Was ist überhaupt ein Chipkühler?
Ein Chipkühler ist eine spezialisierte Kühlvorrichtung zur gezielten Ableitung der Verlustwärme von elektronischen Bauelementen, z.B. in Prozessoren, Grafikchips, FPGAs oder Spannungsreglern. Diese Komponenten erzeugen im Betrieb teils erhebliche Wärmemengen, die ohne geeignete Kühlung zu thermischer Überlastung, Leistungsverlust oder vorzeitigem Ausfall führen können. Eine zuverlässige und effiziente Kühlung ist daher entscheidend für die Funktionssicherheit, Lebensdauer und Performance elektronischer Systeme.
Chipkühler bestehen typischerweise aus einem wärmeleitenden Aluminium-Kühlkörper, der die Wärme vom Bauteil aufnimmt und an die Umgebungsluft abgibt. Um die Kühlleistung weiter zu steigern, werden bei SEPA EUROPE aktive Chipkühler eingesetzt – also kompakte Lüfter-Kühlkörper-Kombinationen, bei denen der Lüfter direkt auf oder in den Kühlkörper integriert ist. Diese Bauweise ermöglicht eine hohe thermische Performance bei minimalem Platzbedarf und geringem Gewicht – ideal für platzkritische Anwendungen in Industrie, Embedded- oder Medizintechnik.
Durch die langjährige Erfahrung und präzise Abstimmung zwischen Lüftercharakteristik, Kühlkörpergeometrie und thermischem Design bieten die Chipcooler von SEPA EUROPE eine optimale Balance aus Effizienz, Laufruhe und Lebensdauer – und das auch bei schwierigen thermischen Rahmenbedingungen.
Chipkühler HZ30B höchste Kühlleistung bei
minimaler Bauhöhe
Der Chipkühler HZ30B ist die Antwort auf steigende Anforderungen im Bereich der Embedded-Computing-Kühlung. Er setzt Maßstäbe mit seinem geringen Gewicht, seiner flachen Bauweise und der einfachen Montage, ohne Kompromisse bei der Kühlleistung einzugehen.
Der Aktivkühler HZ30B ist eine innovative Lösung, denn der hochleistungsfähige RaAxial-Lüfter MF17B05 wurde einfach bündig in einen Aluminium-Pinblock-Kühlkörper versenkt anstatt auf der Oberfläche aufgesetzt. Diese Konstruktionsweise ermöglicht eine bemerkenswert geringe Bauhöhe von nur 8 mm. So findet der Chipcooler selbst in den kompaktesten Geräten problemlos Platz. Auch die Kühlleistung spricht für sich, denn die Pins sind versetzt angeordnet und werden somit besonders effektiv angeströmt. Der Wärmewiderstand von nur 4,7 K/W zeigt das eindrucksvoll.
Auch in Sachen Gewicht setzt der Aktivkühler Maßstäbe. Mit nur 11 g ist er federleicht und eignet sich ideal für Systeme, in denen jedes Gramm zählt. Außerdem ist er sehr leise. Das macht ihn besonders empfehlenswert für Umgebungen, in denen eine geräuscharme Arbeitsweise von entscheidender Bedeutung ist.
Die Montage des Chipkühlers erfolgt ohne den Einsatz von Schrauben, was einfach und zeitsparend ist. In diesem Zusammenhang empfehlen wir die Anwendung der wärmeleitenden Klebefolie TCT von SEPA EUROPE, die sich durch eine effektive thermische Verbindung auszeichnet und somit zur Optimierung der Kühlleistung beitragen kann.
Der integrierte Minilüfter MF17B05 verfügt über ein spezielles, langlebiges MagFix® Gleitlager, das für Betriebstemperaturen bis zu 80°C ausgelegt ist. Er wird mit einer Spannung von 5VDC betrieben und nimmt dabei nur 0,3 W auf und hat eine Lebensdauer von 210 000 Stunden. Bei Bedarf kann der Lüfter auch einen Tachoausgang zur Überwachung der Funktion erhalten. Lüfter und Kühlkörper sind auch separat erhältlich.
