Flüssigkeitskühlkörper
Effektives Thermal Management für Hochleistungselektronik
Die Hersteller von Kühlkörpersystemen für Hochleistungselektronik stehen permanent unter Zugzwang. Das stetig steigende elektronische Leistungsvermögen erfordert immer effektivere Kühltechniken. CTX Thermal Solutions vertreibt Flüssigkeitskühlkörpersysteme, die auch künftigen Anforderungen gewachsen sind.
Elektronischer Bauelemente werden immer kleiner - bei gleichzeitig zunehmender Verlustleistung. Damit steigt die Wärme in den Baugruppen überproportional an. Gleichzeitig können dank der Miniaturisierung die Bauelemente auf immer engerem Raum platziert werden, was wiederum das gesamte Wärmeaufkommen drastisch erhöht. Dies kann auf einer Fläche von 10 cm2 auf etwa 70 bis 100 W steigen – und damit eine Wärmestromdichte erreichen, an die kein Küchenherd herankommt. Ein weiterer Anstieg der abzuführenden Abwärme über die nächsten Jahre ist zu erwarten. Und das stellt die Hersteller von Elektroniksystemen vor neue Herausforderungen.
Bei hohen Verlustleistungen stoßen Lüfter an ihre Grenzen. Bzw. ließe sich eine Luftkühlung nur noch mit relativ aufwändigen und voluminösen Kühlkörpern realisieren. »In der Regel kommen daher für derartige Anwendungen vor allem fluidorientierte Kühlungen mit Kühlleistungen von 25 kW zum Einsatz«, sagt Wilfried Schmitz, Geschäftsführer von CTX Thermal Solutions.
Zur Veranschaulichung: Weil Wasser pro Volumeneinheit wesentlich mehr Wärme abführen kann als Luft (Wasser hat eine 4000 mal höhere spezifische Wärmekapazität), ist bereits eine dünne Wasserleitung um ein vielfaches effektiver als eine lüfterbetriebene Kühlung! Überdies kommen Flüssigkeitskühlkörper mit sehr geringen Übertragungsflächen aus. »Von Vorteil ist außerdem, dass diese Kühlsysteme den Kühlungsprozess genau dort einleiten, wo die Wärme entsteht: unmittelbar an den elektronischen Hochleistungselementen der Baugruppen. Dadurch werden 15 bis 25 Prozent mehr Wärme abgeleitet als bei herkömmlichen Kühlsystemen«, erläutert Wilfried Schmitz. Der Abtransport der Kühlflüssigkeit zu einem Ort, an dem die Wärme entzogen oder weiter genutzt werden kann, lässt sich über Flüssigkeitskühlkörper einfach realisieren.
CTX Thermal Solutions und der Kühlkörperspezialist Pada tragen mit dem Flüssigkeitskühlkörpersystem Superplate, das mit reiner Wasserkühlung arbeitet, dazu bei, den steigenden Anforderungen in punkto Kühlung adäquat zu begegnen. Die Superplate-Hochleistungskühlkörper sind laut Herstellerangaben in der Lage, mit der permanenten Weiterentwicklung auf dem Sektor der IGBTs und anderer elektronischer Leistungsmodule Schritt zu halten. »Das System setzt sich aus einzelnen Komponenten zusammen, die sich einfach zu einem typischen Kühlsystem montieren lassen«, erklärt Wilfried Schmitz. »Es besteht aus einer Zirkulationspumpe, einem Ausgleichsbehälter, einem Wärmetauscher und dem eigentlichen Superplate, einer Kühlplatte aus Aluminium oder Kupfer«.
- Effektives Thermal Management für Hochleistungselektronik
- Wasserkühlkörpersystem Superplate
- Optimierte Kühlkörperauslegung durch thermische Simulation
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