Zu heiß zum Anfassen
Jedes elektronische Gerät oder jeder Schaltkreis erzeugt im Betrieb Wärme, und es ist wichtig, diese zu kontrollieren. Wenn die Wärmeabgabe nicht sorgfältig kontrolliert wird, kann dies den Schaltkreis beschädigen oder sogar zerstören.

Dies ist insbesondere im Bereich der Leistungselektronik ein Problem, wo Schaltungen, die hohe Temperaturen erreichen, unvermeidlich sind.

Passive Wärmeableitung kann nur so viel bewirken. Geräte, die als Kühlkörper bezeichnet werden, können in Schaltkreisen verwendet werden, um die erzeugte Wärme sicher und effizient abzuleiten. Es können auch Ventilatoren oder Luft- und Wasserkühlvorrichtungen verwendet werden.

Fühlen Sie sich heiß, heiß, heiß!
Die Verwendung von Thermistoren kann dazu beitragen, die Temperaturgrenzen von Komponenten zuverlässig zu verfolgen. Bei richtiger Anwendung können sie bei einer bestimmten Temperatur auch ein Kühlgerät auslösen.

Bei der Auswahl eines Thermistors besteht die Wahl zwischen Thermistoren mit negativem Temperaturkoeffizienten (NTC) und Thermistoren mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC). PTCs sind am besten geeignet, da ihr Widerstand mit der Temperatur zunimmt.

Thermistoren können in Reihe geschaltet werden und mehrere potenzielle Hotspots gleichzeitig überwachen. Wird eine vorgegebene Temperatur erreicht oder überschritten, schaltet die Schaltung in einen hochohmigen Zustand.

Ich habe die Kraft!
Leistungselektronik kann mechanisch beschädigt werden und verschiedene Komponenten können unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) aufweisen. Wenn solche Bauteile gestapelt werden und sich unterschiedlich stark ausdehnen, können die Lötstellen beschädigt werden.

Nach ausreichenden Temperaturänderungen, die durch Temperaturwechsel verursacht werden, beginnt die Verschlechterung sichtbar zu werden.

Wenn nur kurze Stromstöße angelegt werden, wird die Verkabelung stärker thermisch beschädigt. Der Draht dehnt sich mit der Temperatur aus und zieht sich zusammen, und da beide Enden des Drahtes fixiert sind, führt dies schließlich dazu, dass sie sich lösen.

Die Hitze ist an
Wir haben also festgestellt, dass Temperaturänderungen ziemlich schwere Schäden verursachen können, aber wie können wir sie stoppen? Nun, das können Sie nicht wirklich, aber Sie können Komponenten wie Kühlkörper verwenden, um die Wärme effizienter abzuleiten.

Kühlkörper funktionieren, indem sie die Wärme effektiv von kritischen Komponenten wegleiten und sie über eine größere Oberfläche verteilen. Sie enthalten normalerweise viele Metallstreifen, sogenannte Lamellen, die helfen, die Wärme zu verteilen. Einige verwenden sogar einen Lüfter oder eine Kühlflüssigkeit, um die Komponenten schneller zu kühlen.

Der Nachteil bei der Verwendung von Kühlkörpern ist der Platzbedarf. Wenn Sie versuchen, einen Schaltkreis klein zu halten, wird dies durch Hinzufügen eines Kühlkörpers beeinträchtigt. Um das Risiko so weit wie möglich zu reduzieren, identifizieren Sie die Temperaturgrenzen der Geräte und wählen Sie die Größe des Kühlkörpers entsprechend aus.

Die meisten Designer sollten die Temperaturgrenzen von Geräten angeben, sodass die Anpassung an einen Kühlkörper hoffentlich einfach sein wird.

Heiß und kalt
Beim Zusammenbau eines Schaltkreises oder Geräts sollten die Temperaturgrenzen identifiziert und Maßnahmen ergriffen werden, um unnötige Schäden zu vermeiden.

Kühlkörper sind möglicherweise nicht für jeden die beste Wahl, also prüfen Sie Ihre Optionen sorgfältig. Es gibt auch Optionen wie lüfter- oder flüssigkeitsbasierte Kühlsysteme.

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