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Einrichtung zum Schutz von Kommunikationseinrichtungen vor thermischer Zerstörung

IP.com Disclosure Number: IPCOM000018104D
Original Publication Date: 2002-Feb-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-23
Document File: 2 page(s) / 633K

Publishing Venue

Siemens

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Sascha Beyer: AUTHOR

Abstract

Durch das Angebot vieler zusätzlicher Dienste im Mobilfunkbereich wie GSM (Global System for Mobile Communication) steigt der Bedarf nach er- höhtem Datendurchsatz. Verschiedene neuere Ver- fahren wie HSCSD (High-Speed Circuit-Switched Data) und GPRS (General Packet Radio Service) und deren Erweiterung EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) entsprechen schon diesem Bedarf.

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Bauelemente

Einrichtung zum Schutz von Kom-munikationseinrichtungen vorthermischer Zerstörung

Idee: Sascha Beyer, Hohenassel

Durch  das  Angebot  vieler  zusätzlicher  Dienste imMobilfunkbereich wie  GSM  (Global  System  forMobile Communication) steigt der Bedarf nach er-höhtem  Datendurchsatz.  Verschiedene  neuere  Ver-fahren  wie  HSCSD (High-Speed Circuit-SwitchedData) und GPRS (General Packet Radio Service) undderen Erweiterung EDGE (Enhanced Data Rates forGSM Evolution) entsprechen schon diesem Bedarf.

Dabei kann die Erhöhung der Datenrate sowohl imUplink  als  auch  im  Downlink  erfolgen.  Dies wirddurch  die  Ausnutzung  von  einem  oder mehrererZeitschlitze ermöglicht. Ein Zeitschlitz und ein Fre-quenzkanal definieren die höchste mögliche Daten-rate eines einzigen GSM Datenkanals.

Derzeit verwendete Leistungsverstärker fürGSM/GPRS setzen nur einen Teil der aufgenomme-nen  Gleichstromleistung  in  Nutzleistung um. Derandere Teil wird  als  Verlustleistung  in  Form  vonWärme abgegeben.

Die Nutzung mehrerer Zeitschlitze zur Erhöhung derDatenrate führt unabdingbar zum Entstehen zusätzli-cher Verlustleistung. Die derart entstehende Wärmeführt zu fundamentalen Problemen wie Fehlfunktio-nen des Leistungsverstärkers und damit des gesamtenGerätes. Bei  verringertem  oder  generell  niedrigemPAE (Power-Added Efficiency – das Verhältnis vonNutzleistung zu Verlustleistung) verschlechtert sichdieser Effekt.

Für die Wärmeabfuhr sind Wärmesenken notwendig,die bislang zumeist durch Leiterplatten verwirklichtwerden. Dazu werden  größere  thermisch  leitendeFlächen und Stege direkt unter und in unmittelbarerNähe  des  Leistungsverstärkers  eingebracht,  um  si-cherzustellen,  daß  sich  die Temperatur des Leis-tungsverstärkers nicht über das geforderte Maß hin-aus erhöhen kann. Damit wird jedoch lediglich er-reicht, daß sich die im Halbleiter entwickelnde Wär-me abgeführt wird, um so eine lokale Überhitzungdes Halbleiters zu verhindern. Da sich die Menge derabtransportierten Wärme umgekehrt proportional zurUmgebungstemperatur verhält, kann  es  zu  einerÜberhitzung des Leistungsverstärkers kommen.

Derzeit werden Mobiltelefone für den GSM-Standardnicht derart genutzt, daß eine Vielzahl von Uplink-Kanälen angewendet werden. Es finden schaltungs-technische Lösungen Anwendung, um Temperatur-schwankungen innerhalb des spezifizierten Bereichsauszugleichen. Damit wird  erreicht,  daß  die  Aus-gangsleistung im wesentlichen von der Betriebstem-peratur abhängig ist.

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Bauelemente

Mittels einer schaltungstechnischen Lösung mit zu-gehöriger  Signalverarbeitung,  die  es  erlaubt, dieTemperatur des Leistungsverstärkers zu bestimmen,und durch Auswertung der Messung Aktionen auslö-sen kann, die verhindern, daß es zur Zerstörung oderSchädigung des Leistungsverstärkers und schließlichdes gesamten Gerätes kommt, kann eine wirkungs-volle Schutzeinrichtung geschaffen werden.

Dabei  werden  die  Informationen  d...