de temperatură, căldura este transferată de la obiectul cu temperatură ridicată la obiectul cu temperatură scăzută - când temperatura este stabilă, 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 termică a transferului de căldură în același spațiu. Rezistența termică de transfer 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. Acesta este un efort de colaborare între inginerii hardware și inginerii 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 materialelor interfeței termice, care se reflectă în următoarele aspecte:

1. Cea mai scăzută rezistență termică posibilă - sunt necesare o conductivitate termică mai mare și o mai bună umezire a interfeței;

2. Fiabilitate - stațiile de bază sunt utilizate în medii exterioare complexe, peste tot în lume, cu un interval de temperatură de -40C~55C, iar întreținerea este dificilă după defecțiuni - stabilitate termică excelentă, anti-sag, anti-cracking

3. Utilizabilitate - 5Stațiile de bază G sunt folosite într-o cantitate mare, iar mai multe cipuri împărtășesc disiparea căldurii a șasiului, ceea ce necesită automatizarea asamblarii materialelor și stresul generat în timpul procesului de asamblare.

Din perspectiva carcasei, consumul de energie este crescut și o formă mai rezonabilă a aripioarelor trebuie proiectată pentru a se potrivi cu nivelul de material cu consum mare de energie al stației de bază, iar materialele cu densitate mai mică, conductivitate termică mai bună și rezistență puternică la coroziune sunt necesar. Aplicarea plăcii de umflare în stația de bază se bazează pe conductivitate termică ridicată și densitate scăzută. Datorită proprietăților de densitate scăzută și conductivitate termică ridicată, aplicarea produselor de curgere în două faze în stațiile de bază va deveni din ce în ce mai extinsă. Creșterea turnării sub presiune semi-solide și a altor procese a promovat, de asemenea, îmbunătățirea conductibilității termice a materialelor de carcasă de turnare sub presiune.

Eficiența disipării naturale a căldurii este limitată. Odată cu creșterea puterii, sunt studiate și răcirea cu aer și răcirea cu lichid a stațiilor de bază. Când temperatura este bine controlată, nu numai că îmbunătățește fiabilitatea produsului, dar reduce și consumul de energie al dispozitivului.