چالش های خنک کننده ایستگاه های پایه 5G

تا سال 2025، صنعت ارتباطات 20 درصد از برق جهان را مصرف خواهد کرد و در شبکه های ارتباطی سیار، ایستگاه های پایه مصرف کنندگان بزرگ برق هستند و حدود 80 درصد انرژی مصرفی از ایستگاه های پایه به طور گسترده توزیع می شود. ایستگاه‌های پایه رمزگذاری‌شده بیشتر به معنای مصرف انرژی بالاتر است، که یک چالش بزرگ هزینه پیش روی شبکه‌های 5G است.

از نظر ساختار انرژی، مصرف برق به معنای هزینه های بالاتر و فشار غیرمستقیم بیشتر بر آلودگی محیط زیست است.

از منظر طراحی حرارتی، ایستگاه پایه گرمای بیشتری تولید می کند و دشواری کنترل دما به شدت افزایش می یابد.

مهندسانی که در صنعت ارتباطات کار کرده‌اند می‌دانند که ایستگاه‌های پایه ارتباطی معمولاً بر روی قاب‌های آهنی در پشت بام ساختمان‌ها و مکان‌های مرتفع در میدان نصب می‌شوند. اندازه و وزن برای راحتی نصب تجهیزات بسیار مهم است."به طور تصادفی" این است که مصرف برق، حجم و وزن شرایط مرزی طراحی هسته در طراحی حرارتی هستند.

از عادات طراحی گذشته، ایستگاه پایه یک دستگاه معمولی اتلاف حرارت طبیعی محصور شده است (کاربردهای در فضای باز به ضد آب و گرد و غبار شدید نیاز دارند). پس از انتشار گرما از اجزاء، تنها دو مکان وجود دارد:

1. جذب شده توسط دستگاه های داخلی - گرما به انرژی داخلی تبدیل می شود و باعث افزایش دمای دستگاه می شود.

2. به دلیل اختلاف دما، گرما از جسم با دمای بالا به جسم با دمای پایین منتقل می شود - زمانی که دما تثبیت شد، نرخ انتقال حرارت=نرخ تولید گرما

برای کاهش حجم و وزن محصولات، تقاضا برای طراحی حرارتی چنین محصولاتی برای به حداکثر رساندن راندمان انتقال حرارت و کاهش مقاومت انتقال حرارت در همان فضا تکامل یافته است. مقاومت انتقال حرارت در اینجا به مقاومت حرارتی داخلی و مقاومت حرارتی خارجی تقسیم می شود.

کاهش مقاومت حرارتی داخلی نیاز به یک چیدمان تراشه معقول دارد، به طوری که خود منبع گرما به پوسته اتلاف حرارت نزدیکتر باشد. این کار مشترک مهندسان سخت افزار و مهندسین طراحی حرارتی است.

از نقطه نظر مواد، یک ماده رابط حرارتی باید بین تراشه و محفظه اعمال شود. ایستگاه‌های پایه 5G ممکن است باعث بهبود زیادی در مواد رابط حرارتی شوند که در جنبه‌های زیر آشکار می‌شود:

1. کمترین مقاومت حرارتی ممکن - هدایت حرارتی بالاتر و ترشوندگی رابط بهتر مورد نیاز است.

2. ایستگاه های پایه قابلیت اطمینان در محیط های بیرونی پیچیده، در سراسر جهان، با محدوده دمایی 40- تا 55 درجه سانتیگراد استفاده می شوند، پس از خرابی نگهداری آنها دشوار است - پایداری حرارتی عالی، ضد افتادگی و ضد ترک خوردگی

3. کاربردپذیری-5G ایستگاه های پایه از مقدار زیادی از اتلاف گرما استفاده می کنند، و الزاماتی برای اتوماسیون مونتاژ مواد و استرس ایجاد شده در فرآیند مونتاژ وجود دارد.

راندمان اتلاف حرارت طبیعی محدود است. با نزدیک شدن به دیوار برق، خنک کننده هوا و خنک کننده مایع ایستگاه های پایه نیز در حال بررسی است. هنگامی که دما به خوبی کنترل شود، نه تنها بر قابلیت اطمینان محصول تأثیر می گذارد، بلکه مصرف برق دستگاه را نیز کاهش می دهد.

مصرف برق ساکن ناشی از جریان نشتی با افزایش دما به سرعت افزایش می‌یابد و با تکامل فرآیند تولید تراشه، اندازه ترانزیستور کوچک‌تر و کوچک‌تر می‌شود و جریان نشتی بزرگ‌تر و بزرگ‌تر می‌شود.

این بدان معنی است که تأثیر دما بر مصرف برق تراشه بیشتر و بیشتر خواهد شد. اگر دما به درستی کنترل نشود، مصرف برق محصول افزایش می‌یابد، که بیشتر گرم می‌شود و باعث می‌شود چرخه حرارتی محصول' بدتر شود.

در سال های اخیر، هزینه های برق حدود 20 درصد از اپراتورها را تشکیل می دهد' هزینه های نگهداری شبکه شکی نیست که مشکلات برق به فشار زیادی برای اپراتورها برای سرمایه گذاری در شبکه های 5G تبدیل خواهد شد.

دولت، اپراتورها، فروشندگان تجهیزات و شرکت‌های شبکه برق باید برای کاهش مصرف برق و هزینه‌های برق ایستگاه‌های پایه 5G با یکدیگر همکاری کنند.