Im Spannungsfeld zwischen abrufbarer Leistung und vorzeitiger Degradation gibt es für Lithium Ionen Batterien einen optimalen Arbeitspunkt. Dieser liegt bei etwa 20-25°C. Doch Stromfluss und Umwelt beeinflussen diese optimale Arbeitstemperatur. Wärmemanagement-Produkte von CMC Klebetechnik helfen dabei, diesen optimalen Betriebsbereich einzuhalten.
Wärmeleitende Silikonfolien, Wärmeleitfolien und Gapfiller für professionelle Beleuchtungen. Die Verbesserung des Wirkungsgrades von LED-Beleuchtungen wird von Generation zu Generation besser. Dennoch entwickeln Leistungsleuchtdioden nach wir vor erhebliche Verlustleistung. Dabei sind blaue und rote LED`s noch am effizientesten. Hier wird mehr als 50% der eingesetzten elektrischen Energie in Lichtphotonen umgesetzt.
Die LED-Beleuchtung ist aus unserem alltäglichen Leben nicht mehr weg zu denken. In vielen Bereichen hat sie selbst Leuchtstoff-Lampen und Energiesparlampen weitgehend verdrängt.
Die LED-Lichttechnik bietet sehr viele Möglichkeiten der energieeffizienten Lichtgestaltung – erheblich mehr, wie es früher mit ineffizienten Glühlampen oder linearen Leuchtstoffröhren möglich war. Insbesondere die geringere Wärmeentwicklung dieser elektronischen Lichtquelle erlauben heute den Einsatz anderer Werkstoffe wie PMMA oder Polycarbonat. Doch LED-Leuchtmittel emittieren stark punktförmig das Licht, was gerade bei einer möglichst gleichmäßigen Ausleuchtung mit Licht störend ist.
Immer mehr Anwendungen in der Elektronik und Elektrotechnik benötigen ein ausgeklügeltes Wärmemanagement. Mehr Leistung auf kleinerem Raum erzeugt einen zunehmenden Aufwand, die Verlustwärme effizient abzuführen. Mittel der Wahl waren bisher vorgefertigte Gapfiller oder Silikonfolien. Doch besonders im Batteriebereich für Elektrofahrzeuge werden vermehrt 2K-Systeme eingesetzt, die erst an Ort und Stelle aushärten. Ist das die bessere Lösung?
Das von der Firma DuPont vor 60 Jahren entwickelte Hochleistungspapier Nomex® wird vorwiegend in der Elektromotorenbranche eingesetzt. Dort ist es ein chemisch, thermisch und elektrisch verlässlicher Isolator mit unverzichtbaren Vorteilen gegenüber anderen Materialien.
Ein Großteil der Anwendung wärmeleitender Materialien erfolgt in der Elektronik im Bereich der Kleinspannung. Hier kann aus Sicht der Spannungsfestigkeit sehr unproblematisch nahezu jedes wärmeleitende Material eingesetzt werden. Anders bei modernen Hochspannungsanwendungen.
Längst schon ist der Siegeszug der LED-Technik in den westlichen Industrienationen nicht mehr zu stoppen. Immer mehr Unternehmen, Kommunen und Privathaushalte, aber auch ganze Industriezweige rüsten Ihre Technik um. Alte Dampflampen, Glühfadenbirnen oder Neonbeleuchtungen werden ausgetauscht gegen sparsamere und langlebigere Beleuchtungen.
Für Anwendungen in der Leistungselektronik, im Automobilbau, der Stromversorgung, für Messgeräte und Leistungsverstärker, Frequenzumrichter (Drive Controller) und LED-Treiber bietet Nitto Denko eine breite Palette an wärmeleitenden Produkten an.
Die Vorteile von Isolationsfolien sind die geringe Materialstärke (meist nur 0,025….0,05 mm), die sehr hohe Spannungsfestigkeit und die geringe Wegstrecke, die für den Wärmetransport benötigt wird. Dadurch wir der Nachteil der geringen Wärmeleitfähigkeit in vielen Fällen vollständig ausgeglichen (Faustregel: bei gleichem angestrebten Wärmestrom muß bei doppelter Materialstärke ein Material mit doppelter spez. Wärmeleitung eingesetzt werden).
Manchmal ist der Bauraum in einem Gerät so eng, dass man keinen konventionellen Kühlkörper verwenden kann. Oder Wärmequelle und Wärmesenke sind nicht am gleichen Ort. Doch auch für diese Fälle bietet das pfiffige Heatmanagement von CMC Lösungen an.
Wer sich in der Elektronik etwas auskennt weiß, dass neben mechanischen Bauteilen vor allem Elektrolyt-Kondensatoren Frühausfälle verursachen. Denn diese Bauteile sind besonders anfällig für die thermische Alterung (Austrocknung). Chemische Speicher für Strom sind nicht unähnlich den Elko`s aufgebaut. Deswegen altern Batterien bei zunehmender Wärme ebenfalls recht schnell.
Wärme(ab)leitung ist in der Elektronikbranche in aller Munde. Höhere Leistungsdichte, höhere Belastung durch nicht-sinusförmige Ströme, höhere Sicherheit – die Liste der von einem Entwickler zu bedenkenden Anforderungen lässt sich noch weiter fortführen.
Übliche Isolationsfolien wie PVC, PET oder PI haben eine recht geringe Wärmeleitfähigkeit von etwa 0,2 W/mK. Sie werden daher in der Elektronik ungerne eingesetzt, um Wärme abzuführen (zum Vergleich: Aluminium ca. 220 W/mK).
Die klassischen Glühbirnen wandelten etwa 5% der eingesetzten elektrischen Energie in Licht um, der Rest war Wärmestrahlung. Doch obwohl LED-Leuchtmittel eine über 10-fach bessere Energieausnutzung besitzen, sind moderne Hochleistungs-LED´s einem erheblichen Wärmestress ausgesetzt.
Wo immer elektrischer Strom fließt, entsteht Wärme. Außer bei elektrischen Heizungen ist diese Wärme zumeist unerwünscht und muss abgeführt werden.
Je Kubikzentimeter Rauminhalt in Transformatoren muss die Menge Energie, die übertragen werden kann, immer größer werden. Die dabei entstehende Verlustwärme effektiv abzuleiten wird dabei immer wichtiger.
Eine Faustregel besagt, dass eine Temperaturerhöhung von 10°C die mittlere Lebensdauer eines Bauteiles halbiert!. Schaltnetzteile, elektronische Lasten, Powerleuchtdioden, Motorsteuerungen, Magnetventile, elektronische Relais, Frequenzumrichter (Drive Controller) und Leistungskondensatoren, alle diese Geräte und Einrichtungen haben eines gemeinsam: Es fließen große elektrische Ströme und dabei entsteht Verlustwärme.
