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27.10.2021
Strategien zum Wärmemanagement von elektrischen und elektronischen Geräten
Anforderungen wie Energieeffizienz und Miniaturisierung erhöhen seit Jahren die Energiedichte von elektrischen und elektronischen Geräten. Dadurch steigen auch die Anforderungen an das Wärmemanagement.
Bei der Entwicklung geeigneter Wärmemanagement-Konzepte führen die beiden Anforderungen einer
a) guten thermischen Leitfähigkeit und
b) einer guten elektrischen Isolation zu einem Zielkonflikt, da die elektrische und thermische Leitfähigkeit in den meisten Materialien eng miteinander verknüpft ist.
Dieser an Einsteiger und Spezialisten gerichtete Leitfaden soll mögliche Lösungsansätze aufzeigen als auch eine Einführung und Hilfestellung in Bezug auf den Einsatz von geeigneten Werkstoffen geben.
Zusammengefasst gilt: bei Entwärmungsaufgaben in der Elektrotechnik und Elektronik – insbesondere um Stauwärme zu vermeiden – dass viele Dinge gleichzeitig beachtet werden müssen. Mögliche Lösungsansätze sind:
- wärmeleitende Produkte zur Verbesserung des Wärmepfades einsetzen,
- das Entstehen der Verlustwärme durch hocheffiziente Bauteile vermeiden,
- Applikation und Produktionsprozess aufeinander abstimmen (dies muss bereits in der Konstruktionsphase bedacht werden)
- forcierte Kühlmaßnahmen ergreifen (z.B. Peltier, Wasserkühlung, Ventilatoren, …)
- das Design ändern (elektrische Verluste vermeiden),
- konstruktive Ansätze nutzen (z.B. große Kontaktflächen).
Doch erst die Kenntnis der verschiedenen Lösungsansätze plus das Identifizieren der echten Schwachstellen des eigenen Systems wird beste Ergebnisse bringen. Oft werden es kombinierte Maßnahmen sein, die die eigene Applikation energieeffizient und langlebig machen.