Princípio de design térmico do dispositivo de telecomunicações 5G

Comparado com 4G, o 5G aumenta em pelo menos 9 ~ 10 vezes. Na era da rede 5G, não importa qual solução 5G seja inseparável dos dispositivos de comunicação 5G, e o 5G tem requisitos cada vez mais altos para dispositivos ópticos, como pequeno volume, alta integração, alta taxa e baixo consumo de energia. As principais taxas de dispositivos comumente usadas para transmissão direta, intermediária e traseira de 5G são dispositivos ópticos 25G, 50G, 100G, 200G e 400G. Entre eles, os dispositivos ópticos 25G e 100G são os dispositivos de comunicação 5G mais amplamente usados.

Com maior velocidade e menor volume, esta é a tendência inevitável do desenvolvimento de dispositivos ópticos. Ao mesmo tempo, também traz requisitos mais elevados para o gerenciamento térmico interno de dispositivos ópticos. Como dissipar o calor de forma rápida e eficaz é um problema que deve ser levado a sério.

Por que o design térmico é necessário:

Como todos sabemos, quando nosso chip fotoelétrico funcionar, ele não converterá 100% da corrente injetada em optoeletrônica de saída e parte dela será usada como perda de energia na forma de calor. Se uma grande quantidade de calor continuar a se acumular e não puder ser eliminada a tempo, isso terá muitos efeitos adversos no desempenho dos componentes. De um modo geral, com o aumento da temperatura, o valor da resistência diminui e a vida útil dos dispositivos será reduzida. Baixo desempenho, materiais envelhecidos e componentes danificados; Além disso, a alta temperatura também produzirá estresse e deformação no material, reduzirá a confiabilidade e o mau funcionamento do dispositivo.

Existem três formas básicas de transferência de calor: condução de calor, convecção de calor e radiação de calor.

Condução de calor:

O chip dissipa o calor através do dissipador de calor na parte inferior, e o dispositivo óptico entra em contato com o invólucro para dissipação de calor através da graxa de silicone de dissipação de calor, todos os quais pertencem à condução de calor.

Convecção de calor:

A convecção natural usa principalmente a força de empuxo causada pela diferença de densidade de fluido de alta e baixa temperatura para trocar calor. É um método de dissipação de calor passivo, adequado para ambientes com baixo poder calorífico. Em telefones celulares, módulos ópticos e outros produtos terminais, a transferência de calor por convecção natural é usada principalmente.

A transferência de calor por convecção forçada é um método de dissipação de calor eficiente causado pela aceleração da troca de calor do fluido por meio de fontes de energia externas, como bombas e ventiladores, o que requer investimento econômico adicional. É adequado para a situação de grande poder calorífico e ambiente de baixa dissipação de calor; O resfriamento por ventilador geralmente é usado para módulos ópticos que trabalham em gabinetes ou interruptores, que é uma transferência de calor por convecção forçada típica.

Radiação de calor:

O processo de transmissão de energia através de ondas eletromagnéticas. A radiação térmica é o processo de emissão de ondas eletromagnéticas quando a temperatura de um objeto é superior ao zero absoluto. A transferência de calor entre dois objetos através da radiação térmica é chamada de transferência de calor por radiação. Este método de dissipação de calor é menos usado em projetos térmicos devido à sua baixa eficiência.