Schwerpunkte

Netzteil-Kühlung

Grenzen verschieben mit Baseplate-Cooling

31. Oktober 2018, 14:22 Uhr   |  Von Ovid Chen, Vice Manager, R&D Department bei Cincon electronics und Volker Gräbner, Produktmanager bei FORTEC Elektronik


Fortsetzung des Artikels von Teil 1 .

Vorteile der Baseplate-Kühlung

Cinon
© Cinon

Bild 3: Derating des CFM200M mit externer Grundplatte (links) und CFM200M-C (cover kit) mit derselben Grundplatte (rechts)

Kontaktkühlung zeigt den Weg, Luftschlitze und wartungsintensive Lüfter zu vermeiden. Damit können staub- und dampfdichte Systeme mit einer zuverlässigen Stromversorgung bestückt und Wartungsintervalle für den Lüfterwechsel eingespart werden. Außerdem ist der Systementwickler freier in der Platzierung des Netzteils. Es muss nicht mehr flach am Boden liegend montiert werden, um beste Konvektion zu erreichen, sondern es kann weitgehend frei platziert werden, solange die thermische Ankopplung an das Außengehäuse sichergestellt ist.

Die Praxis

An Beispiel des CFM200M soll gezeigt werden, welchen Effekt die Kontaktkühlung hat. Ohne aktive Kühlung durch einen Lüfter ist das CFM200M für eine Ausgangsleistung bis zu 160 Watt spezifiziert. Aber mit zusätzlicher Kühlfläche, sei es das metallene Außengehäuse des Zielsystems oder eine anders geartete Kühlfläche, erreicht es 200 Watt am Ausgang.

Cinon
© Cinon

Bild 4: Netzteile der neuesten Generation von Cincon mit Baseplate-Kühlung

Für den Test wird das CFM200M auf eine Aluminiumplatte mit den Abmessungen 280 × 100 × 10 mm3 montiert (Bild 2). Stellt man sich diese zusätzliche Kühlfläche um das Netzteil herum gewickelt vor, sieht das Ergebnis ungefähr wie das CFM200M-C im Gehäuse aus (Bild 1, rechts). Diese Variante kann deshalb schon ohne weitere Kühlmaßnahme 200 Watt liefern, gut 20 Prozent mehr als das Modell ohne Gehäuse.
Aber selbst das eingehauste CMF200M-C profitiert von zusätzlicher Kühlfläche. Wird es auf eine Platte wie in Bild 2 montiert, kann es seine volle Leistung ohne Derating bis zu einer Raumtemperatur von 50 °C liefern. Bei der offenen Bauform setzt das Derating im gleichen Testaufbau schon bei 40 °C ein (Bild 3).

Chen
© Chen

Ovid Chen, Vice Manager, R&D Department bei Cincon electronics

FORTEC
© FORTEC

Volker Gräbner, Produktmanager bei FORTEC Elektronik

Fazit

Mit einer zusätzlichen Kühlfläche, die gut fünfmal so groß ist wie die Grundfläche des Netzteils, kann eine Erhöhung der zulässigen Arbeitsumgebungstemperatur um 10 °C erreicht werden. Das klingt zunächst nach viel, relativiert sich aber bei Einsatz eines gerippten Kühlkörpers, der dann nicht mehr größer als die Netzteilgrundfläche ist.
Die Anforderungen an leise, wartungsarme und dichte System steigen immer weiter. Auch eröffnen sich immer neue Anwendungsgebiete, seien es Überwachungs- oder Kommunikationseinrichtungen im Außenbereich oder Beleuchtungskörper in luftfeuchten Umgebungen wie Gewächshäusern. Cincon antwortet auf diesen Trend mit einer Reihe von neuen Produkten in den Leistungsklassen zwischen 100 und 500 Watt (Bild 4), alle mit Kontaktkühlung über die Grundplatte und alle beim autorisierten Distributor FORTEC erhältlich.

Fortec auf der electronica 2018: Halle A6 Stand 234

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2. Vorteile der Baseplate-Kühlung

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