5G jaamade termilised väljakutsed

Aastaks 2025 tarbib telekommunikatsioonitööstus 20 protsenti maailma elektrist ning mobiilsidevõrgus on põhilised elektritarbijad tugijaamad ning umbes 80 protsenti energiatarbimisest pärineb laialt levinud tugijaamadest. Tihedamad tugijaamad tähendavad suuremat energiatarbimist, mis on 5G võrkude jaoks suur kuluprobleem.

Energiastruktuuri osas tähendab elektritarbimine suuremaid kulusid ja suuremat kaudset survet keskkonnareostusele. Soojuskujunduse vaatenurgast suureneb tugijaama soojuse tootmine ja temperatuuri reguleerimise raskus suureneb järsult.

Sidetööstuses töötanud insenerid teavad, et side tugijaamad paigaldatakse tavaliselt raudkarkassidele hoonete katustele ja looduses kõrgetele kohtadele. Maht ja kaal on seadmete paigaldamise lihtsuse seisukohast kriitilised. Juhuslikult on soojuse projekteerimisel peamised projekteerimise piirtingimused energiatarve, maht ja kaal.

Varasemate projekteerimisharjumuste kohaselt on tugijaam tüüpiline suletud loomulik soojuseraldusseade (välistingimustes kasutamiseks on vaja ranget vee- ja tolmukindlust). Pärast soojuse eraldamist komponentidest on ainult kaks kohta:

1. Neelavad sisemised seadmed – soojus muundatakse siseenergiaks, mis põhjustab seadme temperatuuri tõusu;

2. Temperatuuride erinevuse tõttu kandub soojus kõrge temperatuuriga objektilt madala temperatuuriga objektile - kui temperatuur on stabiilne, siis soojusülekande kiirus=soojuse tekkekiirus.

Toodete mahu ja kaalu vähendamiseks on nõudlus selliste toodete termilise disaini järele arenenud, et maksimeerida soojusülekande efektiivsust ja vähendada soojusülekande soojustakistust samas ruumis. Soojusülekande soojustakistus jaguneb siin sisemiseks soojustakistuseks ja väliseks soojustakistuseks.

Sisemise soojustakistuse vähendamine eeldab mõistlikku kiibi paigutust, et soojusallikas ise oleks soojuse hajumise kestale lähemal. See on riistvarainseneride ja soojusprojekteerimisinseneride koostöö.

Materjali seisukohast tuleb kiibi ja korpuse vahele paigaldada termilise liidese materjal. 5G tugijaamad võivad edendada soojusliidese materjalide suurt paranemist, mis kajastub järgmistes aspektides:

1. Väikseim võimalik soojustakistus – vajalik on suurem soojusjuhtivus ja parem liidese niisutamine;

2. Usaldusväärsus – tugijaamu kasutatakse keerulistes väliskeskkondades üle kogu maailma temperatuurivahemikus -40C~55C ja hooldus on pärast rikkeid keeruline – suurepärane termiline stabiilsus, läbivajumise, pragunemisvastane

3. Kasutatavus - 5G-tugijaamu kasutatakse suures koguses ning šassii soojuseraldus jagavad mitu kiipi, mis nõuab materjali kokkupaneku automatiseerimist ja kokkupaneku käigus tekkivat pinget.

Korpuse vaatenurgast suureneb energiatarve ja tuleb kujundada mõistlikum ribi vorm, mis vastaks tugijaama suure energiatarbimisega materjalitasemele ning madalama tiheduse, parema soojusjuhtivuse ja tugeva korrosioonikindlusega materjalid. nõutud. Täiteplaadi kasutamine tugijaamas põhineb selle kõrgel soojusjuhtivusel ja madalal tihedusel. Madala tiheduse ja kõrge soojusjuhtivusomaduste tõttu muutub kahefaasiliste voolutoodete rakendamine tugijaamades üha ulatuslikumaks. Pooltahke survevalu ja muude protsesside levik on samuti soodustanud survevalu korpuse materjalide soojusjuhtivuse paranemist.

Loodusliku soojuse hajumise efektiivsus on piiratud. Võimsuse suurenemisega uuritakse ka tugijaamade õhkjahutust ja vedelikjahutust. Kui temperatuur on hästi kontrollitud, ei paranda see mitte ainult toote töökindlust, vaid vähendab ka seadme energiatarbimist.