【事例】5G基地局「熱とスペース」の課題を解決するVicorの高密度電源ソリューション

5Gの普及に不可欠な屋内スモールセル基地局。その開発は、4G時代とは比較にならない「高い消費電力」と、それによって生じる「熱」、そして「小型筐体」という厳しい制約との戦いです。本記事では、この課題をVicorの革新的な電源モジュールがいかにして解決したのかを解説します。

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5Gスモールセル基地局の設計を困難にする「熱とスペース」の課題

5G屋内基地局は、オフィスや商業施設など人々の生活空間に設置されるため、静音性（ファンレス）とデザイン性が求められます。しかし、その内部では、性能向上に伴う2つの大きな課題が発生していました。

【課題1】5G化による電力需要の急増と厳しい熱制約

5G、特にMassive MIMO技術は、4Gに比べて格段に多くのデータを高速処理するため、消費電力が大幅に増加します。ファンレスの密閉筐体では、この電力消費による「熱」を効率的に外部へ逃がさなければ、内部温度が許容範囲を超えてしまいます。高効率で発熱の少ない電源が絶対条件でした。

【課題2】小型化とデザイン性が求められる筐体と電源スペースの欠如

屋内基地局は、空間のデザインを損なわないよう、可能な限り小型でなければなりません。しかし、高性能なプロセッサやRF回路が基板上のほとんどの面積を占有するため、電源を配置するためのスペースは極めて限られます。このため、従来のかさばる電源では対応が困難でした。

Vicorのモジュール型電源が実現する高効率・高密度ソリューション

この「熱とスペース」という二律背反の課題を解決するため、Vicorは独自のモジュール型電源によるアプローチを提案。顧客の製品開発を成功に導きました。

【解決策1】2ステージ変換による95%以上の高効率と低発熱

Vicorは、48V入力からまず高効率なBCM®バスコンバータで6Vの中間電圧を生成し、そこから各負荷の直近でポイントオブロード（PoL）コンバータを配置する2ステージ方式を提案。特にキーとなるBCMモジュールは95%を超える高い変換効率を誇り、電力損失と発熱を最小限に抑制。これにより、ファンレスでの安定動作を実現しました。

【解決策2】薄型ChiPパッケージが実現する究極の高密度実装

VicorのBCM6135は、厚さわずか3mm以下のChiP (Converter housed in Package) パッケージを採用しています。この驚異的な薄さと高い電力密度により、他の部品が密集する基板上のわずかな隙間にも電源を実装することが可能になります。これにより、基地局全体の小型化という厳しい要求をクリアしました。

まとめ

5G屋内スモールセル基地局の成功は、電源ソリューションにかかっています。

• 高効率な電源モジュールが、ファンレス設計の鍵となる熱問題を解決。
• 高密度なChiPパッケージが、小型化というデザイン上の制約をクリア。

Vicorの先進的な電源コンポーネントは、次世代通信インフラに求められる厳しい要求に応えるための、最もスマートな選択肢です。

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