Die steigenden Leistungsdichten von elektronischen Bauteilen benötigen zur einwandfreien Funktion effiziente Entwärmungskonzepte, um einem vorgegebenen Temperaturbereich zu halten. Um die in den Produktdatenblättern genannte Lebensdauer zu erreichen, sind Komponenten zur Entwärmung mehr denn je gefragt und kundenseitig verlangt.

ECKDATEN

Die Leistungselektronik beschäftigt sich mit der Umwandlung elektrischer Ströme. Da die Umwendlung nicht zu 100 Prozent erfolgt, entsteht Wärme. Um diese kontrollieren zu können, setzen Entwickler auf verschiedene Entwärmungskonzepte. Die Art des Kühlsystems hängt vom Anwendungsgebiet ab. Bei Leistungshalbleitern bieten sich sowohl passive, aktive als auch flüssigkeitsgekühlte Systeme an.

Die heutige Leistungselektronik ist ein Teilgebiet der Elektrotechnik und findet ihren Anfang im Jahre 1902 mit der Entwicklung des ersten Gleichrichters. Im Wesentlichen ist Leistungselektronik alles, was mit der Steuerung, Umformung oder dem Schalten von elektrischer Energie zu tun hat. Leistungselektronik beginnt bereits mit einigen Milliampere und wenigen Volt, kann aber auch bis zu einigen Kiloampere und -volt reichen.

Passive, aktive oder flüssigkeitsgekühlte Entwärmungskonzepte liefern effiziente Lösungsmöglichkeiten der Entwärmung von Leistungshalbleitern.

Passive, aktive oder flüssigkeitsgekühlte Entwärmungskonzepte liefern effiziente Lösungsmöglichkeiten der Entwärmung von Leistungshalbleitern. Fischer Elektronik

Letztendlich steht bei der Umformung der Ströme und Spannungen immer der Wirkungsgrad der elektronischen Komponenten im Vordergrund. Vielzählige Anwendungsfälle finden sich etwa in dem Bereich der elektrischen Antriebstechnik als Umrichter oder Frequenzumrichter, Wechselrichter und Umrichter für Windkraftanlagen sowie Solarmodulen, aber auch Schaltnetzteilen und Leistungstransformatoren. In Analogie zu allen anderen elektronischen Bauelementen kann auch bei Leistungshalbleitern die zugeführte Energie nicht zu einhundert Prozent konvertiert werden. Verluste treten hauptsächlich in Form von Wärme auf, die das Bauteil umwandelt oder abstrahlt. Der ausgeübte Temperaturstress auf elektronische Bauteile steht in direktem Zusammenhang mit deren Lebensdauer. Eine Fehlfunktionen oder die Zerstörung des Bauteils sind die hieraus resultierende Konsequenz. Geeignete, effiziente Entwärmungskonzepte (Bild 1), ob per Luft- oder Wasserkühlung, sind speziell in der Leistungselektronik bei großen Wärmemengen und zeitabhängigen Temperaturbelastungen angeraten.

Auf der nächsten Seite erfahren Sie, in welchen Anwendungsgebieten sich passive Hochleistungskühlkörper einsetzen lassen.

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