Термални изазови 5Г станица

Телекомуникациона индустрија ће до 2025. трошити 20 одсто светске електричне енергије, а у мрежи мобилних комуникација базне станице су главни потрошачи енергије, а око 80 одсто потрошње енергије долази из широко распрострањених базних станица. Гушће базне станице значе већу потрошњу енергије, што представља велики изазов трошкова за 5Г мреже.

У погледу енергетске структуре, потрошња енергије значи веће трошкове и већи индиректни притисак на загађење животне средине. Из перспективе термичког дизајна, производња топлоте базне станице се повећава, а потешкоћа у контроли температуре нагло се повећава.

Инжењери који су радили у индустрији комуникација знају да се комуникационе базне станице обично постављају на гвоздене оквире на крововима зграда и високим местима у дивљини. Запремина и тежина су критични за лакоћу уградње опреме. Случајно, потрошња енергије, запремина и тежина су сви основни гранични услови дизајна у термичком дизајну.

Из ранијих дизајнерских навика, базна станица је типичан затворени уређај за природно расипање топлоте (спољна примена захтева строгу водоотпорност и прашину). Након што се топлота емитује из компоненти, постоје само два места:

1. Апсорбују га унутрашњи уређаји – топлота се претвара у унутрашњу енергију, што доводи до пораста температуре уређаја;

2. Због температурне разлике, топлота се преноси са објекта високе температуре на објекат ниске температуре - када је температура стабилна, брзина преноса топлоте=стопа стварања топлоте.

Да би се смањила запремина и тежина производа, потражња за термичким дизајном таквих производа је еволуирала како би се максимизирала ефикасност преноса топлоте и смањио топлотни отпор преноса топлоте у истом простору. Топлотни отпор преноса топлоте овде је подељен на унутрашњи топлотни отпор и спољашњи топлотни отпор.

Смањење унутрашњег топлотног отпора захтева разуман распоред чипова, тако да је сам извор топлоте ближи љусци за расипање топлоте. Ово је заједнички напор између хардверских инжењера и инжењера термичког дизајна.

Са материјалне тачке гледишта, између чипа и кућишта треба применити термички материјал интерфејса. 5Г базне станице могу промовисати велико побољшање материјала термичког интерфејса, што се огледа у следећим аспектима:

1. Најмања могућа топлотна отпорност - потребна је већа топлотна проводљивост и боље влажење интерфејса;

2. Поузданост – базне станице се користе у сложеним спољашњим окружењима, широм света, са температурним опсегом од -40Ц~55Ц, а одржавање је тешко након кварова – одлична термичка стабилност, против пропадања, против пуцања

3. Употребљивост - 5Г базне станице се користе у великој количини, а више чипова дели топлоту шасије, што захтева аутоматизацију састављања материјала и напрезање које се ствара током процеса склапања.

Из перспективе кућишта, потрошња енергије је повећана, а разумнији облик пераја треба да буде дизајниран тако да одговара нивоу материјала са високом потрошњом енергије базне станице, а материјали мање густине, боље топлотне проводљивости и јаке отпорности на корозију су потребан. Примена плоче за надувавање у базној станици заснива се на њеној високој топлотној проводљивости и малој густини. Због ниске густине и високе топлотне проводљивости, примена производа двофазног тока у базним станицама ће постати све обимнија. Пораст получврстог ливења под притиском и других процеса такође је промовисао побољшање топлотне проводљивости материјала кућишта за ливење под притиском.

Ефикасност природног одвођења топлоте је ограничена. Са повећањем снаге, проучавају се и ваздушно и течно хлађење базних станица. Када је температура добро контролисана, то не само да побољшава поузданост производа, већ и смањује потрошњу енергије уређаја.