Hi Zusammen,
wie schon erwähnt habe ich ein Gehäuse mit einer elektronischen
Schaltung, welche passiv gekühlt werden muss. Die Elektronik verbraucht
bei 10V ca. 1A, also 10Watt Leistung.
Nun wäre meine Frage, wie man berechnen kann, wie warm es im Gehäuse
maximal werden kann. Die Anforderung ist, dass die
Gehäuseinnentemperatur 55°C nicht übersteigen darf. Dazu besteht eine
Gehäusewand komplett aus Alu, wo noch zusätzliche Kühlkörper
angeschraubt werden können. Die Hotspots innerhalb der Schaltung/Gehäuse
liegen direkt an der Aluwand an, um die Wärme direkt an die metallische
Oberfläche abzugeben.
Wie geht man in so einem Fall vor, wenn man die Wärmewiderstände der
gesamten Schaltung nicht kennt. Der einzige bekannte Faktor ist die
elektrische Leistung und der Formfaktor von dem Gehäuse.
Kann man davon ausgehen, dass die 10Watt in Wärme umgesetzt werden, wenn
die Schaltung aus aktiven und passiven Elementen besteht?
Bin für jeden Tipp sehr dankbar.
Besten Dank und Grüße
Spice
Spice schrieb:> Bin für jeden Tipp sehr dankbar.
einfach testen.
Viel wichtiger als das Innenleben ist die Umgebung. Kommt genug Luft an
das Gehäuse, oder wird es sogar in der Sonne montiert?
Wie immer zuwenige Infos:
- Wie groß ist die Platine ?
- Wie groß das Gehäuse ?
- Was für Kühlkörper können wie und wo angeflanscht werden ?
- Luftlöcher möglich/vorhanden ?
- Kann die Schaltung/Gehäuse so montiert werden das Konvektion greift ?
Fragen über Fragen ...
Wenn's Wasserdicht ist könnte man einfach den Gartenschlauch drankleben
:-P
Spice schrieb:> Ja Sonneneinstrahlung ist gegeben, aber genauso ist eine ausreichende> Luftzufuhr an das Alublech gewährleistet....
hilft aber wenig wenn das ding schwarz ist und eine Stunde in der Wüste
hängt. Dann musst du innen aktiv kühlen.
Wenn es am Nordpol hängt, sollte es passen.
Spice schrieb:> Kann man davon ausgehen, dass die 10Watt in Wärme umgesetzt werden, wenn> die Schaltung aus aktiven und passiven Elementen besteht?
Nach dem Satz von der Energieerhaltung kannst du da ganz sicher sein -
natürlich abzüglich der Energie, die als "Nutzleistung" abgegeben wird,
z.B. Schall, Licht oder die Ausgangsleistung eines Netzteils. Die ist
aber in vielen Fällen vernachlässigbar.
Berechnen der Abgabe eines Gehäuses (also der Wärmewiderstand gegenüber
der Umgebung) ist praktisch hoffnungslos, da spielen viel zu viele
Parameter mit. Auch die Gehäuse-Hersteller können i.A. keine Angaben
dazu machen, und wenn doch haben sie es gemessen, wie auch die
Hersteller von Kühlkörpern.
Mach einen Widerstand rein, belaste ihn mit 10 W und miss die
Innentemperatur unter verschiedenen Bedingungen.
Georg
Du kannst davon ausgehen, das die gesamte Leistung in Waerme umgesetzt
wird. D.h. draussen sinds ja auch mal 40 Grad, damit hast Du max 15 K
Waermeunterschied. Du braucht somit einen Kuehlkoerper mit einem
Waermewiderstand von weniger als 1,5 K/Watt. (Jetzt mal ohne Sonne
geschaetzt)
Spice schrieb:> Gehäuseinnentemperatur 55°C nicht übersteigen darf. Dazu besteht eine> Gehäusewand komplett aus Alu, wo noch zusätzliche Kühlkörper> angeschraubt werden können. Die Hotspots innerhalb der Schaltung/Gehäuse> liegen direkt an der Aluwand an, um die Wärme direkt an die metallische> Oberfläche abzugeben.
Dass sollte grob zu berechnen sein, falls Du an der Aluwand von aussen
einen fertigen Kühlkörper hast. Jeder Kühlkörper hat vom Hersteller
einen Thermischen Widerstandswert in °K/W angegeben. Mit der Leistung,
der Umgebungstemperatur und der Gehäuseinnentemperatur ist die Rechnung
einfach. Nur solltest du genau im Datenblatt lesen, unter welchen
Bedingungen der °K/W Wert gilt (Konvektion, Zwangsbelüftung etc.).
Ansatzpunkt für die Suche: reduziere die oben abgeschätzten 1,5 K/W auf
1 K/W für den Kühlkörper - es kommen ja auch noch Übergangswiderstände,
ungünstige Bedingungen für den Kühlkörper etc. hinzu.
Das gilt natürlich nur, wenn die oben angenommene maximale
Umgebungstemperatur zutrifft, ansonsten entsprechend anpassen.
http://www.fischerelektronik.de/web_fischer/public/$configId/fischer/$language/de/$country/DE/$branch/cool/$category/A01/search.xhtml
bietet als Suchkriterium u.A. den Wärmeübergangswiderstand an. Vorsicht
- der gilt für optimale Bedingungen (Lamellen senkrecht, Wärmeeinleitung
gleichmäßig über die ganze Fläche)!
Was bringt das außen anbringen von Kühlkörpern wenn die Fläche für die
Übertragung der Wärme vonder Platine zum Gehäuse nicht größer wird.
Ich denke, da brachts zur verstärkten Aufnahme der innen abgegebenen
Wärme an die Gehäusewand an der der KK außen montiert ist auf der
Innenseite ebenfalls einen KK.
Es gibt da so ein Granulat (sieht aus wie Styroporkügelchen) aus
Aluminumoxyddingsbums... das leitet die Wärme wie Sau ist aber
elektrisch isolierend... Das kann man in das Gehäuse schütten, verteilen
und schon wird die Wärme im ganzen Gehäuse und natürlich auch nach außen
geführt. (Habe das mal in der Sendung mit der Maus über Panzer gesehen -
die schütten das Zeugs da in den Bordcomputer zum kühlen)
Problem wäre... Ich habe keine Ahnung wo es das Material gibt... aber
das will jetzt nix bedeuten... :O)
Ja und da gibt es noch Heatpipes, Pelztiere oder den guten alten Linde
...
Wenn man ja wüßte was am meisten Hitze verbrät und wo das auf der
Platine ist könnte man ja mal überlegen, da aber keine Infos ...
Destilliertes Wasser mit Umwälzpumpe geht auch oder in Öl absaufen
lassen oder oder oder ...
Wo liegt also das wirkliche Problem ?
