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5G基站的液冷散熱解決方案

5G基站的液冷散熱解決方案

發布時間:
2019/08/30 14:22
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【摘要】:

隨著移動互聯網的發展,很多低頭族開始手捧著手機,沉溺于游戲、視頻、購物、聊天等娛樂活動,當人們在享受著移動互聯網帶來的便利時,熟不知這些都離不開通訊網絡的發展。

 

什么是5G?

 

2G通訊網絡的發展,誕生了UC等wap網頁瀏覽器;3G通訊網絡的發展,豐富了人們的交流,崛起了微信等即時通訊軟件;4G通訊網絡的發展,興起了短視頻和在線視頻的傳播,成就了抖音等超級APP,讓有才藝之人成了網紅主播;那么接下來即將登場的5G通訊網絡將會給人們帶來哪些驚喜呢?

 

5G作為第五代移動通信系統,其主要的優勢在于傳輸帶寬大和低延時:最大帶寬高達10Gbit/s,傳輸的數據量大,是4G的100倍;網絡延時低于1毫秒,而4G為30-70毫秒。

數據傳輸更大,5G網絡不僅將為手機服務,在連接更多的智能設備,如共享單車、智能汽車、智能攝像頭、智能門鎖、智能照明燈具等之后,社會將進入物聯網IOT時代。5G的低延時特點使智能制造工廠、無人駕駛、遠程高清醫療手術等都成為可能。

 

5G?基站簡介

 

目前全球已有26張5G網絡,到2020年可能會增加到60張,僅中國到2020年將有100萬個5G基站。5G基站主要有兩種,一種是宏基站,另一種是微基站。

 

 

BBU包含控制單元、傳輸單元和基帶處理單元等,主要負責信號濾波、OFDM、調制解調、頻域處理(符號映射/解映射和MIMO均衡等)、CPRI、DPD(數字預失真處理)等功能。

AAU其實就是4G時代的RRU+天線,其主要作用,是將基帶數字信號轉換成模擬信號,然后調制成高頻射頻信號,再通過功放單元放大功率,通過天線發射出去。

 

 

隨著移動通訊業務的不斷發展,海量的數據需處理,同時傳輸速率需成倍提升,5G基站的BBU和AUU的功耗將逐漸上升,5G基站功耗達到了4G基站的2.5~3.5倍,AUU功耗增加是5G功耗增加的主要原因。目前單站滿載功率近3700W。

 

 

5G?基站散熱挑戰

 

5G基站功耗的上升將意味著發熱量增加,發熱量的增加將導致芯片溫度升高。

 

傳統冷卻方案

 

1、降低芯片與外殼的溫差,采用高導熱界面材料和熱橋接導熱塊或熱管;

2、降低外殼表面溫度,增加設備的外殼體積,優化散熱葉片設計,加大表面積;

3、改善外殼溫度均勻性,采用鑄鋁加厚外殼;

在實際產品中,方案1 的改善效果有限,當外殼被太陽光暴曬時,其表面溫度可高達60℃至90℃。而很多芯片的Tc要求在90℃以內,此時將無法滿足散熱要求;對于方案2 和方案3 ,通常產品的外觀尺寸和產品重量有一定的限制,不能隨意的增大。因此5G散熱將是一個很大的挑戰。

 

5G?基站液冷散熱解決方案

 

為了更好的解決5G基站和超算中心的散熱問題,祥博研發團隊精益求精,匠心獨用,打破了傳統散熱解決方案的思維,創新性的研發出了針對5G基站和超算中心專用的液冷散熱模組。通過結構設計,熱仿真分析,實測驗證,并對流道和溫度場進行不斷優化和改進,最終研發出成功的產品。

 

技術參數

 

單顆CPU散熱功率100W-300W,進出口溫差1-5℃,壓降5-20kPa。

 

技術優勢

 

1、CPU與CPU之間的溫差小;

2、CPU與散熱器之間的溫差小;

3、散熱器溫度分布均勻,表面溫差小;

4、多個主副發熱器件一站式液冷散熱;

 

5G?基站散熱案例

 

對于5G基站外殼均溫性能的提升,研發出鋁材均溫板,通過內部的相變工質實現均溫功能,成本較銅材均溫板低很多,同時可實現大面積均溫效果。

 

除了5G基站和超算中心的液冷散熱模組的研發,祥博研發團隊還在新能源汽車散熱技術領域進行著不斷的技術研究和探索,同時我們還深入到微觀世界,從本源解決散熱器表面腐蝕問題。

 

祥博傳熱是一家創新驅動型的熱管理解決方案提供商,具有完善的研發流程、專業的研發團隊和強大的技術實力,擁有一流的焊接技術和國際認證資質。從傳統散熱器件到5G、氫能源汽車熱管理等最新技術前沿領域,祥博人始終是最活躍的。

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