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Kühlkörper - Damit elektronische Bauteile einen kühlen Kopf behalten

Eine ausreichende Kühlung für elektronische Bauteile und CPU ist lebensnotwendig für diese. Zahlreiche elektronische Bauteile wie beispielsweise Leistungstransistoren oder Mikroprozessoren können nicht ohne einen Kühlkörper betrieben werden, ohne Schaden zu nehmen. Ein ausreichend dimensionierter Kühlkörper ist somit sehr wichtig beim Aufbau einer elektronischen Schaltung und sollte unbedingt mit in die Planung des Aufbaus einbezogen werden. Kühlkörper bekommen Sie in zahlreichen verschiedenen Ausführungen und mit unterschiedlichen Eigenschaften bei der Wärmeableitung. Eine wesentliche Rolle bei der Auswahl des richtigen Kühlkörpers spielt der sogenannte Wärmewiderstand.

Der Wärmewiderstand und was es damit auf sich hat

Ein elektronisches Bauteil gibt die entstehende Wärme an die Umgebungsluft ab. Ein Kühlkörper soll dazu dienen, diesen Prozess zu unterstützen, damit die entstehende Wärme schnell abgegeben werden kann, um das Bauteil nicht zu überhitzen. Der Kühlkörper verringert also den Wärmewiderstand zur Umgebungsluft. Der Wärmewiderstand ist ein Maß für die Temperaturdifferenz zwischen einem elektronischen Bauteil, das Wärme abgibt und der Umgebung. Ein geringerer Wärmewiderstand bedeutet, dass die im Bauteil entstehende Wärme besser abgeleitet werden kann. Ein Kühlkörper mit einem geringeren Wärmewiderstand arbeitet also effektiver als ein solcher mit einem höheren Wärmewiderstand.

Wann es auf einen geringen Wärmewiderstand ankommt

Wenn Sie ein Bauteil kühlen möchten, das extrem viel Wärme abgibt, sollten Sie auf einen Kühlkörper mit einem geringeren Wärmewiderstand von bis zu fünf K/W zurückgreifen. Bei einem solchen Bauteil kann es sich beispielsweise um einen Computerprozessor oder einen Leistungstransistor handeln. Diese Bauteile entwickeln innerhalb kürzester Zeit eine extreme Hitze, die sehr schnell abgeführt werden muss, damit das Bauteil keinen Schaden nimmt. Andere Bauteile, die selbst weniger Hitze während des Betriebs entwickeln, können mit einem Kühlkörper höheren Wärmewiderstands versehen werden.

Was die Bauform mit dem Wärmewiderstand zu tun hat

Rückschlüsse auf die Höhe des Wärmewiderstands lassen sich bereits aus der Bauform von Kühlkörpern ziehen. So besitzen beispielsweise Kühlkörper mit einem geringeren Wärmewiderstand eine größere Anzahl von Kühlrippen. Diese Kühlrippen vergrößern die Gesamtfläche des Kühlkörpers. Je größer diese Fläche ist, desto mehr Hitze kann an die Umgebungsluft abgegeben werden.

Was die Kühlung zusätzlich begünstigt

Um eine optimale Kühlung des Bauteils zu gewährleisten, kann zwischen dem Bauteil und dem Kühlkörper zusätzlich eine dünne Schicht Wärmeleitpaste aufgetragen werden. Diese soll eventuell vorhandene Unebenheiten am Bauteil und am Kühlkörper ausgleichen, um einen besseren Übergang der Wärme vom Bauteil zum Kühlkörper zu gewährleisten. Um die Wirkung eines Kühlkörpers zu verstärken, kann zusätzlich ein Lüfter angebracht werden.