Kühlen von Stromversorgungen Beste Effizienz auch beim Thermal Management

Autor / Redakteur: Marc Erdmann * / Gerd Kucera

Wenngleich Wirkungsgrade moderner Stromversorgungen steigen, muss trotzdem die noch verbleibende Verlustwärme bestmöglich abgeführt werden. Lösungen zeigt dieser Beitrag.

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Bild 1: Montageplatte als diskreter Kühlwinkel
Bild 1: Montageplatte als diskreter Kühlwinkel
(Bild: inpotron)

Heutiges Knowhow der Stromversorgungsentwicklung ermöglicht Wirkungsgrade von bis zu 95%, eine deutliche Verbesserung gegenüber vor 10 Jahren. Einher wird die Kompaktheit erhöht, oftmals auch über den damals gängigen thermischen Beanspruchungen hinaus. Die verbleibenden 5% der aufgenommenen Eingangsleistung ist reine Verlustleistung, die in Wärme umgesetzt wird, welche aus der Elektronikbaugruppe abgeführt werden muss.

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Die Realisierung von Kühllösungen ist deshalb neben dem Elektronik-Design die Herausforderung, um kompakte und effiziente Lösungen zu realisieren.

Jedes Kühlkonzept ist wie jedes Netzteil von inpotron kundenspezifisch ausgelegt. Der Kunde bestimmt die Einbaulage und die Einsatzbedingungen.

Schaltnetzteile werden im Verhältnis zu ihrer Größe zunehmend komplexer. Dadurch wird das relative Volumen innerhalb der Elektronik immer kleiner. Um dennoch gute und effektiv wirksame Entwärmungskonzepte zu erzielen gilt es, viele ganz unterschiedliche Faktoren zu berücksichtigen.

Werkstoffauswahl entscheidet über den Kühlkörper

Der richtige Werkstoff ist maßgeblich für die Funktion des Kühlmediums. In der Regel fällt die Wahl auf Aluminium. Dieser Werkstoff ist kostengünstiger als beispielweises Kupfer, hat eine geringere Dichte und die Verfügbarkeit ist höher. Weiterer großer Vorteil von Aluminium ist die ausgezeichnete Verarbeitbarkeit.

Elektrische Bauteile können aus Gründen der Isolation und zum Teil aufgrund der EMV-Beeinflussung meist nicht direkt auf den metallischen Kühlkörper geschraubt werden. Außerdem sind Blechoberflächen sowie Bauteiloberflächen nicht ausreichend plan. Eine nicht plane Oberfläche wirkt äußert ungünstig einem guten Wärmeübergang entgegen. Aus diesen beiden Gründen nutzt man sogenannte Thermo-Isolierfolien. Diese Folien sind elektrisch isolierend, teilweise selbsthaftend sowie kompressibel und garantieren bei einer definierten Verdrückung einen guten und berechenbaren Wärmeübergang.

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