Phân tích nhiệt của các thiết bị quang học 5G

So với 4G, 5G tăng ít nhất 9 ~ 10 lần. Trong thời đại của mạng 5G, bất kể giải pháp 5G nào không thể tách rời khỏi các thiết bị truyền thông 5G và 5G có yêu cầu ngày càng cao đối với các thiết bị quang học, chẳng hạn như khối lượng nhỏ, tích hợp cao, tỷ lệ cao và mức tiêu thụ điện năng thấp. Tốc độ thiết bị thường được sử dụng chính cho truyền dẫn 5G về phía trước, giữa và phía sau là các thiết bị truyền thông 5G, 50G, 100G, 200G và 400G, Trong số đó, các thiết bị quang học 25G và 100G là các thiết bị truyền thông 5G được sử dụng rộng rãi nhất.

 Với tốc độ cao hơn và âm lượng nhỏ hơn, đây là xu hướng tất yếu của sự phát triển của các thiết bị quang học. Đồng thời, nó cũng mang lại yêu cầu cao hơn cho việc quản lý nhiệt bên trong của các thiết bị quang học. Làm thế nào để tản nhiệt nhanh chóng và hiệu quả là một vấn đề phải được thực hiện nghiêm túc.

Tại sao thiết kế nhiệt là cần thiết:

Như chúng ta đều biết, khi chip quang điện của chúng ta hoạt động, nó sẽ không chuyển đổi 100% dòng điện được tiêm thành quang điện tử đầu ra, và một phần của nó sẽ được sử dụng làm mất năng lượng dưới dạng nhiệt. Nếu một lượng lớn nhiệt tiếp tục tích tụ và không thể loại bỏ kịp thời, nó sẽ có nhiều tác động bất lợi đến hiệu suất của các thành phần. Nói chung, với sự gia tăng nhiệt độ, giá trị điện trở giảm và tuổi thọ của thiết bị sẽ giảm, hiệu suất kém, vật liệu lão hóa và các thành phần bị hư hỏng; Ngoài ra, nhiệt độ cao cũng sẽ tạo ra căng thẳng và biến dạng trên vật liệu, làm giảm độ tin cậy và trục trặc của thiết bị.

Có ba cách cơ bản để truyền nhiệt: dẫn nhiệt, đối lưu nhiệt và bức xạ nhiệt.

Dẫn nhiệt:

Chip tản nhiệt thông qua tản nhiệt ở phía dưới, và thiết bị quang học tiếp xúc vỏ để tản nhiệt thông qua mỡ silicone tản nhiệt, tất cả đều thuộc về dẫn nhiệt.

Đối lưu nhiệt:

Đối lưu tự nhiên chủ yếu sử dụng lực nổi gây ra bởi sự khác biệt của mật độ chất lỏng nhiệt độ cao và thấp để trao đổi nhiệt. Đây là phương pháp tản nhiệt thụ động, phù hợp với môi trường có giá trị calo thấp. Trong điện thoại di động, mô-đun quang học và các sản phẩm thiết bị đầu cuối khác, truyền nhiệt đối lưu tự nhiên chủ yếu được sử dụng.

Truyền nhiệt đối lưu bắt buộc là một phương pháp tản nhiệt hiệu quả gây ra bởi việc tăng tốc trao đổi nhiệt chất lỏng thông qua các nguồn năng lượng bên ngoài như máy bơm và quạt, đòi hỏi đầu tư kinh tế bổ sung. Nó phù hợp với tình huống có giá trị nhiệt lượng lớn và môi trường tản nhiệt kém; Làm mát quạt thường được sử dụng cho các mô-đun quang học làm việc trong tủ hoặc công tắc, đó là một truyền nhiệt đối lưu bắt buộc điển hình.

Bức xạ nhiệt:

Quá trình truyền năng lượng qua sóng điện từ. Bức xạ nhiệt là quá trình phát ra sóng điện từ khi nhiệt độ của một vật thể cao hơn số không tuyệt đối. Việc truyền nhiệt giữa hai vật thể thông qua bức xạ nhiệt được gọi là truyền nhiệt bức xạ. Phương pháp tản nhiệt này ít được sử dụng trong thiết kế nhiệt vì hiệu quả kém của nó.