5G telekomunikacijska naprava Termalna analiza

V primerjavi s 4G se 5G poveča za vsaj 9 do 10-krat. V dobi omrežja 5G je ne glede na to, katera rešitev 5G je neločljiva od komunikacijskih naprav 5G, 5G pa ima vse višje zahteve za optične naprave, kot so majhna količina, visoka integracija, visoka hitrost in nizka poraba energije. Glavne pogosto uporabljene hitrosti naprav za prenos 5G naprej, na sredini in nazaj so optične naprave 25G, 50G, 100G, 200G in 400G. Med njimi so optične naprave 25G in 100G najpogosteje uporabljene komunikacijske naprave 5G.

Z večjo hitrostjo in manjšim obsegom je to neizogiben trend razvoja optičnih naprav. Hkrati pa prinaša tudi višje zahteve za notranje toplotno upravljanje optičnih naprav. Kako hitro in učinkovito odvajati toploto je problem, ki ga je treba jemati resno.

Zakaj je potrebna toplotna zasnova:

Kot vsi vemo, ko naš fotoelektrični čip deluje, ne bo pretvoril 100 odstotkov vbrizganega toka v izhodno optoelektroniko, del tega pa bo uporabljen kot izguba energije v obliki toplote. Če se velika količina toplote še naprej kopiči in je ni mogoče pravočasno odstraniti, bo to imelo številne škodljive učinke na delovanje komponent. Na splošno se s povišanjem temperature vrednost upora zmanjša in življenjska doba naprav se zmanjša, slabo delovanje, staranje materialov in poškodovane komponente; Poleg tega bo visoka temperatura povzročila tudi napetost in deformacijo materiala, zmanjšala zanesljivost in okvaro naprave.

Obstajajo trije osnovni načini prenosa toplote: toplotna prevodnost, toplotna konvekcija in toplotno sevanje.

Toplotna prevodnost:

Čip odvaja toploto skozi hladilno telo na dnu, optična naprava pa je v stiku z lupino za odvajanje toplote prek silikonske masti za odvajanje toplote, kar vse pripada toplotni prevodnosti.

Toplotna konvekcija:

Naravna konvekcija za izmenjavo toplote v glavnem uporablja silo vzgona, ki jo povzroči razlika med gostoto tekočine pri visoki in nizki temperaturi. Gre za pasivno metodo odvajanja toplote, ki je primerna za okolje z nizko kalorično vrednostjo. V mobilnih telefonih, optičnih modulih in drugih terminalskih izdelkih se v glavnem uporablja naravni konvekcijski prenos toplote.

Prenos toplote s prisilno konvekcijo je učinkovita metoda odvajanja toplote, ki jo povzroča pospešena izmenjava toplote tekočine prek zunanjih virov energije, kot so črpalke in ventilatorji, kar zahteva dodatne ekonomske naložbe. Primeren je za razmere z visoko kalorično vrednostjo in okoljem s slabim odvajanjem toplote; Ventilatorsko hlajenje se običajno uporablja za optične module, ki delujejo v omarah ali stikalih, kar je tipičen prenos toplote s prisilno konvekcijo.

Toplotno sevanje:

Proces prenosa energije skozi elektromagnetno valovanje. Toplotno sevanje je proces oddajanja elektromagnetnih valov, ko je temperatura predmeta višja od absolutne ničle. Prenos toplote med dvema objektoma s toplotnim sevanjem imenujemo radiacijski prenos toplote. Ta metoda odvajanja toplote se manj uporablja v toplotnem načrtovanju zaradi svoje slabe učinkovitosti.