통신장비 방열성능 어떻게 평가할 수 있을까요?

2021.07.27 반디통
해석지식통

해석 사례

각종 단말기로부터 나오는 신호를

송수신하고 처리하기 위한 통신장비,
어떻게 설계하고 계시나요?

 

 제품 휴대성 및 편의성을 만족하고 제한된 공간 내의 활용을 극대화하기 위해 개발 중인 임무 수행용 소형 통신장비부터 이동 통신 단말기의 신호를 수신, 증폭, 송출 해주는 옥외용 중대형 통신 함체까지 목적 및 사이즈는 다양하지만 설계, 개발 단계에서 고민하는 문제는 비슷합니다.

 

같은 부품이 탑재되는데 냉각 방식이 다르다?

장비 사이즈가 커지면 고려해야 할 사항이 늘어날까?

 

 전자장비의 소형화/고성능화 경향에 따라 고밀도 발열원의 냉각이 중요한 문제로 주목받고 있으며 이를 위해 팬, 냉각 파이프와 같은 강제대류 방식의 냉각성능이 고려되었지만 최근 소형화/저소음 화 등의 이유로 방열 핀의 두께 및 간격을 설계 인자로 다루는 자연대류 방식이 이슈가 되고 있습니다. 대기 중의 먼지와 같은 오염 물질로부터 보호, 외부 전자기파로부터 격리 등의 이유로 밀폐형으로 제작되는 옥외에 설치하는 중계기 또한 선체 내부 발열이 이동 통신장비들의 회선 처리 능력이 향상함에 따라 증가하게 되고 이를 적절히 외부로 방출하지 못하면 선체 내부 온도가 상승하여 전자장비 오작동, 수명 단축의 원인이 됩니다. 비교적 발열량이 적은 소형중계기부터 방열 핀으로 냉각이 부족하여 외기 냉각, 열교환기를 사용하는 중대형 중계기까지! 설계자가 고려해야 할 사항은 다양합니다.

 

주요 전자부품의 허용온도를 만족하는 최적 조건의 설계 인자 도출!

사이즈에 따른 냉각 방식 찾기!

 

 소형/중형/대형 사이즈에 따른 고민, 실내/실외 설치 장소에 따른 고민 등을 가지고 계신다면, 본 자료와 이어 게시될 자료들을 통해 통신장비 방열성능과 관련된 설계 인자를 알아보고 환경조건에 맞는 냉각방식 선택 방법을 알아볼 수 있습니다. 조건에 맞는 냉각방식 선정 이후, 설계 인자 변경에 따른 최적의 방열성능 설계 방안에 대해 복합열전달 해석을 통해 평가할 수 있습니다.

 


 

통신 모듈 장비 복합열전달 해석

 

중요 사항

 

- 복합 열전달 해석을 통해 방열 성능평가 및 각 부품의 허용 범위 내 구동됨을 확인한다.

- 접촉 열저항 기능을 통해 접촉이 있는 두 부품 간의 정확한 열적 특성을 반영한다.

 

해석 배경

 

 통신 모듈 장비 내부 발열 소자와 PCB 기판의 접합부의 열이 실제 소자의 성능과 제품 수명을 단축하는 주된 요인으로 작용하기 때문에 제품 설계 단계에서 접합부 온도를 최대한 낮게 유지할 수 있는 방열 설계 기술이 요구된다.

 각 발열 소자(발열원)에 의하여 온도가 상승하여 허용온도를 넘게 되면 통신장비 작동에 문제가 발생할 수 있으므로 발열 소자의 허용온도 범위 내에서 작동하는 것이 매우 중요하다.

 

 

해석 목적

 

- 발열 소자, PCB 기판을 포함한 각 모듈과 Housing 간의 열전달 해석을 통한 방열 성능 평가

- 각 부품별 작동 허용 범위 내 구동 확인 목적 (온도 평가)

 

통신장비의 방열성능을 유동 해석으로 시뮬레이션하는 기법에 대해 자세히 확인해 보세요. 

 

 

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반디통 복합열전달 통신모듈장비 방열성능평가