Thementag „Power“ zu aktivem Thermomanagement, GaN & Co.
Wie GaN und Kühlung die Leistungselektronik vorantreiben
Ob effektive Kühlung, künftige Einsatzfelder für GaN oder ein systemischer Blick auf die Leistungselektronik – der Thementag Power bietet praxisnahe Impulse für Entwickler. Einfach Aufzeichnung ansehen.
Beim unserem Digitalen Thementag „Power“ gab es Einblicke in aktuelle Trends der Leistungselektronik – mit einem Schlaglicht auf GaN, SiC und innovatives Wärmemanagement. Welche Lehren sich jetzt schon ziehen lassen.
Am 29. Juli 2025 lud all-electronics.de zum digitalen Thementag „Power“, um aktuelle Entwicklungen, Herausforderungen und Technologien in der Leistungselektronik zu beleuchten. Drei Vorträge gaben praxisorientierte Einblicke – von Marktzahlen über die richtige aktive Entwärmung per Lüfter bis hin zu Wide-Bandgap-Halbleitern. Hier die wichtigsten Lehren im Überblick.
Effizienz in der Leistungselektronik als Schlüssel zur Dekarbonisierung
Dr. Nicole Ahner, redaktionelle Leiterin für elektronik industrie und AUTOMOBIL-ELEKTRONIK, eröffnete den digitalen Thementag mit einem Überblick über den Status quo der Leistungselektronik. Eine ihren zentralen Botschaften, der auch als Appell an Entwickler verstanden werden kann: Ohne leistungsfähige, kompakte und verlustarme Systeme sind weder die Klimaziele noch der weitere Ausbau von Elektromobilität und Industrie 4.0 zu schaffen.
Der Fokus ihres Vortrags lag auf Wide-Bandgap-Halbleitern – Siliziumkarbid (SiC) und Galliumnitrid (GaN). Sie ermöglichen kleinere Systeme durch höhere Schaltfrequenzen, geringeren Kühlbedarf und höhere Betriebstemperaturen. Sie betonte dabei, dass GaN rasant aufholt. Beispielsweise ist es inzwischen in 1700-V-Anwendungen angekommen und könnte in Teilen SiC Konkurrenz machen. Auch neue Vereinzelungstechnologien wie „Cold Split“ und „Smart Cut“ sowie größere Waferdurchmesser (z. B. 300 mm bei GaN oder 200 mm SiC) tragen zur Kostenreduktion und Skalierung bei.
Wie gelingt effizientes Thermomanagement mit aktiver Kühlung?
Im zweiten Vortrag tauchte Stephan Bachmann, Vertriebsleiter bei SEPA Europe, tief ins Wärmemanagement ein mit einem besonderen Augenmerk auf der Aktivkühlung durch Lüfter. Was auf den ersten Blick simpel wirkt, ist in der Realität hochkomplex: Strömungsverhalten, Geräuschentwicklung, Lebensdauer und Platzbeschränkungen im Gerät müssen berücksichtigt werden.
Mit Praxisbeispielen erklärte Bachmann, wie Konvektion effizient genutzt und Lüfter sinnvoll eingesetzt werden. Er zeigte, wie unterschiedliche Bauformen – axial vs. radial – ihre Stärken in verschiedenen Anwendungen ausspielen, wie sich Geräusche missionskritisch reduzieren lassen (Stichwort Pulsweitenmodulation (PWM)-Ansteuerung) und warum man Lüfterlebensdauer nie ohne Temperatur betrachten darf. Ein Highlight war das Berechnungstool zur Vorauswahl von Kühlkörpern und Lüftern, direkt einsetzbar für Entwickler.
GaN greift an: Von 30 W bis 100 kW
Abschließend beleuchtete Andrew Smith, Director bei Power Integrations, das Marktpotenzial von GaN. Seine These: GaN hat den Konsumentenbereich bereits erobert (Smartphone-Ladegeräte etc.), ist aber nun auf dem Vormarsch in der Industrie – etwa bei Netzteilen, On-Board-Chargern und künftig sogar bei Wechselrichtern für E-Fahrzeuge.
Passend zum Vortrag zum Auftakt zeigte Smith, wie 1700-V-GaN inzwischen SiC Paroli bieten kann – bei ähnlicher Effizienz, aber potenziell geringeren Kosten. Auch auf die Zuverlässigkeit ging er ein: GaN erweist sich als robust gegenüber Spannungsspitzen (RDS(on)-Shift statt Avalanche Breakdown) und bietet damit Vorteile in rauen Betriebsumgebungen. Die Roadmap sei zwar ambitioniert, aber in vielen Anwendungsfeldern zwischen 10 W und 100 kW dürfte GaN in den nächsten Jahren deutlich Marktanteile gewinnen, so Smith.
Am Thementag wurde für die Zuhörer klar, wie dynamisch und praxisnah sich die Leistungselektronik entwickelt. Von thermischer Simulation bis GaN-Marktdurchbruch: Wer hier nicht auf der Höhe der Zeit bleibt, verpasst technische und wirtschaftliche Chancen. Die vollständige Aufzeichnung bietet weiteführende Informationen und lohnt sich besonders für Entwickler und Entscheider in den Bereichen Energie, Mobilität und Industrie.
