Tantangan pendinginan stasiun pangkalan 5G
Pada tahun 2025, industri komunikasi akan mengkonsumsi 20% listrik dunia' dan dalam jaringan komunikasi bergerak, BTS adalah konsumen listrik yang besar, dan sekitar 80% konsumsi energi berasal dari BTS yang tersebar luas. Lebih banyak BTS terenkripsi berarti konsumsi energi yang lebih tinggi, yang merupakan tantangan biaya utama yang dihadapi jaringan 5G.
Dari struktur energi, konsumsi daya berarti biaya yang lebih tinggi dan tekanan tidak langsung yang lebih besar pada pencemaran lingkungan.
Dari perspektif desain termal, stasiun pangkalan menghasilkan lebih banyak panas, dan kesulitan kontrol suhu meningkat tajam.
Insinyur yang telah bekerja di industri komunikasi tahu bahwa stasiun pangkalan komunikasi biasanya dipasang pada rangka besi di atap gedung dan tempat-tempat tinggi di lapangan. Ukuran dan berat sangat penting untuk kenyamanan pemasangan peralatan."Kebetulan" adalah bahwa konsumsi daya, volume, dan berat adalah kondisi batas desain inti dalam desain termal.
Dari kebiasaan desain masa lalu, stasiun pangkalan adalah perangkat pembuangan panas alami tertutup yang khas (aplikasi luar ruangan membutuhkan kedap air dan tahan debu yang ketat). Setelah panas dipancarkan dari komponen, hanya ada dua tempat:
1. Diserap oleh perangkat internal-panas diubah menjadi energi internal, menyebabkan suhu perangkat naik;
2. Karena perbedaan suhu, panas dipindahkan dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah-ketika suhu stabil, laju perpindahan panas=laju pembangkitan panas
Untuk mengurangi volume dan berat produk, permintaan untuk desain termal produk tersebut telah berkembang untuk memaksimalkan efisiensi perpindahan panas dan mengurangi hambatan perpindahan panas di ruang yang sama. Resistansi perpindahan panas di sini dibagi menjadi resistansi termal internal dan resistansi termal eksternal.
Pengurangan resistansi termal internal memerlukan tata letak chip yang wajar, sehingga sumber panas itu sendiri lebih dekat ke cangkang pembuangan panas. Ini adalah karya kolaboratif insinyur perangkat keras dan insinyur desain termal.
Dari sudut pandang material, material antarmuka termal perlu diterapkan antara chip dan housing. Pemancar 5G dapat mendorong peningkatan besar dalam materi antarmuka termal, yang diwujudkan dalam aspek berikut:
1. Ketahanan termal serendah mungkin - konduktivitas termal yang lebih tinggi dan keterbasahan antarmuka yang lebih baik diperlukan;
2. Stasiun pangkalan yang andal digunakan di lingkungan luar yang kompleks, di seluruh dunia, dengan kisaran suhu -40C~55C, sulit dipertahankan setelah kegagalan—stabilitas termal yang sangat baik, anti-kendur, dan anti-retak
3. Kegunaan stasiun pangkalan-5G menggunakan sejumlah besar pembuangan panas, dan ada persyaratan untuk otomatisasi perakitan material dan tekanan yang dihasilkan dalam proses perakitan.
Efisiensi pembuangan panas alami terbatas. Dengan pendekatan dinding daya, pendingin udara dan pendingin cair dari stasiun pangkalan juga sedang dipelajari. Ketika suhu dikontrol dengan baik, itu tidak hanya akan mempengaruhi keandalan produk, tetapi juga mengurangi konsumsi daya perangkat.
Konsumsi daya statis yang disebabkan oleh arus bocor akan meningkat dengan cepat seiring dengan kenaikan suhu, dan dengan evolusi proses pembuatan chip, ukuran transistor menjadi lebih kecil dan lebih kecil, dan arus bocor akan menjadi lebih besar dan lebih besar.
Ini berarti bahwa dampak suhu pada konsumsi daya chip akan menjadi semakin signifikan. Jika suhu tidak dikontrol dengan benar, konsumsi daya produk akan meningkat, yang selanjutnya akan memanas dan menyebabkan siklus termal produk' memburuk.
Dalam beberapa tahun terakhir, biaya listrik telah menyumbang sekitar 20% dari operator' biaya pemeliharaan jaringan. Tidak ada keraguan bahwa masalah daya akan menjadi tekanan besar bagi operator untuk berinvestasi dalam jaringan 5G.
Pemerintah, operator, vendor peralatan, dan perusahaan jaringan listrik perlu bekerja sama untuk mengurangi konsumsi daya dan biaya listrik dari BTS 5G.
