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TDK-Lambda News

Neues Patent für das Wärmemanagement von AC-DC-Netzteilen ermöglicht effizienteres Design-in

Posted : 24 Oct 2022

Die TDK Corporation (TSE 6762) gibt bekannt, dass die Patentanmeldung von TDK-Lambda UK für Power Supply Apparatus vom UK Intellectual Property Office (britisches Patentamt) genehmigt wurde. Die neue thermische Strategie, die durch das Patent abgedeckt wird, führt zu Stromversorgungen, die flexibel in ihren Kühlungsanforderungen sind, hörbare Geräusche auf ein Minimum beschränken und für Kunden einfach in ihre Systeme zu integrieren sind.

"Das Thermische-Management ist eine der größten technischen Herausforderungen, die es bei der Entwicklung eines jeden Systems zu bewältigen gilt", erklärt Martin Coates, Engineering Director, TDK-Lambda UK. "Sehr oft gibt es Hot Spots in Systemen, die einen unverhältnismäßig hohen Luftstrom erfordern, um die Temperaturen der Komponenten in akzeptablen Grenzen zu halten. Dies wiederum führt oft zu übermäßiger Geräuschentwicklung durch die Lüfterkühlung und/oder zu Einschränkungen in der thermischen Leistung des Systems."

Es gibt zwei bewährte Techniken, um die Herausforderung des Thermischen-Managements zu bewältigen. Eine Methode besteht darin, die Abmessungen des Geräts zu vergrößern, um einen besseren Luftstrom zu ermöglichen. Eine andere Methode besteht darin, den Wirkungsgrad zu erhöhen und so die interne Wärmeabgabe zu minimieren. Eine Vergrößerung der Einheiten ist oft nicht akzeptabel, da sie als nicht wettbewerbsfähig und zu groß angesehen werden, was ihre Integration in Systeme erschwert. Außerdem gilt mit zunehmender Effizienz der Stromversorgung das Gesetz der abnehmenden Wirtschaftlichkeit, und schrittweise Verbesserungen werden übermäßig teuer. Vor allem aber sind beide Techniken mit höheren Materialkosten verbunden.

Die neue Strategie des Thermischen-Managements, die bei der Herstellung der AC-DC-Netzteile der CUS400M-Serie zum Einsatz kommt und Gegenstand des Patents ist, überwindet diese Probleme, indem sie die vorhandenen Metallteile des Systems zur Kühlung nutzt. Durch ein sorgfältiges Leiterplattendesign und die Verwendung von wärmeleitenden Kunststoffen wird die von den elektronischen Komponenten erzeugte Wärme verteilt und in das Systemgehäuse geleitet. Dies bedeutet, dass eine gute thermische Leistung mit einem wesentlich geringeren Luftstrom erreicht werden kann, was zu einer Verringerung der hörbaren Geräusche des langsameren Lüfters führt.

Viele medizinische und industrielle Anwendungen erfordern eine Spitzenausgangsleistung für einige Minuten, aber eine relativ geringe Dauerausgangsleistung im Ruhezustand. "Die Konstruktionsmethodik bedeutet auch, dass das Gerät widerstandsfähiger gegen Spitzenbelastungen ist, da die thermische Zeitkonstante wesentlich länger ist als bei herkömmlichen Konstruktionen", fügt Coates hinzu. "Das bedeutet, dass die internen Bauteiltemperaturen bei Spitzenbelastungen nicht so schnell ansteigen, was die Belastung der Bauteile verringert und die Lebensdauer des Netzteils erhöht. Dies ermöglicht es uns, die CUS400M-Serie mit einer fünfjährigen Garantie anzubieten. Darüber hinaus kann die CUS400M-Serie größere, teurere konvektionsgekühlte Produkte ersetzen, die kontinuierlich für den Spitzenbedarf ausgelegt sind, was zu einer Kosteneinsparung für den Kunden führt."

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