Termiske udfordringer ved 5G-stationer

I 2025 vil telekommunikationsindustrien forbruge 20 procent af verdens elektricitet, og i det mobile kommunikationsnetværk er basestationer de største strømforbrugere, og omkring 80 procent af energiforbruget kommer fra vidt udbredte basestationer. Mere tætte basestationer betyder højere energiforbrug, hvilket er en stor omkostningsudfordring for 5G-netværk.

Med hensyn til energistruktur betyder strømforbruget højere omkostninger og et større indirekte pres på miljøforureningen. Fra termisk designs perspektiv øges basestationens varmegenerering, og vanskeligheden ved temperaturstyring øges pludseligt.

Ingeniører, der har arbejdet i kommunikationsindustrien, ved, at kommunikationsbasestationer normalt installeres på jernrammer på tagene af bygninger og høje steder i naturen. Volumen og vægt er afgørende for den lette installation af udstyr. Tilfældigvis er strømforbrug, volumen og vægt alle kernedesigngrænsebetingelser i termisk design.

Fra tidligere designvaner er basestationen en typisk lukket naturlig varmeafledningsenhed (udendørs anvendelse kræver strengt vandtæt og støvtæt). Efter at varmen er afgivet fra komponenterne, er der kun to steder:

1. Absorberet af interne enheder - varme omdannes til intern energi, hvilket får enhedens temperatur til at stige;

2. På grund af temperaturforskellen overføres varmen fra højtemperaturobjektet til lavtemperaturobjektet - når temperaturen er stabil er varmeoverførselshastigheden=varmegenereringshastigheden.

For at reducere produkternes volumen og vægt har efterspørgslen efter termisk design af sådanne produkter udviklet sig for at maksimere varmeoverførselseffektiviteten og reducere varmeoverførselsmodstanden i det samme rum. Varmeoverførselens termiske modstand er her opdelt i intern termisk modstand og ekstern termisk modstand.

Reduktionen af ​​intern termisk modstand kræver et rimeligt chiplayout, så selve varmekilden er tættere på varmeafledningsskallen. Dette er et samarbejde mellem hardwareingeniører og termiske designingeniører.

Fra et materialesynspunkt skal der påføres et termisk grænseflademateriale mellem chippen og huset. 5G-basestationer kan fremme en stor forbedring af termiske grænsefladematerialer, hvilket afspejles i følgende aspekter:

1. Den lavest mulige termiske modstand - højere termisk ledningsevne og bedre grænsefladebefugtning er påkrævet;

2. Pålidelighed - basestationer bruges i komplekse udendørs miljøer over hele verden med et temperaturområde på -40C~55C, og vedligeholdelse er vanskelig efter fejl - fremragende termisk stabilitet, anti-sag, anti-revnedannelse

3. Brugervenlighed - 5G-basestationer bruges i en stor mængde, og flere chips deler varmeafledningen af ​​chassiset, hvilket kræver automatisering af materialesamling og stress, der genereres under samlingsprocessen.

Fra husets perspektiv øges strømforbruget, og en mere rimelig finneform skal designes, så den matcher basestationens høje strømforbrugsmaterialeniveau, og materialer med lavere tæthed, bedre termisk ledningsevne og stærk korrosionsbestandighed er påkrævet. Anvendelsen af ​​oppustningspladen i basestationen er baseret på dens høje varmeledningsevne og lave tæthed. På grund af egenskaberne med lav tæthed og høj varmeledningsevne vil anvendelsen af ​​tofasede strømningsprodukter i basestationer blive mere og mere omfattende. Fremkomsten af ​​halvfast trykstøbning og andre processer har også fremmet forbedringen af ​​den termiske ledningsevne af trykstøbningsbeklædningsmaterialer.

Effektiviteten af ​​naturlig varmeafledning er begrænset. Med stigningen i kraften undersøges også luftkøling og væskekøling af basestationer. Når temperaturen er godt kontrolleret, forbedrer det ikke kun produktets pålidelighed, men reducerer også enhedens strømforbrug.