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12 Elektronik 20 2023 EMBEDDED-SYSTEME Aufgrunddessen verfügen typische Wärmeableitgehäuse über mindestens ein geripptes Außenprofil Es ist aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit wie Aluminium gefertigt und gewährleistet die Wärmeableitung an die Umgebung Die sogenannten Kühlrippen dienen dazu die Oberfläche des Gehäuses zu vergrößern und den Wärmefluss zu erhöhen Geeignetes Kühlkörperprofil auswählen Oft handelt es sich bei dem gerippten Profil um eine Uförmige Oberoder Unterschale die in Kombination mit einem anschraubbaren Bodenblech beziehungsweise einschiebbaren Deckblech den Gehäusetubus bildet Profilhalbschalen die über keine Kühlrippen verfügen lassen sich mit einem einschiebbaren Kühlkörper ergänzen Bild 1 Bei diesen Gehäusevarianten bestimmen die Halbschalenprofile Höhe und Breite des Gehäuses Die Länge ist variabel und lässt sich nach Bedarf den anwendungsspezifischen Anforderungen anpassen Setzt sich der Gehäusetubus aus zwei gerippten Seitenwandprofilen sowie Deckund Bodenblech zusammen lässt sich das Gehäuse in der Breite ebenso flexibel herstellen wie in der Länge da sich die Deckund Bodenbleche sowie die frontund rückseitigen Deckelplatten problemlos in verschiedenen Maßen anfertigen lassen Mehr Freiheit bezüglich der Höhe Breite und Länge gewährleisten universelle Schalengehäuse mit einer aus Aluminiumblech gefertigten Unterschale Ein Kühlkörper der das Gehäuse oberhalb abschließt ist in seiner Dimension an das Kühlkonzept des Embedded-Systems anpassbar beziehungsweise frei wählbar Fischer Elektronik offeriert hierzu ein breites Sortiment an Kühlkörperprofilen mit verschiedenen Breiten Höhen und unterschiedlichen Wärmeableitwerten Die Gehäusevariante bietet den Vorteil von variablen Gehäuseparametern in Verbindung mit sehr guten Wärmeableiteigenschaften Bild 2 Damit Anwender schnell ein geeignetes Kühlkörperprofil beziehungsweise Wärmeableitgehäuse finden geben Hersteller den Wärmewiderstand in Form von Diagrammen an Anhand der Diagramme ist der Wärmewiderstand eines Gehäuses oder Profils abzulesen welcher ausschlaggebend ist Bild 3 Zum Berechnen des Wärmewiderstandes ergibt sich folgende Gleichung RthK Wärmewiderstand des Kühlkörpers Tj maximale Sperrschichttemperatur Tu Umgebungstemperatur hier ist ein Zuschlag von 10 bis 30 °Czu berücksichtigen Pdie am Halbleiter anfallende maximale Leistung [W] RthG innerer Wärmewiderstand des Halbleiters [K W] RthM Wärmewiderstand der Kontaktierung Verbindungsfläche zwischen Halbleiter und wärmeableitendem Kühlkörper [K W] Anhand des errechneten Wärmewiderstandes und der Rth -Diagramme kann nun die Auswahl eines geeigneten Kühlkörperprofils beziehungsweise Wärmeableitgehäuses erfolgen Die optimale Kontaktierung Bedingung für eine optimale Wärmeabfuhr ist eine thermische Kontaktierung die nicht durch unerwünschte Lufteinschlüsse zwischen der Wärmequelle und dem wärmeableitenden Kühlkörper beziehungsweise Gehäuseprofil gestört wird Um Wärmequelle und Profil bestmöglich zu verbinden verwenden Entwickler Wärmeleitmaterialien TIM Thermal-Interface-Materials Wärmeleitmaterialen sind beispielsweise Wärmeleitfolien -pasten oder -kleber welche Lufteinschlüsse ausfüllen und somit einen besseren Wärmeübergang herstellen Bild 4 Details und Zubehör Das vielfältige Einsatzspektrum von Em bedded-Systemen erfordert nicht nur Gehäuse mit sehr guten Wärmeableiteigenschaften Bedeutend ist ebenfalls das Implementieren der Elektronik Die Profilschalen und Seitenwandprofile enthalten integrierte Führungsnuten oder T-Nuten die zur Aufnahme von Montageund Leiterplatten dienen In den Schalengehäusen befinden sich fest eingepresste Gewinde-Buchsen an die man die Leiterplatte befestigt Ein zweckmäßiges und sicheres Fixieren der Gehäuse ermöglichen optional erhältliche Befestigungselemente Profiloder Blechlaschen mit speziellen Aussparungen für Befestigungsschrauben garantieren selbst in einem Umfeld mit Vibrationsstörungen eine zuverlässige Wandsowie Deckenmontage Die schnelle und einfache Montage eines Gehäuses an einer Hutschiene gewährleistet ein stabiles Aluminium-Strangpressprofil welches über eine spezielle Kontur und eine eingepresste Drahtformfeder aus rostfreiem Stahl verfügt Bild 3 Rth -Diagramme erleichtern die Wahl eines geeigneten Kühlprofils Bild Fischer Elektronik