Cabaran penyejukan stesen pangkalan 5G
Menjelang 2025, industri komunikasi akan menggunakan 20% tenaga elektrik dunia' dan dalam rangkaian komunikasi mudah alih, stesen pangkalan ialah pengguna elektrik yang besar, dan kira-kira 80% penggunaan tenaga datang daripada stesen pangkalan yang diedarkan secara meluas. Lebih banyak stesen pangkalan yang disulitkan bermakna penggunaan tenaga yang lebih tinggi, yang merupakan cabaran kos utama yang dihadapi oleh rangkaian 5G.
Daripada struktur tenaga, penggunaan kuasa bermakna kos yang lebih tinggi dan tekanan tidak langsung yang lebih besar terhadap pencemaran alam sekitar.
Dari perspektif reka bentuk terma, stesen pangkalan menghasilkan lebih banyak haba, dan kesukaran kawalan suhu meningkat dengan mendadak.
Jurutera yang pernah bekerja dalam industri komunikasi tahu bahawa stesen pangkalan komunikasi biasanya dipasang pada rangka besi di atas bumbung bangunan dan tempat tinggi di lapangan. Saiz dan berat sangat penting untuk kemudahan pemasangan peralatan."Kebetulan" ialah penggunaan kuasa, isipadu dan berat adalah syarat sempadan reka bentuk teras dalam reka bentuk terma.
Daripada kebiasaan reka bentuk yang lalu, stesen pangkalan ialah peranti pelesapan haba semulajadi tertutup biasa (aplikasi luaran memerlukan kalis air dan kalis debu yang ketat). Selepas haba dikeluarkan dari komponen, terdapat hanya dua tempat:
1. Diserap oleh peranti dalaman-haba ditukar kepada tenaga dalaman, menyebabkan suhu peranti meningkat;
2. Disebabkan perbezaan suhu, haba dipindahkan dari objek bersuhu tinggi ke objek bersuhu rendah-apabila suhu stabil, kadar pemindahan haba =kadar penjanaan haba
Untuk mengurangkan volum dan berat produk, permintaan untuk reka bentuk terma produk tersebut telah berkembang untuk memaksimumkan kecekapan pemindahan haba dan mengurangkan rintangan pemindahan haba dalam ruang yang sama. Rintangan pemindahan haba di sini dibahagikan kepada rintangan haba dalaman dan rintangan haba luaran.
Pengurangan rintangan haba dalaman memerlukan susun atur cip yang munasabah, supaya sumber haba itu sendiri lebih dekat dengan cangkang pelesapan haba. Ini adalah kerja kerjasama jurutera perkakasan dan jurutera reka bentuk terma.
Dari sudut pandangan material, bahan antara muka terma perlu digunakan di antara cip dan perumah. Stesen pangkalan 5G boleh menggalakkan peningkatan hebat dalam bahan antara muka terma, yang ditunjukkan dalam aspek berikut:
1. Rintangan terma yang paling rendah-kekonduksian terma yang lebih tinggi dan kebolehbasahan antara muka yang lebih baik diperlukan;
2. Stesen pangkalan kebolehpercayaan digunakan dalam persekitaran luar yang kompleks, di seluruh dunia, dengan julat suhu -40C~55C, sukar untuk dikekalkan selepas kegagalan-kestabilan terma yang sangat baik, anti-kendur dan anti-retak
3. Kebolehgunaan-5G stesen pangkalan menggunakan sejumlah besar pelesapan haba, dan terdapat keperluan untuk automasi pemasangan bahan dan tekanan yang dijana dalam proses pemasangan.
Kecekapan pelesapan haba semulajadi adalah terhad. Dengan pendekatan dinding kuasa, penyejukan udara dan penyejukan cecair stesen pangkalan juga sedang dikaji. Apabila suhu dikawal dengan baik, ia bukan sahaja akan menjejaskan kebolehpercayaan produk, tetapi juga mengurangkan penggunaan kuasa peranti.
Penggunaan kuasa statik yang disebabkan oleh arus bocor akan meningkat dengan cepat dengan kenaikan suhu, dan dengan evolusi proses pembuatan cip, saiz transistor menjadi lebih kecil dan lebih kecil, dan arus bocor akan menjadi lebih besar dan lebih besar.
Ini bermakna bahawa kesan suhu terhadap penggunaan kuasa cip akan menjadi lebih dan lebih ketara. Jika suhu tidak dikawal dengan betul, penggunaan kuasa produk akan meningkat, yang akan memanaskan lagi dan menyebabkan kitaran haba produk' merosot.
Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, perbelanjaan elektrik telah menyumbang kira-kira 20% daripada operator' kos penyelenggaraan rangkaian. Tidak syak lagi bahawa masalah kuasa akan menjadi tekanan besar bagi pengendali untuk melabur dalam rangkaian 5G.
Kerajaan, pengendali, vendor peralatan dan syarikat grid kuasa perlu bekerjasama untuk mengurangkan penggunaan kuasa dan kos elektrik stesen pangkalan 5G.
