Small-Form-Factor-Elektronik lüfterlos kühlen

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MES Electronic Connect GmbH & Co. KG

E.E.P.D. Electronic Equipment Produktion & Distribution GmbH

CTX Thermal Solutions GmbH

SCHROFF GmbH

Neuartige Konduktionskühlung im Test

Um die Leistung der lüfterlosen Kühlung des flexiblen Wärmeleitkörpers und des Schroff Interscale-Gehäuses gegenüber bisher verfügbaren Lösungen zu bewerten, haben die Entwickler des Unternehmens eine spezielle Vorrichtung für thermische Tests entwickelt.

Bildergalerie

Sie besteht aus einem konduktiven Wärmeleitkörper (Aluminiumblock oder flexibler Wärmeleitkörper (FHC)), einem Schroff Interscale-Gehäuse mit integrierten Aluminium-Kühlrippen, einer Wärmequelle (Intel i7-Prozessor), mehreren Thermoelementen und einem Datenlogger für die Datenaufzeichnung.

Um die Leistungen exakt zu vergleichen, wurden Prozessor- und Umgebungstemperatur in allen Prüfabläufen konstant gehalten. Jeder Test dauerte jeweils ca. 1,5 Stunden und wurde mehrmals wiederholt. Trotz all dieser Vorkehrungen sind die Ergebnisse dieser Tests relativ zu betrachten, da die tatsächliche Wärmeabfuhr noch von anwendungsspezifischen Faktoren beeinflusst wird.

Die Höhe macht den Unterschied

Der flexible 20-mm-FHC wurde mit einer Prozessortemperatur von 70°C und einer Umgebungstemperatur von 20°C in einem Interscale-Gehäuse mit 5 mm hohen Kühlrippen getestet. Die Prüfung wurde in verschiedenen Szenarien wiederholt. Gegenüber der bisher üblichen Konduktionskühlmethode mit einem festen Aluminiumblock konnte mit dem flexiblen 20-mm-FHC eine Verbesserung der Kühlleistung um 10 bis 20% erzielt werden.

Air Transportation Rack

High-Tech-Gehäuse unter extremen Bedingungen

Der flexible 70-mm-FHC wurde mit einer Prozessortemperatur von 75°C, bei einer Umgebungstemperatur von 20°C in einem Interscale-Gehäuse mit 20-mm-Kühlrippen getestet. Auch dieser Prüfung wurde in verschiedenen Szenarien wiederholt. Durch den Einsatz eines 70-mm-FHC konnte eine Verbesserung der Konduktionskühlleistung um bis zu 72% erreicht werden.

Intelligent gekühlt und gut verpackt

Sowohl der flexible 20-mm- als auch der flexible 70-mm-FHC sind für den Einsatz mit den Schroff Interscale-Gehäusen von Pentair ausgelegt. Diese Gehäuse wiederum wurden speziell für Elektronik mit kleinem Formfaktor entwickelt und können mit den flexiblen Wärmeleitkörpern (FHC) für die Konduktionskühlung ausgestattet werden (Bild 3).

Die aus drei Teilen bestehenden Gehäuse werden mit zwei Schrauben fixiert und gewährleisten eine Schutzart bis IP30. Die spezielle Verriegelungskonstruktion der Interscale-Gehäuse sorgt für einen integrierten EMV-Schutz von 20 dB bei 2 GHz.

Für gängige Embedded-Computing-Module wie ATX, Micro ATX, Mini-ITX, embeddedNUC, Pico ITX sowie Arduino usw. sind Standardgehäuse erhältlich.

* *Dr.-Ing. Adam Pawlowski arbeitet als Principal Engineer Kühlung bei Pentair Technical Solutions in Straubenhardt.

* *Michael Joist ist Entwicklungsingenieur bei Pentair Technical Solutions in Straubenhardt.

* *Amy Escobio arbeitet als Produktmanager EMCA bei Pentair Technical Products in Anoka / USA.

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