Thermomanagement in der Geräteentwicklung

Integrierbare Kühlkörper und Thermosimulation für Elektronikgehäuse
Passive Kühlkörper und Thermosimulationen für Elektronikgehäuse

Vermeiden Sie die zu hohe Erwärmung Ihrer Geräte

Das Wärmemanagement für Elektronikgehäuse hat sich zu einer wichtigen Disziplin bei der thermischen Auslegung von Geräten entwickelt. Die Miniaturisierung von Elektromechanik und Elektronik führt zu immer höheren Leistungsdichten und damit zu einer Erwärmung der Elektronik. Passive Kühlkörper für Elektronikgehäuse erlauben den Geräteeinsatz auch bei thermisch anspruchsvollen Anwendungen. Mit umfangreichen Thermosimulationen unterstützt Phoenix Contact Sie zudem bei der optimalen Auslegung des Layouts Ihrer Leiterplatte.

Ihre Vorteile

  • Einfache Vorabschätzung der maximal abführbaren Leistung über anschauliche Derating-Diagramme
  • Online-Thermosimulation unterstützt die schnelle Betrachtung der thermischen Gegebenheiten
  • Individuell an das Kunden-Layout angepasste Kühlkörper sorgen für eine zuverlässige Entwärmung
  • Umfangreiche Thermosimulationen unterstützen bei der optimalen Anordnung der Bauteile auf der Leiterplatte
  • Vereinfachter Entwicklungsprozess: alle Dienstleistungen für Ihr individuelles Geräte-Design

Entwicklungsbegleitende Services

Derating Diagramm ME-IO
Mann am PC nutzt Konfigurator für Elektronikgehäuse
Mann führt thermische Simulation durch
Beratungssituation zum Thermomanagement
Derating Diagramm ME-IO

Um eine erste Überprüfung der maximal abführbaren Leistung aus Ihrer Gehäuseapplikation durchzuführen, bieten wir Ihnen auf die Gehäuse abgestimmte Derating-Diagramme an. Dabei können Sie den späteren Betriebspunkt lokalisieren und dementsprechend die maximal abführbare Verlustleistung ablesen. Diese Vorstufe der thermischen Auslegung eignet sich zur Abschätzung der benötigten Gehäusegröße und macht eine erste Aussage über die Notwendigkeit eines integrierbaren Kühlkörpers.

Zum Konfigurator für Elektronikgehäuse
Mann am PC nutzt Konfigurator für Elektronikgehäuse

Nutzen Sie unsere intuitive Online-Simulation, um die Wärmeentwicklung Ihrer Applikation bereits in der Frühphase der Entwicklung zu analysieren.

Konfigurieren Sie Ihr Gehäuse zunächst im Konfigurator für ICS-Gehäuse passend für Ihre Applikation. Platzieren Sie im Anschluss Hotspots auf Ihrer Leiterplatte und definieren Sie die thermischen Randbedingungen Ihrer Anwendung. Erhalten Sie Ihr applikationsspezifisches Ergebnis direkt per E-Mail.

Zum Konfigurator für Elektronikgehäuse
Mann führt thermische Simulation durch

Aufbauend auf unserer Online-Simulation bieten wir Ihnen mit unserem Simulationsservice eine sehr genaue thermische Betrachtung Ihrer Applikation. Dabei werden zunächst verschiedene Bauelementkonfigurationen auf Ihrer Leiterplatte simuliert und bewertet. Bei einer späteren optionalen Einbindung von Kühlkörpern in Ihr Gerät wird die Applikation mittels Simulation thermisch perfekt abgestimmt, um unter den gegebenen Randbedingungen einwandfrei zum Einsatz zu kommen.

Zum Konfigurator für Elektronikgehäuse
Beratungssituation zum Thermomanagement

Das Thermomanagement in der Geräteentwicklung wird zu einer immer wichtigeren Disziplin. Wir beraten Sie gern bei der ersten Auslegung Ihrer Leiterplatte, geben Ihnen eine Empfehlung zu Wärmeleitmaterialien (Thermal Interface Materials, TIM) und passen den Kühlkörper an Ihre Bauelemente an.

Zum Konfigurator für Elektronikgehäuse

Thermosimulation und individuelle Kühlkörper für thermisch anspruchsvolle Anwendungen

Leistungsfähige Bauelemente und anspruchsvolle Umgebungsbedingungen führen zu hohen Leistungsdichten in elektrischen Geräten. Mit unseren Produkten und Services helfen wir Ihnen bei der korrekten thermischen Auslegung Ihrer Endapplikation.

Patrick Hartmann - Phoenix Contact GmbH & Co. KG, Produktmanager Housing Cabinet
 Produktmanager Patrick Hartmann
Modulare Elektronikgehäuse der Serie ICS für IoT-Anwendungen

Modulare Elektronikgehäuse der Serie ICS für IoT-Anwendungen

So vielfältig, wie die Anforderungen an zukunftsorientierte Geräte der industriellen Automatisierung, sind die Lösungen durch die modularen Elektronikgehäuse ICS.

Passive Kühlkörper für Kunststoffgehäuse

Passive Kühlkörper für Kunststoffgehäuse der Serie ICS

Passive Kühlkörper für Elektronikgehäuse der Serie ICS erlauben den Geräteeinsatz auch bei thermisch anspruchsvollen Anwendungen. Mit umfangreichen Thermosimulationen unterstützt Phoenix Contact Sie zudem bei der optimalen Auslegung des Layouts Ihrer Leiterplatte.

Universalgehäuse UCS

Universalgehäuse UCS für Embedded Systems

Universalgehäuse der Serie UCS sind die ideale Lösung für Embedded Systems. Die IP40-Gehäuse schützen Leiterplatten zuverlässig vor äußeren Einflüssen.

