5G-televiestintälaitteen lämpösuunnitteluperiaate

Verrattuna 4G:hen 5G lisääntyy vähintään 9–10 kertaa. 5G-verkon aikakaudella mikä tahansa 5G-ratkaisu on erottamaton 5G-viestintälaitteista, ja 5G:llä on yhä korkeammat vaatimukset optisille laitteille, kuten pieni volyymi, korkea integraatio, korkea nopeus ja alhainen virrankulutus. Tärkeimmät yleisesti käytetyt laitenopeudet 5G eteenpäin-, keski- ja taaksepäinlähetyksessä ovat 25G, 50G, 100G, 200G ja 400G optiset laitteet, joista 25G ja 100G optiset laitteet ovat laajimmin käytettyjä 5G-viestintälaitteita.

Suuremman nopeuden ja pienemmän volyymin myötä tämä on väistämätön suuntaus optisten laitteiden kehityksessä. Samalla se tuo myös korkeampia vaatimuksia optisten laitteiden sisäiselle lämmönhallinnalle. Lämmönpoiston nopea ja tehokas poistaminen on ongelma, joka on otettava vakavasti.

Miksi lämpösuunnittelua tarvitaan:

Kuten me kaikki tiedämme, kun valosähköinen sirumme toimii, se ei muuta 100 prosenttia injektoidusta virrasta lähtöoptoelektroniikaksi, ja osa siitä käytetään energiahäviöön lämmön muodossa. Jos suuri määrä lämpöä kerääntyy edelleen eikä sitä voida poistaa ajoissa, sillä on monia haitallisia vaikutuksia komponenttien suorituskykyyn. Yleisesti ottaen lämpötilan noustessa vastusarvo pienenee ja laitteiden käyttöikä lyhenee, Huono suorituskyky, vanhenevat materiaalit ja vaurioituneet komponentit; Lisäksi korkea lämpötila aiheuttaa myös jännitystä ja muodonmuutoksia materiaaliin, mikä vähentää laitteen luotettavuutta ja toimintahäiriöitä.

Lämmönsiirtoon on kolme perustapaa: lämmönjohtuminen, lämmön konvektio ja lämpösäteily.

Lämmönjohtavuus:

Siru haihduttaa lämpöä pohjassa olevan jäähdytyselementin kautta, ja optinen laite koskettaa kuorta lämmön haihduttamiseksi lämpöä hajottavan silikonirasvan kautta, jotka kaikki kuuluvat lämmönjohtamiseen.

Lämmön konvektio:

Luonnollinen konvektio käyttää lämmön vaihtamiseen pääasiassa korkean ja matalan lämpötilan nestetiheyseron aiheuttamaa nostevoimaa. Se on passiivinen lämmönpoistomenetelmä, joka soveltuu alhaisen lämpöarvon ympäristöön. Matkapuhelimissa, optisissa moduuleissa ja muissa päätetuotteissa käytetään pääasiassa luonnollista konvektiolämmönsiirtoa.

Pakkokonvektio-lämmönsiirto on tehokas lämmönpoistomenetelmä, joka aiheutuu kiihtyvästä nestelämmönvaihdosta ulkoisten virtalähteiden, kuten pumppujen ja puhaltimien, kautta, mikä vaatii taloudellisia lisäinvestointeja. Se sopii tilanteeseen, jossa on suuri lämpöarvo ja huono lämmöntuottoympäristö; Puhallinjäähdytystä käytetään yleensä kaapeissa tai kytkimissä toimivissa optisissa moduuleissa, mikä on tyypillistä pakotettua konvektiota lämmönsiirtoa.

Lämpösäteily:

Prosessi siirtää energiaa sähkömagneettisten aaltojen kautta. Lämpösäteily on prosessi, joka lähettää sähkömagneettisia aaltoja, kun kohteen lämpötila on korkeampi kuin absoluuttinen nolla. Lämmönsiirtoa kahden kohteen välillä lämpösäteilyn kautta kutsutaan säteilylämmönsiirroksi. Tätä lämmönpoistomenetelmää käytetään vähemmän lämpösuunnittelussa sen huonon hyötysuhteen vuoksi.