關(guān)于連接的問答：處理 WI-FI 前端的熱挑戰(zhàn)

Tony Testa 繼續(xù)發(fā)表“Wi-Fi 技術(shù)和趨勢(shì)”系列博客，并就如何應(yīng)對(duì)當(dāng)今更小巧、更纖薄的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)設(shè)備所面臨的熱挑戰(zhàn)提供切實(shí)可行的建議。

RF 前端設(shè)計(jì)人員正面臨著什么 Wi-Fi 熱挑戰(zhàn)？

我們認(rèn)為主要有兩個(gè)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。

第一個(gè)挑戰(zhàn)就是，市場(chǎng)對(duì)更小巧、更纖薄、更時(shí)尚美觀的路由器、接入點(diǎn)和無線揚(yáng)聲器的需求越來越高。隨著消費(fèi)者從每個(gè)家庭一個(gè)無線路由器向網(wǎng)狀家庭網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變，對(duì)更小巧且更具裝飾性的產(chǎn)品需求也更加強(qiáng)烈。此外，Wi-Fi 被設(shè)計(jì)為機(jī)頂盒、揚(yáng)聲器和語音輔助設(shè)備，也變得越來越小巧，越來越纖薄。更小巧且更美觀對(duì)消費(fèi)者來說是好事，但這也給設(shè)計(jì)帶來了額外的壓力，因?yàn)樵O(shè)備內(nèi)部的散熱面積更小了。

第二個(gè)挑戰(zhàn)就是，企業(yè)的 Wi-Fi 產(chǎn)品電源來自以太網(wǎng)連接，而這種以太網(wǎng)供電 (PoE) 連接是有限的。因此，產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員面臨的挑戰(zhàn)就是使用有限的 POE 電源實(shí)現(xiàn) RF 前端 RF 輸出功率最大化。為此，必須實(shí)現(xiàn)低功耗 (Pdiss)。

功耗是指消耗并轉(zhuǎn)化為熱量的功率。電子設(shè)備會(huì)產(chǎn)生熱量，這是一種多余的副產(chǎn)品，也是一種能源浪費(fèi)。RF 電路的理想狀態(tài)就是：減少這種熱量浪費(fèi)，提高 RF 輸出功率和系統(tǒng)效率，并擴(kuò)大 RF 信號(hào)范圍。

這意味著，RF 前端設(shè)計(jì)人員必須設(shè)計(jì)出使用小功率電源但產(chǎn)生較高 RF 輸出功率的產(chǎn)品。此外，他們還需要確保其產(chǎn)品能夠有效散熱，以最大限度地提高 RF 輸出，減少使用不必要的冷卻風(fēng)扇或笨重的散熱器。正是這些散熱器或風(fēng)扇使制造商無法滿足產(chǎn)品美觀的要求。

Qorvo 如何幫助客戶解決這個(gè)熱/散熱挑戰(zhàn)？

我們的團(tuán)隊(duì)與客戶密切合作，提出了一些注重效率、低功耗和最大功率輸出的創(chuàng)新方法。在某些情況下，這種設(shè)計(jì)方法在滿足輸出功率要求和 RF 范圍的同時(shí)，將每個(gè) RF 流的熱損耗減少了 25-50%。

即使在 25℃ (77℉) 的適中室溫條件下，Wi-Fi 5 和 Wi-Fi 6 路由器以及具有多個(gè) RF 多路輸入多路輸出 (MIMO) 流的接入點(diǎn)通常具有 60℃ (140℉) 或更高的平均溫度。此外，在更小的產(chǎn)品占用面積中實(shí)現(xiàn)更多功能和更多數(shù)據(jù)吞吐量都會(huì)導(dǎo)致同一個(gè)問題：更多的熱量。

Wi-Fi技術(shù)和趨勢(shì)

如欲獲得 Wi-Fi 專家 Tony Testa 給出的切實(shí)可行的設(shè)計(jì)建議，請(qǐng)閱讀該系列其他博客。

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為提供 2.4 和 5 GHz 產(chǎn)品，以滿足 Wi-Fi 5 和 Wi-Fi 6 解決方案的多 RF 流和電壓要求，Qorvo 開始了其創(chuàng)新設(shè)計(jì)之路。這些產(chǎn)品不僅解決了散熱和功耗挑戰(zhàn)，而且還滿足了小巧的外形尺寸要求。Qorvo 開發(fā)的 RF 前端 (RFFE) 產(chǎn)品為零售、運(yùn)營(yíng)商、企業(yè)和消費(fèi)者等一系列終端產(chǎn)品和市場(chǎng)領(lǐng)域提供了支持。Qorvo 能夠開發(fā)出這些 RFFE，同時(shí)將外形尺寸縮小到符合客戶的要求。

Qorvo 建議或使用哪些具體的產(chǎn)品來解決應(yīng)用中的散熱問題？

熱量會(huì)降低整體系統(tǒng)性能，同時(shí)影響吞吐量、范圍和抗干擾性。所以，在設(shè)計(jì) Wi-Fi 系統(tǒng)時(shí)，選擇能夠解決熱相關(guān)問題的 RFFE 元件非常重要。產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員應(yīng)考慮使用經(jīng)過全面優(yōu)化的集成式前端模塊 (FEM)，而不是分立式前端元件。這可縮短線路長(zhǎng)度，并可減少使用額外的調(diào)諧組件，從而有助于減少插入損耗和系統(tǒng)熱量。

Qorvo 的 RFFE 產(chǎn)品可提供完整的解決方案，并可滿足嚴(yán)苛的散熱和 RF 范圍要求。由于 Qorvo 具有各種技術(shù)和集成能力，通過將濾波器、PA、LNA、開關(guān)、檢測(cè)器和耦合器整合在一個(gè)封裝之中，免去了我們將這些獨(dú)立組件拼接在一起的費(fèi)用和繁瑣設(shè)計(jì)任務(wù)。通過利用我們的一體化 RFFE 解決方案，我們的客戶可以簡(jiǎn)化其設(shè)計(jì)流程，降低成本，縮短產(chǎn)品認(rèn)證時(shí)間，并可滿足嚴(yán)格的產(chǎn)品上市時(shí)間安排。在我們的最新產(chǎn)品中，最令客戶興奮的產(chǎn)品包括 QPF4588、QPF4528 和 QPF4506。

Tony 的結(jié)語：

我們介紹了當(dāng)今 Wi-Fi 產(chǎn)品的幾個(gè)熱量來源，如越來越多的 RF 通道以及更小巧、纖薄的終端產(chǎn)品設(shè)計(jì)。我們還指出了與熱量相關(guān)的幾個(gè) RFFE 參數(shù)，如功耗和效率。Qorvo 一直與客戶保持密切合作關(guān)系，以便了解 Wi-Fi 產(chǎn)品的熱量來源以及緩解措施。您可以使用 Qorvo 功能齊全的 RFFE 產(chǎn)品進(jìn)行有效降溫。這些產(chǎn)品旨在應(yīng)對(duì)會(huì)提高終端產(chǎn)品熱量的最新市場(chǎng)趨勢(shì)和設(shè)計(jì)舉措。除了使用功能齊全的 RFFE 產(chǎn)品所帶來的額外優(yōu)勢(shì)，您還可以縮短設(shè)計(jì)時(shí)間和產(chǎn)品上市時(shí)間。

審核編輯黃昊宇