UCS-Gehäuse mit Kühlkörpern

Passive Kühlkörper für Kunststoffgehäuse der Serie UCS

Die thermischen Anforderungen bei Verwendung der Geräte steigen stetig. Die UCS-Kühlkörperlösungen ermöglichen eine gezielte passive Ableitung der Wärme aus den UCS-Gehäusen. In Kombination mit individuell angepassten Wärmespreizern unterstützen sie die optimale thermische Auslegung Ihrer Geräte.

Optimales Wärmemanagement durch Kühlkörper

Durch perfekt auf die Gehäuse abgestimmte Kühlkörperlösungen wird die Wärme optimal aus dem Gehäuse abgeführt. Die Kühlkörper können individuell an das Leiterplatten-Layout angepasst werden.

Interaktive Image-Map: Passive Kühlkörper für Kunststoffgehäuse der Serie ICS
Auf die Gehäuse abgestimmte Kühlkörper
Die passiven Kühlkörper aus Aluminium sind perfekt an die geometrischen Rahmenbedingungen des Gehäusesystems angepasst. Sie liefern eine optimale Kühlung auf geringstem Platz.
Auf die Gehäuse abgestimmte Kühlkörper
Der thermische Pfad
Geeignete Thermal-Interface-Materialien (TIM), optionale Heatspreader und Kühlkörper können die Wärmepfade optimieren.
Der thermische Pfad
Optimale Führung im Gehäuse
Unsere Kühlkörper machen das Gehäuse noch stabiler. Durch die eingebrachten Führungen wird Ihre spätere Applikation nicht nur thermisch optimiert, sondern auch sehr robust.
Optimale Führung im Gehäuse
Kundenindividuelle Fräsbearbeitung des Kühlkörpers
Jedes Leiterplatten-Layout ist unterschiedlich. Deshalb können unsere Kühlkörper standardmäßig auf die gewünschte Bauteilhöhe frästechnisch angepasst werden.
Kundenindividuelle Fräsbearbeitung des Kühlkörpers
Heatspreader-Einsatz
Optional eingebrachte Heatspreader können größere Distanzen zwischen dem zu kühlenden Bauelement und dem Kühlkörper überbrücken.
Heatspreader-Einsatz
Verschiebbare Kühlkörper-Base
Bei der Kühlkörperserie für das ICS-Gehäuse sind die Kühlkörper als Stranggussprofile ausgeprägt. Die Kühlkörper-Base kann je nach Bauteilhöhe verschoben werden.
Verschiebbare Kühlkörper-Base
Simulationsauslegung
Durch Online- und Detailsimulationen können Bauteile, Kühlkörper und Gehäuse Ihrer Applikation perfekt thermisch ausgelegt werden.
Simulationsauslegung
Hohe Gestaltungsfreiheit
Die Kühlkörper lassen sich auch als Filler ausprägen. Dabei verläuft das Kühlelement nicht durchgängig auf der Leiterplatte. So ist genug Platz für andere Bauteile vorhanden.
Hohe Gestaltungsfreiheit

FAQ zum Thermomanagement in der Geräteentwicklung

Thermosimulation des ICS-Gehäuses
Schemazeichnung: Der thermische Pfad
 ICS50 mit Kühlkörper
Wärmeverteilung mit Kühlkörper
Verlustleistungsdiagramm
Thermosimulation des ICS-Gehäuses
Thermosimulation des ICS-Gehäuses

Phoenix Contact unterstützt Sie mit Katalogwerten, Online-Simulationen, persönlicher Beratung inklusive Simulationsdienstleistungen und individuell angepassten Kühlkörpern.

Schemazeichnung: Der thermische Pfad

Das sich stark erwärmende Bauteil (der Hotspot) wird durch ein thermisch leitendes Material (TIM) mit dem Kühlkörper verbunden. Im Fall des UCS-Gehäusesystems können optional eingebrachte Heatspreader zusätzlich größere Distanzen zwischen dem zu kühlenden Bauelement und dem Kühlkörper überbrücken.

 ICS50 mit Kühlkörper

Die optimale thermische Anbindung wird durch individuelle Anpassungen des Kühlkörpers umgesetzt. Das geschieht in der Regel durch eine Fräsbearbeitung am Kühlkörper.

Wärmeverteilung mit Kühlkörper

Kleine und leistungsstarke Komponenten, hohe Datenraten, Staub sowie eine nicht ausreichende Belüftung des Gehäuses sind Gründe für eine hohe Temperaturdifferenz im Vergleich zur Umgebung.

Verlustleistungsdiagramm

Um eine Temperaturdifferenz zur Umgebung nicht zu überschreiten, geben die Graphen der Diagramme Aufschluss darüber, welche Leistung die Bauelemente im jeweiligen Gehäuse abgeben dürfen. Die Steigung der Geraden beschreibt den thermischen Leitwert des Systems. Die dargestellten Fälle unterscheiden sich zum einen in vollflächiger Erwärmung und Erwärmung eines Hotspots von 20 mm x 20 mm sowie zum anderen auf einer im Gehäuse verbauten Leiterplatte und einer ohne Gehäuse.

Thermosimulation des ICS-Gehäuses

Die integrierten Kühlkörper von Phoenix Contact führen Wärme via Wärmeleitung aus dem Hotspot über das thermisch leitende Material (TIM) ab. Der Kühlkörper gibt diese Wärme in Form von Strahlungsenergie und über Konvektion zwischen den Lamellen an die Umgebung ab. Dabei wird der Kamineffekt genutzt, bei dem die erwärmte Luft nach oben steigt und kalte Luft nach sich zieht.

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