Berechnung des Wärmewiderstands
eines Kühlkörpers

Alle elektronischen Bauteile erzeugen Wärme, die abgeführt werden muss, um sie nicht zu zerstören. In einigen Fällen reicht dafür die Oberfläche des Bauelements selbst aus, in anderen Fällen ist ein Kühlkörper erforderlich. Wenige technische Daten, die dem Datenblatt entnommen werden und durch die Umgebung vorgegeben sind, reichen, um den Wärmewiderstand des erforderlichen Kühlkörpers zu berechnen. Danach lässt sich ein passender Kühlkörper aus dem Sortiment der Elektronikhändler auswählen.

Die nachfolgende Berechnung ermittelt den maximal nutzbaren Wärmewiderstand des Kühlkörpers (geringer ist besser) und gibt außerdem die maximale Temperatur der Kühlkörperoberfläche aus.

W

°C

°C (laut Datenblatt)

K/W (laut Datenblatt)

W/K (geschätzt)

 

W/K (maximal)

°C (maximal)

Die Berechnung basiert auf folgendem Sachverhalt: Die Verlustleistung PV ist an eine Umgebung mit der Temperatur TU abzuführen, ohne dass sich das Innere des Bauteils über die (Sperrschicht-)Temperatur TS (TJ) erhitzt. Die abzuführende Verlustleistung muss auf ihrem Weg zur Umgebung mehrere Widerstände überwinden. Zum einen ist es der Wärmewiderstand des Bauteils selbst, der in der Regel mit RSG (RthjG, RthjG) angegeben wird. Er umfasst den Weg von der inneren Wärmequelle (Sperrschicht) zum Bauteilgehäuse (Anschlusslasche). Hinzu kommt der Wärmewiderstand RGU am Übergang vom Bauteilgehäuse zum Kühlkörper. Dieser Wert lässt sich nur schätzen, da er vom mechanischen Aufbau und eventuell zwischengelegten Materialien (Wärmeleitpaste, Glimmerscheiben usw.) abhängig ist. Zuletzt liegt noch der zu berechnende Wärmewiderstand des Kühlkörpers RKU auf dem Weg.

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