Wärmemanagement Cooling Days: Elektronikkühlung und Wärmemanagement – Grundlagen und Best Practices

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FlowCAD EDA-Software Vertriebs GmbH

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Heitec AG

MES Electronic Connect GmbH & Co. KG

CTX Thermal Solutions GmbH

Am 17. und 18. Oktober 2023 heißt es in Würzburg wieder: Geballtes Wärmemanagement-Know-how für die Elektronik. Neben Grundlagen bietet der zweite Kongresstag Spannendes aus der Elektronikkühlung.

Am ersten Kongresstag, den wir als Grundlagentag ausgewiesen haben, werden Prof. Griesinger von der Dualen Hochschule Baden-Württemberg und Tobias Best von Alpha Numercis den Teilnehmern wichtige Grundlagen der Elektronikkühlung sowie die Prinzipien des Wärmemanagements und der Thermosimulation für die Elektronik näher bringen. Das bewährte Format bietet sowohl Experten als auch Neueinsteigern viel Fachwissen aus der Welt der Elektronikkühlung und hatte sich in den vergangen Jahren sehr gut bewährt.

Am zweiten Kongresstag, dem 18. Oktober, werden unsere Referenten aus der Praxis berichten. Fest gesetzt in diesem Jahr sind beim Thema Simulation Tobias Best mit seinem Thema „Schnittstellen zur CFD-Temperatursimulation“. In seinem Vortrag geht es um die 3D CFD-Simulation und welche Vorteile sie in der Entwicklung spielt. „Speziell in der Elektronikentwicklung wird die 3D CFD-Simulation an verschiedensten Stationen von der Konzeptphase bis hin zur realistischen Kopie des Prototyps eingesetzt“, sagt Tobias Best. Er wird in seinem Vortrag drei Entwicklungsstadien beleuchten, welche unterschiedlichste Schnittstellen und Objektdetails in das Simulationsmodell einfließen lassen und so der Realität immer näherkommen. „Doch man wird überrascht sein, wie sich mit wenigen Details genug Ergebnisse produzieren lassen, um fundierte Entscheidungen für den weiteren Entwicklungsweg zu treffen“, lässt er in seinen Vortrag blicken.

Knowhow und Networking-Event für Leistungselektronik- und Stromversorgungsexperten

Power of Electronics am 17. und 18. Oktober 2023 in Würzburg

Das Elektronikevent für Entwickler und Ingenieure bündelt sechs Spezialkonferenzen, die sich angefangen von der effizienten Stromversorgung über die intelligente Nutzung von elektrischer Leistung, effektiver Elektronikkühlung, neuester Relaistechnik, bis hin zur geordneten Abführung der überschüssigen Energie erstrecken.
Buchen Sie ein Ticket und erhalten Sie die Möglichkeit, die Vorträge aller sechs Veranstaltungen zu besuchen.

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Hybride Kühlkörper aus Kupfer und Aluminium

Kupfer und Aluminium sind seit jeher die Leitwerkstoffe für thermische und elektrische Leitfähigkeit. „In meinem Vortrag stelle ich die Technologie vor, mit der Hybridkühlkörper aus Aluminium und Kupfer hergestellt werden können“, verrät Michael Dasch von Impact Innovations.

Mit der Cold-Spray-Technik können sowohl Beschichtungen als auch 3D-Drucke von Kühlkörpern und Busbars aus Kupfer und Aluminium hergestellt werden. Hybride Kühlkörper verbessern die Wärmeleitfähigkeit und die Weiterverarbeitung gegenüber reinen Aluminiumkühlkörpern erheblich und sind zudem deutlich günstiger in der Herstellung als reine Kupferkühlkörper.

Temperaturprobleme strategisch vermeiden

Temperaturprobleme können in vielen Fällen bereits in der frühen Designphase von elektronischen Geräten vermieden werden. Bereits während der Schaltplanentwicklung helfen Spice-Simulationen, die Temperaturen in den Chips der Leistungselektronik sowohl im Dauerbetrieb als auch im getakteten Betrieb zu berechnen. „Dabei ist die richtige Auswahl der elektronischen Komponenten unter Berücksichtigung der Erwärmung und der zu erwartenden Umgebungstemperaturen wichtig, damit diese sicher arbeiten können. Intelligente Kühlkonzepte sind erforderlich und sollten bereits in der Designphase erarbeitet werden“, sagt Dirk Linnenbrügger von FlowCAD.

Dabei ist unter anderem das Layout der Leiterplatte zu berücksichtigen. Ein hoher Spannungsabfall kann zur Erwärmung der Leiterplatte beitragen. Durch geeignete Maßnahmen können solche Hot Spots frühzeitig erkannt und beseitigt werden. Eine optimierte Verlegung der Leiterbahnen hilft, den Wärmestau zu minimieren und eine effektive Wärmeableitung zu ermöglichen. Thermisch basierte Regelwerke unterstützen den Leiterplattenentwickler zusätzlich bei der Einhaltung von Bauteilabständen, um eine Erwärmung von vornherein zu vermeiden.

„Die Teilnehmer werden in meinem Vortag etwas darüber lernen, wie sich thermische Probleme systematisch vermeiden lassen und wie ein durchgängiges thermisches Konzept von der Bauteilauswahl bis zur bestückten Baugruppe die Entwärmung unterstützt. Jeder Entwicklungsschritt kann virtuell begleitet werden, so dass kostspielige Fehler vermieden werden“, berichtet Linnenbrügger abschließend.

Hohe Leistungsdichte, kleiner Bauraum

Stephan Bachmann von Sepa Europe widmet sich dem Problem des kleinen Bauraums bei hoher Leistungsdichte. In seinem Vortrag beleuchtet er das Design von Hochleistungsgeräten. „Viele Entwickler müssen ein breites Spektrum an Umgebungstemperaturen berücksichtigen. Dabei ist es für die Entwickler wichtig, bereits in der frühen Entwicklungsphase auf die thermische Simulation zurückzugreifen“, sagt Stephan Bachmann von Sepa Europe.

In seinem Vortrag geht er auf den Prototypentest mit seriennahen Entwärmungskonzepten ein. Gleichzeitig wird bei der Konstruktion auf eine minimale Geräuschemission geachtet.

Die Cooling Days 2023 sind Teil des Fachkongresses Power of Electronics. Sechs Fachkongresse rund um die Themen Leistungselektronik und Stromversorgungen dienen nicht nur dem Austausch von Know-how, sondern auch als Networking-Plattform.

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