Termička analiza 5G optičkih uređaja

U poređenju sa 4G, 5G se povećava za najmanje 9 ~ 10 puta. U eri 5G mreže, bez obzira koje 5G rješenje je neodvojivo od 5G komunikacionih uređaja, a 5G ima sve veće zahtjeve za optičke uređaje, kao što su mali volumen, visoka integracija, visoka brzina i niska potrošnja energije. Glavne uobičajene stope uređaja za 5G prijenos naprijed, srednji i zadnji su 25G, 50G, 100G, 200G i 400G optički uređaji, među njima, 25G i 100G optički uređaji su najčešće korišteni 5G komunikacijski uređaji.

Uz veću brzinu i manji volumen, to je neizbježan trend razvoja optičkih uređaja. Istovremeno, donosi i veće zahtjeve za interno termalno upravljanje optičkim uređajima. Kako brzo i efikasno odvesti toplotu je problem koji se mora shvatiti ozbiljno.

Zašto je potreban termički dizajn:

Kao što svi znamo, kada naš fotoelektrični čip radi, neće pretvoriti 100% ubrizgane struje u izlaznu optoelektroniku, a dio će se koristiti kao gubitak energije u obliku topline. Ako se velika količina topline nastavi akumulirati i ne može se eliminirati na vrijeme, to će imati mnoge negativne efekte na performanse komponenti. Uopšteno govoreći, sa povećanjem temperature, vrednost otpora se smanjuje i životni vek uređaja će biti smanjen. Loše performanse, starenje materijala i oštećene komponente; Osim toga, visoka temperatura će također izazvati naprezanje i deformaciju na materijalu, smanjiti pouzdanost i neispravnost uređaja.

Postoje tri osnovna načina prenosa toplote: provođenje toplote, toplotna konvekcija i toplotno zračenje.

Provodljivost toplote:

Čip odvodi toplinu kroz hladnjak na dnu, a optički uređaj kontaktira ljusku radi odvođenja topline kroz silikonsku mast za disipaciju topline, a sve to pripada provodljivosti topline.

Konvekcija toplote:

Prirodna konvekcija uglavnom koristi silu uzgona uzrokovanu razlikom gustine fluida visoke i niske temperature za razmjenu topline. To je pasivna metoda odvođenja topline, koja je pogodna za okoliš sa niskom kaloričnom vrijednošću. U mobilnim telefonima, optičkim modulima i drugim terminalnim proizvodima uglavnom se koristi prirodni konvekcijski prijenos topline.

Prisilni konvekcijski prijenos topline je efikasna metoda disipacije topline uzrokovana ubrzavanjem razmjene topline fluida kroz vanjske izvore energije kao što su pumpe i ventilatori, što zahtijeva dodatna ekonomska ulaganja. Pogodan je za situacije velike kalorijske vrijednosti i okoline sa lošim odvođenjem topline; Ventilatorsko hlađenje se obično koristi za optičke module koji rade u ormarićima ili prekidačima, što je tipičan prisilni konvekcijski prijenos topline.

Toplotno zračenje:

Proces prenošenja energije putem elektromagnetnih talasa. Toplotno zračenje je proces emitiranja elektromagnetnih valova kada je temperatura objekta viša od apsolutne nule. Prijenos topline između dva objekta putem toplinskog zračenja naziva se prijenos topline zračenja. Ova metoda odvođenja topline se manje koristi u termičkom dizajnu zbog svoje slabe efikasnosti.