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2024 | OriginalPaper | Buchkapitel

5. Thermische Dimensionierung

verfasst von : Jens Lienig, Hans Brümmer

Erschienen in: Elektronische Gerätetechnik

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Zusammenfassung

Elektronische Baugruppen und Geräte sind in thermischer Hinsicht sorgfältig zu dimensionieren. Dabei ist sicherzustellen, dass alle Temperaturen stets kleiner als die vorgegebenen Grenztemperaturen sind. Abschn. 5.1 führt in die Grundgrößen der thermischen Dimensionierung ein, um die bei einem Gerät auftretende und abzuführende Wärmeenergie zu bestimmen. Mittels thermischer Netzwerke, auch als Wärmenetzmethode bekannt, lassen sich die Wärmepfade berechnen (Abschn. 5.2). Unter Kenntnis der möglichen Wärmeübertragungsprinzipe (Abschn. 5.3) kann dann durch Auswahl und Dimensionierung der in Abschn. 5.4 beschriebenen Elemente zur Wärmeabführung die Einhaltung der thermischen Anforderungen sichergestellt werden. Abschn. 5.5 erläutert detailliert diese Vorgehensweise an gerätetechnischen Beispielen. Abschließende Empfehlungen zur thermischen Gerätegestaltung gibt Abschn. 5.6.

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Fußnoten
1
Konkret ergibt sich die Übertemperatur einer Gehäuseoberfläche aus dem Produkt der zu übertragenden Leistung und dem thermischen Widerstand zwischen Gehäuse und Umgebung, s. Gl. (5.30).
 
2
Die Temperaturquelle in einem thermischen Netzwerk ist weniger eine „Quelle“, sondern ein Element mit vorgegebener Temperatur (Wärmesenke), wobei sich diese Temperatur durch das Netzwerk nicht beeinflussen lässt. Temperaturquellen werden im Wärmenetz dort integriert, wo konstante bzw. vorgegebene Temperaturen vorgeschrieben sind, wie z. B. bei festen Außentemperaturen.
 
3
Die Nutzung des Sterns (*) bei den Anteilen A* und R* erfolgt zur Unterscheidung gegenüber A (Fläche) und R (Widerstand).
 
Literatur
1.
Reemsburg R. Thermal design of electronic equipment (Electronics handbook). Boca Raton: CRC Press; 2001.
2.
Lienig J, Neubert H. Geräteentwicklung, Grundwissen für Studenten der Elektrotechnik und Mechatronik. Großerkmannsdorf: Initial Verlag; 2010.
3.
Krause W. Gerätekonstruktion in Feinwerktechnik und Elektronik. München: Carl Hanser; 2000. ISBN 978-3-446-19608-7. https://​doi.​org/​10.​22032/​dbt.​46264.​
4.
Nusselt, W. Das Grundgesetz des Wärmeübergangs. In: Gesundheits-Ingenieur 38, 1915; 477–82, 490–496.
5.
6.
Dulnjev GN, Tarnovski NN. Teplovye rezimy elektronnoj apparatury. Leningrad: Energija; 1971.
7.
Markert C. Erwärmungsprobleme in elektronischen Geräten und ihre konstruktive Berücksichtigung., Dissertation TU Dresden; 1965.
8.
9.
Shelkpuk B. Heat exchangers cool hot plug-in PC boards. Electronics June 27, 1974;114–120.
Metadaten
Titel
Thermische Dimensionierung
verfasst von
Jens Lienig
Hans Brümmer
Copyright-Jahr
2024
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Buch
Elektronische Gerätetechnik

Print ISBN: 978-3-662-68707-9

Electronic ISBN: 978-3-662-68708-6

Copyright-Jahr: 2024

DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-68708-6_5

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    Bildnachweise