Principi de disseny tèrmic del dispositiu de telecomunicacions 5G

En comparació amb el 4G, el 5G augmenta almenys entre 9 i 10 vegades. A l'era de la xarxa 5G, no importa quina solució 5G és inseparable dels dispositius de comunicació 5G, i el 5G té requisits cada cop més alts per als dispositius òptics, com ara un volum petit, una integració elevada, una velocitat alta i un consum d'energia baix. Les principals tarifes de dispositius que s'utilitzen habitualment per a la transmissió cap endavant, mitjana i posterior de 5G són els dispositius òptics 25G, 50G, 100G, 200G i 400G, entre ells, els dispositius òptics 25G i 100G són els dispositius de comunicació 5G més utilitzats.

Amb la velocitat més alta i el volum més petit, aquesta és la tendència inevitable del desenvolupament de dispositius òptics. Al mateix temps, també comporta més requisits per a la gestió tèrmica interna dels dispositius òptics. Com dissipar la calor de manera ràpida i eficaç és un problema que s'ha de prendre seriosament.

Per què es necessita un disseny tèrmic:

Com tots sabem, quan el nostre xip fotoelèctric funcioni, no convertirà el 100 per cent del corrent injectat en optoelectrònica de sortida, i una part s'utilitzarà com a pèrdua d'energia en forma de calor. Si una gran quantitat de calor continua acumulant-se i no es pot eliminar a temps, tindrà molts efectes adversos en el rendiment dels components. En termes generals, amb l'augment de la temperatura, el valor de la resistència disminueix i la vida útil dels dispositius es reduirà, un rendiment baix, materials envellits i components danyats; A més, l'alta temperatura també produirà estrès i deformació en el material, reduirà la fiabilitat i el mal funcionament del dispositiu.

Hi ha tres maneres bàsiques de transferència de calor: conducció de calor, convecció de calor i radiació de calor.

Conducció de calor:

El xip dissipa la calor a través del dissipador de calor de la part inferior i el dispositiu òptic es posa en contacte amb la carcassa per a la dissipació de calor mitjançant greix de silicona de dissipació de calor, que pertany a la conducció de calor.

Convecció de calor:

La convecció natural utilitza principalment la força de flotabilitat causada per la diferència de densitat de fluid a alta i baixa temperatura per intercanviar calor. És un mètode de dissipació de calor passiva, adequat per al medi ambient amb baix poder calorífic. En telèfons mòbils, mòduls òptics i altres productes terminals, s'utilitza principalment la transferència de calor per convecció natural.

La transferència de calor per convecció forçada és un mètode eficient de dissipació de calor provocat per l'acceleració de l'intercanvi de calor de fluids mitjançant fonts d'energia externes, com ara bombes i ventiladors, que requereix una inversió econòmica addicional. És adequat per a la situació de gran poder calorífic i un entorn de mala dissipació de calor; La refrigeració del ventilador s'utilitza normalment per als mòduls òptics que treballen en armaris o interruptors, que és una transferència de calor per convecció forçada típica.

Radiació de calor:

Procés de transmissió d'energia mitjançant ones electromagnètiques. La radiació tèrmica és el procés d'emissió d'ones electromagnètiques quan la temperatura d'un objecte és superior al zero absolut. La transferència de calor entre dos objectes mitjançant la radiació tèrmica s'anomena transferència de calor per radiació. Aquest mètode de dissipació de calor s'utilitza menys en el disseny tèrmic a causa de la seva poca eficiència.