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Für Anwendungen mit niedriger Leistung

Konvektionsgekühlte Lösungen für Stromversorgungsanwendungen

13. Januar 2014, 10:33 Uhr | Steve Elliott, XP Power

Mit einem Wirkungsgrad von 94 Prozent liefert das CCB200 bei einer Grundfläche von 3 x 5 Zoll nur 12W Verlustleistung, wodurch es für Konvektionskühlung geeignet ist.

Wenn der Einsatz von Lüftern zur Kühlung nicht möglich ist, müssen Systementwickler nicht nur Netzteile mit höchstmöglichem Wirkungsgrad für ihre Applikation auswählen - sie tun auch gut daran, zu prüfen, ob die Hersteller-Informationen zum Wirkungsgrad in ihrer Applikation auch erfüllbar sind.

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Lüftergeräusche stellen in vielen Stromversorgungsanwendungen ein K.o.- Kriterium dar. Seien es nun Laborequipment, oder Geräte in Kontrollräumen, bei denen sich der Anwender in unmittelbarer Nähe aufhält, oder Patientenüberwachungssysteme und andere medizinische Geräte, die über längere Zeit in der Patientenumgebung zum Einsatz kommen. In all diesen Fällen lautetet die Forderung: Der Betrieb der Geräte soll so leise wie möglich erfolgen! Doch neben der Geräuschentwicklung spricht oftmals auch die Lebensdauer gegen den Einsatz von Lüftern. Ihre relativ geringe Lebensdauer hat beim Ausfall die mögliche Überhitzung der Stromversorgung zur Folge. Dazu kommen regelmäßige Wartungen, und der turnusgemäß Austausch der Lüfter.

Auch bei Systemen mit hohen IP Anforderungen, kommen Lüfter nicht in Frage. Zum Luftaustausch wären schließlich Öffnungen im Gehäuse erforderlich, durch die dann aber Feststoffe oder Flüssigkeit in das Gerät eindringen könnten. So bestehen etwa bei vielen Anwendungen in der Lebensmittelverarbeitung hohe IP Anforderungen, da in deren Umgebung permanent Feststoffe oder Flüssigkeiten vorhanden sind. Bei niedrigeren IP Anforderungen ist es manchmal möglich, Lüfter zur Kühlung einzusetzen. Aber auch in diesen Fällen sind Luftfilter erforderlich, die regelmäßige Wartung zur Reinigung und zum Ersatz benötigen. Ein zusätzlicher Aufwand, der oft unerwünscht ist.

Konvektionskühlung

Ist der Lüftereinsatz nicht erlaubt, oder möglich, bleiben nur konvektions- oder kontaktgekühlte Lösungen. Kontaktkühlung bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Netzteil an einen Kühlkörper oder ein metallisches Gehäuse montiert werden muss um die Verlustwärme aus dem Gehäuse zu transportieren. Dies wird in der Regel bei Anwendungen mit höheren Leistungen und demnach auch mit mehr Verlustleistung in Betracht gezogen, da diese Lösungen mechanisch groß und auch teuer sind.

Konvektionskühlung bedeutet einfach ausgedrückt, um das Netzteil herum muss genügend Luft vorhanden sein um dem Gerät zu ermöglichen die entstehende Verlustleistung abzugeben, ohne die Umgebungstemperatur zu stark zu erhöhen. Dabei dient die innerhalb des Gehäuses entstehende natürliche Konvektion der Gerätekühlung. Aus den unterschiedlichen Kühlsituationen ergeben sich für lüftergekühlte und konvektionsgekühlte Netzteile bei gleichem Wirkungsgrad deutliche Größenunterschiede. Ein typisches Netzteil mit 3 x 5 Zoll liefert bei Konvektionskühlung beispielsweise 150W. Lüftergekühlte Geräte würden bei gleichen Abmessung bis zu 350 W liefern.