5G 통신기기 열 설계 원리

4G에 비해 5G는 최소 9~10배 증가한다. 5G 네트워크 시대에 어떤 5G 솔루션이든 5G 통신 장치와 분리할 수 없으며 5G는 소량, 고집적, 고속 및 저전력 소비와 같은 광학 장치에 대한 요구 사항이 점점 더 높아지고 있습니다. 5G 순방향, 중간 및 역방향 전송에 주로 사용되는 장치 속도는 25G, 50G, 100G, 200G 및 400G 광학 장치이며, 그 중 25G 및 100G 광학 장치는 가장 널리 사용되는 5G 통신 장치입니다.

더 빠른 속도와 더 작은 부피로 인해 이것은 광학 장치 개발의 불가피한 추세입니다. 동시에 광학 장치의 내부 열 관리에 대한 요구 사항도 높아집니다. 빠르고 효과적으로 방열하는 방법은 심각하게 고려해야 할 문제입니다.

열 설계가 필요한 이유:

우리 모두가 알다시피, 광전 칩이 작동하면 주입된 전류의 100%를 출력 광전자로 변환하지 않고 일부는 열의 형태로 에너지 손실로 사용됩니다. 많은 양의 열이 계속 축적되어 제때 제거할 수 없다면 구성 요소의 성능에 많은 악영향을 미칩니다. 일반적으로 온도가 상승하면 저항 값이 감소하고 장치의 수명이 단축되며 성능 저하, 재료 노화 및 부품 손상이 발생합니다. 또한 고온은 재료에 응력과 변형을 일으키고 장치의 신뢰성과 오작동을 감소시킵니다.

열 전달에는 열 전도, 열 대류 및 열 복사의 세 가지 기본 방법이 있습니다.

열 전도:

칩은 하단의 방열판을 통해 열을 방출하고 광학 장치는 방열 실리콘 그리스를 통해 열 방출을 위해 쉘에 접촉하며 모두 열전도에 속합니다.

열 대류:

자연 대류는 주로 고온과 저온의 유체 밀도 차이로 인한 부력을 이용하여 열을 교환합니다. 열량이 낮은 환경에 적합한 패시브 방열 방식입니다. 휴대폰, 광학 모듈 및 기타 터미널 제품에서는 자연 대류 열 전달이 주로 사용됩니다.

강제 대류 열전달은 펌프 및 팬과 같은 외부 동력원을 통해 유체 열교환을 가속화하여 발생하는 효율적인 열 분산 방법으로 추가적인 경제적 투자가 필요합니다. 발열량이 크고 방열 환경이 열악한 상황에 적합합니다. 팬 냉각은 일반적으로 일반적인 강제 대류 열 전달인 캐비닛 또는 스위치에서 작동하는 광학 모듈에 사용됩니다.

열복사:

전자기파를 통해 에너지를 전달하는 과정. 열 복사는 물체의 온도가 절대 영도보다 높을 때 전자기파를 방출하는 과정입니다. 열 복사를 통한 두 물체 사이의 열 전달을 복사 열 전달이라고 합니다. 이 방열 방법은 효율성이 낮기 때문에 열 설계에서 덜 사용됩니다.