Thermische Analyse von optischen 5G-Geräten

Im Vergleich zu 4G steigt 5G um mindestens das 9 ~ 10-fache. Im Zeitalter des 5G-Netzwerks, egal welche 5G-Lösung untrennbar mit 5G-Kommunikationsgeräten verbunden ist, und 5G hat immer höhere Anforderungen an optische Geräte, wie kleines Volumen, hohe Integration, hohe Rate und geringer Stromverbrauch. Die wichtigsten häufig verwendeten Geräteraten für die 5G-Vorwärts-, Mittel- und Rückübertragung sind 25G-, 50G-, 100G-, 200G- und 400G-optische Geräte, darunter 25G- und 100G-optische Geräte sind die am häufigsten verwendeten 5G-Kommunikationsgeräte.

 Mit der höheren Geschwindigkeit und dem kleineren Volumen ist dies der unvermeidliche Trend der Entwicklung optischer Geräte. Gleichzeitig bringt es auch höhere Anforderungen an das interne Thermomanagement optischer Geräte mit sich. Die schnelle und effektive Wärmeableitung ist ein ernst zu nehmendes Problem.

Warum ist thermisches Design erforderlich:

Wie wir alle wissen, wandelt unser photoelektrischer Chip, wenn er funktioniert, nicht 100% des eingespeisten Stroms in Ausgangsoptoelektronik um, und ein Teil davon wird als Energieverlust in Form von Wärme verwendet. Wenn sich weiterhin eine große Menge an Wärme ansammelt und nicht rechtzeitig eliminiert werden kann, hat dies viele nachteilige Auswirkungen auf die Leistung der Komponenten. Im Allgemeinen sinkt mit dem Anstieg der Temperatur der Widerstandswert und die Lebensdauer der Geräte wird reduziert, schlechte Leistung, alternde Materialien und beschädigte Komponenten; Darüber hinaus führt eine hohe Temperatur auch zu Spannung und Verformung des Materials, wodurch die Zuverlässigkeit und Fehlfunktion des Geräts verringert wird.

Es gibt drei grundlegende Wege der Wärmeübertragung: Wärmeleitung, Wärmekonvektion und Wärmestrahlung.

Wärmeleitung:

Der Chip leitet die Wärme durch den Kühlkörper an der Unterseite ab, und das optische Gerät kontaktiert die Hülle zur Wärmeableitung durch Wärmeableitung Silikonfett, die alle zur Wärmeleitung gehören.

Wärmekonvektion:

Die natürliche Konvektion nutzt hauptsächlich die Auftriebskraft, die durch den Unterschied der Hoch- und Niedertemperaturflüssigkeitsdichte verursacht wird, um Wärme auszutauschen. Es handelt sich um ein passives Wärmeableitungsverfahren, das für die Umgebung mit niedrigem Heizwert geeignet ist. In Mobiltelefonen, optischen Modulen und anderen Terminalprodukten wird hauptsächlich die natürliche Konvektionswärmeübertragung verwendet.

Die erzwungene Konvektionswärmeübertragung ist eine effiziente Wärmeableitungsmethode, die durch die Beschleunigung des Flüssigkeitswärmeaustauschs durch externe Stromquellen wie Pumpen und Ventilatoren verursacht wird, was zusätzliche wirtschaftliche Investitionen erfordert. Es eignet sich für die Situation eines großen Heizwerts und einer schlechten Wärmeableitungsumgebung; Die Lüfterkühlung wird normalerweise für optische Module verwendet, die in Schränken oder Schaltern arbeiten, was eine typische erzwungene Konvektionswärmeübertragung ist.

Wärmestrahlung:

Der Prozess der Übertragung von Energie durch elektromagnetische Wellen. Wärmestrahlung ist der Prozess der Aussendung elektromagnetischer Wellen, wenn die Temperatur eines Objekts höher als der absolute Nullpunkt ist. Die Übertragung von Wärme zwischen zwei Objekten durch Wärmestrahlung wird als Strahlungswärmeübertragung bezeichnet. Diese Wärmeableitungsmethode wird aufgrund ihrer geringen Effizienz im thermischen Design weniger verwendet.