Hochleistungskühlkörper

Elektronische Bauelemente werden in verschiedensten Applikationen immer kleiner, so zum Beispiel in modernen Hochspannungsumrichtern, der Eisenbahntechnik, in Transportsystemen oder industriellen Computern. Durch diesen Trend nimmt jedoch auch die Verlustleistung der Bauelemente stetig zu. Die Baugruppen lassen immer mehr Wärme entstehen, die effizient abgeführt werden muss – andernfalls kann die Elektronik nicht ihre volle Leistung erbringen. CTX bietet flüssigkeitsgekühlte Hochleistungskühlkörper und kaltfließgepresste Stiftkühlkörper als optimale Kühllösungen für Leistungselektronik und LEDs.

Wenn große Mengen an Wärme sehr schnell abgeleitet werden müssen, sind leistungsfähige Kühlkörper besonders wichtig. Das umfangreiche Produktportfolio von CTX bietet unterschiedliche Hochleistungskühlkörper, die mit verschiedenen Verfahren der Flüssigkeitskühlung arbeiten. Für eine effektive Wärmeableitung spielen das Design der Kühlkörper und die Auswahl des Materials eine entscheidende Rolle. Deshalb konfigurieren wir für Sie die passende Lösung aus unserem breiten Programm, die speziell auf die Anforderungen Ihrer Anwendung zugeschnitten ist.

Im Produktprogramm von CTX sind unterschiedlichste Flüssigkeitskühlkörper für Leistungselektronik enthalten. Je nachdem, welche Technologie verwendet wird, unterscheiden wir folgende Typen:

Aluminium-Varianten mit integrierten Rohren:
Kühlplatten mit eingelegten Kupferrohren, Kühlplatten mit eingelegten Edelstahlrohren (V2A/V4A)

Varianten mit Bohrungen:
Aluminium-Kühlplatten mit Kühlkanälen (kernlochgebohrt), Kühlplatten mit gezogener Bohrung (extruded hole)

gebrazte Varianten (hochtemperaturverlötetes Aluminium):
Kühlplatten mit brazed channel (WCP vacuum brazed), Kühlplatten mit brazed fin (mit integrierten Turbulatoren/WCP vacuum brazed)

Kaltfließgepresste Stiftkühlkörper werden in der Regel aus Reinaluminium oder Kupfer hergestellt. Ein besonderes Fertigungsverfahren verhindert die Bildung von Luftblasen oder sogenannter Lunker und den Einschluss von Fremdkörpern. So wird die Wärmeleitfähigkeit der Kühlkörper optimiert. Außerdem ermöglicht dieses Verfahren Konstrukteuren ein flexibles Design. Die exzellenten thermischen und mechanischen Eigenschaften kaltfließgepresster Stiftkühlkörper sorgen für die effektive Kühlung von Hochleistungs-LEDs. Darüber hinaus können sie in vielen anderen Bereichen kleinere Aluminium-Druckguss-Kühlkörper ersetzen.

Die Möglichkeiten sind bei der Formgebung kaltfließgepresster Kühlkörper grenzenlos – von großen Bodenplatten mit kurzen oder langen Stiften über Aussparungen im Stiftbett bis hin zum Flüssigkeitskühlkörper bestehend aus zwei Fließpressteilen mit innenliegenden Kühlstiften ist fast alles machbar. Im Fließpressverfahren können somit auch Flüssigkeitskühlkörper gefertigt werden. Es müssen keine Kühlrohre in die Bodenplatte eingebettet oder Kühlkanäle in die Kühlplatten gefräst werden: Der Kühlkörper wird einfach so gestaltet, dass innen die Stifte liegen und lediglich der Deckel verlötet werden muss. So lassen sich zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen: Bei deutlich geringeren Fertigungskosten können kaltfließgepresste Flüssigkeitskühlkörper sogar eine stärkere Kühlleistung als herkömmliche Flüssigkeitskühlkörper derselben Größe erreichen.

Kaltfließgepresste Kühlkörper können wegen ihrer hohen thermischen Leitfähigkeit deutlich kleiner dimensioniert werden als Druckguss- oder extrudierte Al-Kühlkörper. LED-Lampen und das Zubehör können daher auch kleiner ausgelegt werden, was zu deutlichen Kosteneinsparungen führt. Auch was das Gewicht angeht, sind kaltfließgepresste Aluminium-Kühlkörper zweimal leichter als leistungsgleiche Aluminium-Druckgusskühlkörper. Im Vergleich zum Druckgussverfahren sind auch die Werkzeugkosten 10 bis 20 % geringer. Trotz des Einsatzes von teurerem Reinaluminium sind kaltfließgepresste Kühlkörper damit insgesamt um 20 % günstiger als herkömmliche Aluminium-Druckgusskühlkörper.

Herausragende Merkmale kaltfließgepresster Stift-Kühlkörper
• homogene Materialstruktur
• optimale thermische Leitfähigkeit
• exzellente Oberflächenqualitäten
• genaue Formgebung
• Nachbearbeitung nur in besonderen Fällen
• ca. 20 % günstiger als Aluminium-Druckgusskühlkörper

Entsprechend der Maße des zu kühlenden Bauteils lassen sich die Basis und die Stifte des kaltfließgepressten Kühlkörpers präzise formen. So entsteht ein passgenauer Kontakt zwischen dem Bauteil und dem Kühlkörper. Durch diese Technik gelangt die Wärme des Bauteils direkt – ohne Mediator und thermischen Widerstand – in die Kühlstifte.

Bei der Form der Stifte und Rippen ist fast alles realisierbar: Von zylindrischen Stiften über dünne Lamellen bis hin zu quadratischen Stab- oder hexagonalen Säulenformen. Bei einer Minimaldistanz zwischen den Kühlstiften von 1,0 mm kann ihre Stärke bis zu 0,7 mm betragen. Zwischen den schlanken, dicht gesetzten Stiften kann die Luft in drei Richtungen, statt nur zweidimensional strömen. Aus diesem Grund sind die kaltfließgepressten Kühlkörper von CTX sehr viel effektiver als extrudierte Kühlkörper mit langen Kühlrippen.

Über CTX

Als Full-Line-Anbieter mit einem außergewöhnlich breiten Angebot an passiven und aktiven Kühlelementen hält CTX Thermal Solutions für fast jede Aufgabenstellung die richtige Lösung bereit.

Basis sind eine umfassende technische Kompetenz und langjährige Erfahrung in Konzeption und Vertrieb von Kühllösungen für das effektive Wärmemanagement von Hochleistungselektronik. Die Auswahl der geeigneten Kühltechnologie erfolgt auf Basis der Kundendaten sowie aus einer möglichen thermischen Simulation. Das Qualitäts- und Umweltmanagementsystem ist zertifiziert und entspricht den Anforderungen der DIN EN ISO 2009:2015 sowie der DIN EN ISO 14001:2009.

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