Hitzewelle in Europa? Unsere Prozessoren bleiben cool.
Während wir bei 35 Grad über Klimaanlagen, Ventilatoren und den kürzesten Weg zum nächsten See nachdenken, haben Leistungselektronik, Embedded Systeme und CPUs ein ähnliches Problem – nur ohne Aussicht auf Abkühlung im Wasser.
Denn mehr Rechenleistung auf weniger Raum bedeutet fast zwangsläufig: mehr Wärme. Und genau hier kommt Bewegung in die Sache. Genauer gesagt: Luftbewegung mit System.
Lüfter ist nicht gleich Lüfter.
Dreht sich, macht Wind, kühlt. Könnte man meinen. Ganz so einfach ist es aber nicht. Denn Luft hat die Eigenschaft, sich nicht immer freiwillig dorthin zu bewegen, wo der Entwickler sie gerne hätte. Je nach Bauraum, Strömungswiderstand und benötigtem Luftdruck kommen deshalb sehr unterschiedliche Lüfterkonzepte zum Einsatz.
Der AXIALLÜFTER ist der Klassiker. Luft rein, Luft raus – und zwar parallel zur Rotationsachse. Das Konzept liefert hohe Luftfördermengen bei vergleichsweise geringem Strömungswiderstand und eignet sich damit hervorragend für Gehäuse, Server und größere Elektroniksysteme. Viel Luft bewegen? Kann er.
Wird der Weg komplizierter, kommt der RADIALLÜFTER zum Einsatz. Er saugt die Luft axial an, beschleunigt sie und schickt sie um 90 Grad versetzt wieder hinaus. Der entscheidende Vorteil: deutlich mehr statischer Druck. Wenn Kühllamellen, enge Luftkanäle oder Filter im Weg stehen, lässt sich ein Radiallüfter davon wesentlich weniger beeindrucken. Frei nach dem Motto: Wenn die Luft nicht freiwillig durchwill, helfen wir ein bisschen nach.
Und wenn weder Platz für große Luftströme noch für große Lüfter vorhanden ist? Dann wird es richtig interessant. CHIPKÜHLER kombinieren Lüfter und Kühlkörper zu einer hochkompakten thermischen Einheit direkt am Hotspot. Statt erst das gesamte Gehäuse auf angenehme Betriebstemperatur zu bringen, wird dort gekühlt, wo die Verlustleistung entsteht. Besonders bei Embedded-Systemen, Industrieelektronik oder Medizintechnik ist das entscheidend – denn dort ist freier Bauraum häufig eine theoretische Größe aus dem Datenblatt.
Vier Lösungen. Eine Mission: Keep cool.
Typ 1: Keep it passive.
Manchmal ist die einfachste Lösung die beste. Die PB-Stiftkühlkörper kommen ganz ohne Lüfter aus und werden aus Reinaluminium Al99,5 gefertigt. Im Fließpressverfahren entsteht eine Struktur, die Wärme gleichmäßig von der Grundplatte bis in die Pins transportiert.
Keine beweglichen Teile, kein Lüftergeräusch, praktisch kein Drama. Befestigt wird mit Wärmeleitfolie oder Zweikomponentenkleber. Ideal für kleine elektronische Bauteile und überall dort, wo wenig Platz zur Verfügung steht und passive Kühlung ausreicht.
Typ 2: Lüfter ja. Rahmen nein.
Wird mehr Kühlleistung benötigt, kommt Luft ins Spiel. Eine besonders kompakte Variante kombiniert den Kühlkörper mit einem rahmenlosen 40-mm-Lüfter.
Der Rotor misst tatsächlich nur 37 mm und benötigt gerade einmal 10 mm Bauhöhe. Durch den fehlenden Rahmen lässt er sich direkt in den Kühlkörper integrieren – perfekt für Embedded-Anwendungen, bei denen jeder Millimeter bereits dreimal vergeben ist.
Technisch wird es ebenfalls interessant: Kugellager, eine MTBF von 350.000 Stunden bei 40 °C, Drehzahlüberwachung per Impulsausgang und PWM-Regelung von etwa 35 bis 100 Prozent der Nenndrehzahl. Und mit nur 22 dB(A) bleibt die Angelegenheit erfreulich leise.
Typ 3: Acht Millimeter Ingenieurskunst.
Noch flacher? Bitte sehr.
Beim HZ30B sitzt der Lüfter nicht auf dem Kühlkörper, sondern bündig im Aluminium-Pinblock. Das reduziert die gesamte Bauhöhe auf gerade einmal 8 mm.
Versetzt angeordnete Pins optimieren die Anströmung und ermöglichen trotz Miniaturformat einen Wärmewiderstand von nur 4,7 K/W. Das gesamte Bauteil wiegt dabei gerade einmal 11 Gramm.
Eine ziemlich interessante Kombination für Embedded Computing, Medizintechnik oder kompakte Steuerungen: flach, leicht, leise und trotzdem leistungsfähig.
Typ 4: Wenn 4,7 K/W noch zu viel sind.
Dann kommt der HZB50B.
Mit 50 × 50 × 11,5 mm bleibt auch dieser Aktivkühler ausgesprochen kompakt, erreicht aber einen Wärmewiderstand von gerade einmal 1,4 K/W.
Der Kühlkörper besteht ebenfalls aus Reinaluminium, der Lüfter arbeitet mit langlebiger Kugellagertechnik und erreicht eine MTBF von 350.000 Stunden bei 40 °C. Push Pins und Druckfedern sorgen für eine einfache Montage und einen definierten thermischen Kontakt zum Halbleiter. Erhältlich ist das System für 5 V und 12 V. Klein, flach – und thermisch ziemlich ernst zu nehmen.
Vier Bauformen. Ein Problem weniger.
Passive Kühlung, rahmenlose Lüfterintegration, ultraflache Aktivkühler oder maximale Kühlleistung auf 50 × 50 Millimetern: Welche Technologie sinnvoll ist, entscheidet am Ende die Anwendung.
Cool ist, wenn das Gesamtsystem stimmt.
Gutes Thermal Management bedeutet nicht, möglichst viel Luft auf einen Chip zu blasen. Entscheidend ist das Zusammenspiel aus Verlustleistung, Wärmewiderstand, Luftführung, Geräuschentwicklung, Bauraum und Lebensdauer.
Mit den hochwertigen Kühllösungen von SEPA EUROPE führt NEXT SYSTEM ein umfangreiches Portfolio für Embedded Systems, Automatisierung, Medizintechnik und anspruchsvolle Elektronikanwendungen. Systematisch und kompetent.
Denn während Europa noch über die nächste Hitzewelle diskutiert, gilt für Elektronik schon lange:
Keep cool. Stay performant.
