مبدأ التصميم الحراري لجهاز الاتصالات 5G
بالمقارنة مع 4G ، تزداد شبكة 5G بما لا يقل عن 9 ~ 10 مرات. في عصر شبكة 5G ، بغض النظر عن حل 5G لا ينفصل عن أجهزة اتصالات 5G ، و 5G لديها متطلبات أعلى وأعلى للأجهزة البصرية ، مثل الحجم الصغير ، والتكامل العالي ، والمعدل العالي ، والاستهلاك المنخفض للطاقة. معدلات الأجهزة الرئيسية المستخدمة بشكل شائع لنقل 5G للأمام والمتوسط والخلف هي الأجهزة البصرية 25G و 50G و 100G و 200G و 400G ، ومن بينها ، تعد الأجهزة البصرية 25G و 100G أكثر أجهزة الاتصال 5G استخدامًا.
مع السرعة العالية والحجم الأصغر ، هذا هو الاتجاه الحتمي لتطوير الأجهزة البصرية. في الوقت نفسه ، فإنه يجلب أيضًا متطلبات أعلى للإدارة الحرارية الداخلية للأجهزة البصرية. كيفية تبديد الحرارة بسرعة وفعالية هي مشكلة يجب أن تؤخذ على محمل الجد.
لماذا هناك حاجة إلى التصميم الحراري:
كما نعلم جميعًا ، عندما تعمل الرقاقة الكهروضوئية الخاصة بنا ، فإنها لن تحول 100 في المائة من التيار المحقون إلى إلكترونيات ضوئية ناتجة ، وسيتم استخدام جزء منها كفقدان للطاقة في شكل حرارة. إذا استمرت كمية كبيرة من الحرارة في التراكم ولا يمكن التخلص منها في الوقت المناسب ، فسيكون لها العديد من الآثار الضارة على أداء المكونات. بشكل عام ، مع زيادة درجة الحرارة ، تنخفض قيمة المقاومة ويقل عمر خدمة الأجهزة ، وسوء الأداء ، والمواد القديمة والمكونات التالفة ؛ بالإضافة إلى ذلك ، ستؤدي درجة الحرارة المرتفعة أيضًا إلى إجهاد وتشوه على المادة ، مما يقلل من موثوقية الجهاز وعطله.
هناك ثلاث طرق أساسية لنقل الحرارة: التوصيل الحراري ، والحمل الحراري ، والإشعاع الحراري.
توصيل الحرارة:
تبدد الرقاقة الحرارة من خلال المشتت الحراري في الأسفل ، والجهاز البصري يلامس الغلاف لتبديد الحرارة من خلال شحم السيليكون لتبديد الحرارة ، وكلها تنتمي إلى التوصيل الحراري.
الحمل الحراري:
يستخدم الحمل الحراري الطبيعي بشكل أساسي قوة الطفو الناتجة عن اختلاف كثافة السوائل في درجات الحرارة العالية والمنخفضة لتبادل الحرارة. إنها طريقة تبديد حرارة سلبية ، وهي مناسبة للبيئة ذات قيمة منخفضة من السعرات الحرارية. في الهواتف المحمولة والوحدات البصرية والمنتجات الطرفية الأخرى ، يتم استخدام نقل الحرارة بالحمل الطبيعي بشكل أساسي.
نقل الحرارة القسري هو طريقة فعالة لتبديد الحرارة ناتجة عن تسريع التبادل الحراري للسوائل من خلال مصادر الطاقة الخارجية مثل المضخات والمراوح ، الأمر الذي يتطلب استثمارات اقتصادية إضافية. إنها مناسبة لحالة القيمة الحرارية الكبيرة وبيئة تبديد الحرارة السيئة ؛ عادةً ما يستخدم تبريد المروحة للوحدات الضوئية التي تعمل في الخزانات أو المفاتيح ، وهو نقل حراري قسري نموذجي.
الإشعاع الحراري:
عملية نقل الطاقة عبر الموجات الكهرومغناطيسية. الإشعاع الحراري هو عملية إصدار موجات كهرومغناطيسية عندما تكون درجة حرارة الجسم أعلى من الصفر المطلق. يسمى انتقال الحرارة بين جسمين من خلال الإشعاع الحراري بنقل الحرارة بالإشعاع. طريقة تبديد الحرارة هذه أقل استخدامًا في التصميم الحراري بسبب ضعف كفاءتها.
