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Industrie-PCs: Die Kühlung macht’s

Fortsetzung des Artikels von Teil 1.

Kühlende Gehäuse

Ein anderer, jedoch wichtiger Aspekt ist das Gehäuse der Systeme. Denn Elektronik-Komponenten wie Netzteile oder Leiterplatten benötigen Gehäuse, die mehr können, als sie gegen Staub und Berührung zu schützen. 

Um die Funktion des Geräts nicht zu beeinträchtigen, müssen die Gehäuse auch in der Lage sein, die in Form von Wärme auftretende Verlustleistung abzuführen. Bei der effektiven Ableitung der Verlustleistung von Prozessoren oder Netzteilen eines Embedded-Systems spielt das Material der Gehäuse eine große Rolle. CTX bietet deshalb projektspezifische Gehäuse an, die aus besonders wärmeleitfähigen Materialien wie Stahlblech, Aluminium, verzinktem Stahlblech oder Edelstahl bestehen. Ein zusätzlicher Pluspunkt: Sie gewährleisten in der Regel eine gute elektromagnetische Abschirmung, um sowohl die Elektronik vor elektrischen und/oder magnetischen Feldern zu schützen, als auch die Umgebung vor Abstrahlungen des Geräts zu sichern. Doch es sind nicht nur Metallgehäuse in Profil- und Stanzbiegetechnik verfügbar, sondern auch technische Aluminiumteile in projektspezifischer Ausführung.

Thermische Simulation

1_Hotspots in Systemen Bildquelle: © CTX Thermal Solutions

Mittels thermischer Simulation lassen sich Hotspots in Systemen aufspüren und entsprechende Kühllösungen entwickeln.

Die Auswahl der geeigneten Kühllösung erfolgt auf Basis von Kundendaten in Abstimmung mit dem Kühlkörperproduzenten und anhand einer softwarebasierten thermischen Simulation. Damit kann der Temperaturzustand eines elektronischen Bauteils im Voraus berechnet werden. Hierfür müssen thermodynamische Rahmenbedingungen mit einbezogen werden, wie beispielsweise das Design und die zu erwartende Verlustleistung des jeweiligen Bauelements – etwa des Moduls oder des Chips – mit Bestimmung des Hotspots, an dem die Verlustleistung auftritt. Ebenso fließen die Größe des vorhandenen Bauraums sowie die für einen sicheren Betrieb maximal zulässige Oberflächentemperatur des Bauteils als Parameter in die Simulationsberechnungen mit ein. So lassen sich nicht nur Probleme bei der Produktentwicklung frühzeitig erkennen beziehungsweise verhindern, sondern gegebenenfalls auch Kosten und Materialien beim Design des Kühlkörpers einsparen.