Kühlmanagement-Lösungen Die Hitze schafft uns alle!

Spezialistentreffen zur Wärmeableitung und anderen heißen Themen.
Spezialistentreffen zur Wärmeableitung und anderen heißen Themen.

Während der PCIM Europe 2016 vom 10. bis 12. Mai treffen sich nicht nur Hersteller und Anwender von Leistungselektronik und Antriebstechnik zum Erfahrungsaustausch. Auch Spezialisten zur Wärmeableitung kommen in die Nürnberger Messehallen – mit Antworten auf wahrhaftig heiße Themen.

Leistungselektronikmodule erzeugen dadurch, dass sie niemals mit 100 Prozent Wirkungsgrad arbeiten können, Verluste, die als Abwärme u.a. die Lebensdauer von Halbleiterbauteilen verkürzen. Verschiedene Hersteller haben sich als Folge auf die Entwicklung und Fertigung geeigneter Produkte zur Kühlung von Leistungshalbleitern spezialisiert, und einige davon werden ihre Produkte und ihr Fachwissen interessierten Besuchern der PCIM Europe präsentieren.

Flüssigkeit als Kühlmedium für Leistungshalbleiter

Für Hochleistungsanwendungen hat das österreichische Unternehmen DAU GmbH aus Ligist ein Flüssigkeitskühlkörpersystem entwickelt, das sogenannte Easy System (Bild 1).

Mit diesem kann durch die einfache Kombinationsmöglichkeit einzelner Komponenten eine Vielzahl an verschiedenen Flüssigkeitskühlkörpern hergestellt werden. Über die Länge des Kühlkörpers und den Durchfluss ist eine Anpassung an die Anzahl der Leistungshalbleiter möglich. Es wurde an sich speziell zum Kühlen von IGBTs entwickelt. Die Positionen der Wasserkanäle erlauben es, 98 Prozent aller derzeit verfügbaren Leistungshalbleiter zu montieren. Flüssigkeitskühlkörper für Leistungselektronik und besonders kompakte SuperFins-Kühlkörper stehen zudem auch im Fokus des Messeauftritts der CTX Thermal Solutions GmbH, und zwar in Halle 9 an Stand 504. Für verschiedene Applikationen ausreichend sind dabei die sogenannten SuperPower-Hochleistungskühlkörper (Bild 2), die CTX als kostengünstige Alternative zu Flüssigkeitskühlkörpern anbietet.

Diese Kühlkörper haben die gleichen technischen Eigenschaften wie herkömmliche Stranggussprofile, sind jedoch um bis zu 40 Prozent leichter und kleiner. Sie erreichen bei deutlich niedrigeren Kosten fast die gleiche Kühlleistung wie Flüssigkeitskühlkörper. Wenn die Wärmeleitfähigkeit der Super-Power-Kühlkörper nicht mehr ausreicht, so gibt es ergänzend dazu SuperFins-Hochleistungskühlkörper mit Kupfer- oder Aluminiumbodenplatten und eingepressten Rippen. Mit ihnen lässt sich die Oberflächentemperatur gegenüber den SuperPower-Kühlkörpern um weitere 20 Prozent reduzieren. SuperFins eignen sich zum Beispiel für Applikationen in der HF-Sendertechnik, bei Umrichtern oder bei USV-Systemen. Die oberste Leistungsklasse allerdings bilden Flüssigkeitskühlkörper. Das Abwärme produzierende Bauteil wird unmittelbar auf dem flüssigkeitsdurchströmten Kühlkörper platziert. Diese Variante kommt mit vergleichsweise geringer Übertragungsfläche aus und arbeitet dennoch um 15 bis 25 Prozent effizienter als herkömmliche Kühlkörper. CTX bietet dafür geeignete Varianten mit eingelegten Rohren, integrierten gebohrten Kühlkanälen oder hartverlöten Kanälen an.