关于连接的问答:处理 WI-FI 前端的热挑战

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                                                 本文来自Qorvo博客
 
Q:RF 前端设计人员正面临着什么 Wi-Fi 热挑战?
A: 我们认为主要有两个设计挑战。
 
第一个挑战就是,市场对更小巧、更纤薄、更时尚美观的路由器、接入点和无线扬声器的需求越来越高。随着消费者从每个家庭一个无线路由器向网状家庭网络转变,对更小巧且更具装饰性的产品需求也更加强烈。此外,Wi-Fi 被设计为机顶盒、扬声器和语音辅助设备,也变得越来越小巧,越来越纤薄。更小巧且更美观对消费者来说是好事,但这也给设计带来了额外的压力,因为设备内部的散热面积更小了。
 
第二个挑战就是,企业的 Wi-Fi 产品电源来自以太网连接,而这种以太网供电 (PoE) 连接是有限的。因此,产品设计人员面临的挑战就是使用有限的 POE 电源实现 RF 前端 RF 输出功率最大化。为此,必须实现低功耗 (Pdiss)。
 
功耗是指消耗并转化为热量的功率。电子设备会产生热量,这是一种多余的副产品,也是一种能源浪费。RF 电路的理想状态就是:减少这种热量浪费,提高 RF 输出功率和系统效率,并扩大 RF 信号范围。
 
这意味着,RF 前端设计人员必须设计出使用小功率电源但产生较高 RF 输出功率的产品。此外,他们还需要确保其产品能够有效散热,以最大限度地提高 RF 输出,减少使用不必要的冷却风扇或笨重的散热器。正是这些散热器或风扇使制造商无法满足产品美观的要求。
 
Q:Qorvo 如何帮助客户解决这个热/散热挑战?
A:我们的团队与客户密切合作,提出了一些注重效率、低功耗和最大功率输出的创新方法。在某些情况下,这种设计方法在满足输出功率要求和 RF 范围的同时,将每个 RF 流的热损耗减少了 25-50%。
 
即使在 25℃ (77℉) 的适中室温条件下,Wi-Fi 5 和 Wi-Fi 6 路由器以及具有多个 RF 多路输入多路输出 (MIMO) 流的接入点通常具有 60℃ (140℉) 或更高的平均温度。此外,在更小的产品占用面积中实现更多功能和更多数据吞吐量都会导致同一个问题:更多的热量。 
 
为提供 2.4  5 GHz 产品,以满足 Wi-Fi 5  Wi-Fi 6 解决方案的多 RF 流和电压要求,Qorvo 开始了其创新设计之路。这些产品不仅解决了散热和功耗挑战,而且还满足了小巧的外形尺寸要求。Qorvo 开发的 RF 前端 (RFFE) 产品为零售、运营商、企业和消费者等一系列终端产品和市场领域提供了支持。Qorvo 能够开发出这些 RFFE,同时将外形尺寸缩小到符合客户的要求。
 
Q:Qorvo 建议或使用哪些具体的产品来解决应用中的散热问题?
A:热量会降低整体系统性能,同时影响吞吐量、范围和抗干扰性。所以,在设计 Wi-Fi 系统时,选择能够解决热相关问题的 RFFE 元件非常重要。产品设计人员应考虑使用经过全面优化的集成式前端模块 (FEM),而不是分立式前端元件。这可缩短线路长度,并可减少使用额外的调谐组件,从而有助于减少插入损耗和系统热量。
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Qorvo 的 RFFE 产品可提供完整的解决方案,并可满足严苛的散热和 RF 范围要求。由于 Qorvo 具有各种技术和集成能力,通过将滤波器、PA、LNA、开关、检测器和耦合器整合在一个封装之中,免去了我们将这些独立组件拼接在一起的费用和繁琐设计任务。通过利用我们的一体化 RFFE 解决方案,我们的客户可以简化其设计流程,降低成本,缩短产品认证时间,并可满足严格的产品上市时间安排。在我们的最新产品中,最令客户兴奋的产品包括 QPF4588、QPF4528 和 QPF4506。
 
Tony 的结语:
我们介绍了当今 Wi-Fi 产品的几个热量来源,如越来越多的 RF 通道以及更小巧、纤薄的终端产品设计。我们还指出了与热量相关的几个 RFFE 参数,如功耗和效率。Qorvo 一直与客户保持密切合作关系,以便了解 Wi-Fi 产品的热量来源以及缓解措施。您可以使用 Qorvo 功能齐全的 RFFE 产品进行有效降温。这些产品旨在应对会提高终端产品热量的最新市场趋势和设计举措。除了使用功能齐全的 RFFE 产品所带来的额外优势,您还可以缩短设计时间和产品上市时间。
 
 

 

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