AI-Chipkühlung auf höchstem Niveau – besonders stark, leise und effizient
Der Chipkühler HZ100-65 wurde speziell für die geräuscharme Kühlung von leistungsfähigen Prozessoren und AI-Chips der neuesten Generation entwickelt. Durch seine besonders flache Bauweise und seine flexible Anpassbarkeit an Wunschgrößen bietet er eine ideale Lösung für verschiedene industrielle Anwendungen.
Der HZ100-65 überzeugt mit kompakten Abmessungen von 100 x 65 x 15 mm und einem niedrigen Wärmewiderstand von nur 1,3 K/W. Dies ermöglicht eine effiziente Wärmeabfuhr, selbst bei intensiver Nutzung von Prozessoren in IPCs oder AI-Anwendungen. Der Chipkühler ist mit dem äußerst zuverlässigen Radiallüfter PLB05710B12H ausgestattet, der auf einem langlebigen Kugellager basiert und in einem breiten Temperaturbereich von -10°C bis +70°C arbeitet.
Ein zentrales Merkmal des HZ100-65 ist allerdings das optimierte Schaufeldesign der Lüfterblätter, das die Entstehung von Turbulenzen deutlich reduziert. Dies hat zur Folge, dass der Lüfter mit hoher Leistung arbeitet, jedoch einen äußerst niedrigen Geräuschpegel von nur 20 dB hat. Das macht ihn besonders für geräuschempfindliche Anwendungen interessant.
Chipkühler HXB100 entwärmt mehrere Bauteile gleichzeitig
Der neue Chipkühler wurde speziell mit Blick auf die Anforderungen der Prozessorkühlung entwickelt. Mit dem HXB100 wurde ein neuartiger Chipkühler konzipiert, mit dem es möglich ist, gleich mehrere Bauteile gleichzeitig zu entwärmen. Das spart Platz und Kosten!
Der innovative Chipkühler fällt auf durch seine besonders leichte und kompakte Bauweise. Er misst lediglich 100 x 75 x 13 mm und mit seinem Gewicht von nur 100 g ist er auch für tragbare Geräte geeignet.
Der Kühlkörper wurde im modernen Fließpressverfahren aus Reinaluminium gefertigt und ist schwarz eloxiert. Dadurch wird die Wärmeabgabe deutlich erhöht. Durch die gefräste Unterseite können alle Hot Spots erreicht werden und störende Bauteile werden ausgespart. Eine saubere und kompakte Lösung.
Dank seines robusten Kugellagersystems hat der Lüfter bei 40°C eine Lebensdauer von 350.000 h (MTBF) und ist somit bestens geeignet für eine ausfallsichere Kühlung.
Der Chipkühler kann fertig konfektioniert geliefert werden, damit er einfach und sicher an seiner Applikation angeschlossen werden kann. Lötverbindungen oder Federklemmen werden so obsolet.
Leistungshalbleiter kompakt und zuverlässig entwärmen
mit dem Aktivkühler HZ210
Die Auswahl eines geeigneten Entwärmungskonzeptes für die Leistungselektronik erfordert besonders in flachen Gehäusen entsprechendes Know-How und stellt den Entwickler vor Herausforderungen. Darüber sollte aber bereits in der Konzeptphase nachgedacht werden, da es sich besonders schwierig gestalten kann, wenn für die abzuleitende Wärme kaum Platz zur Verfügung steht. Eine smarte Lösung für solche Anforderungen hat nun SEPA EUROPE mit dem Chip Kühler HZ210 entwickelt. Eine Eigenentwicklung, die in verschiedenen Größen geliefert werden kann.
SEPA EUROPE hat unter Verwendung des kraftvollen Radiallüfters LY60B den neuen Hochleistungs-Aktivkühlkörper HZ210 für anspruchsvolle Aufgaben entwickelt. Die Case Study erreichte im thermischen Labortest einen beeindruckend niedrigen Wärmewiderstand von 0,5K/W. Und das bei einer Bauhöhe von nur 25mm. Dadurch eröffnen sich Entwicklern neue Möglichkeiten zur Entwärmung von Leistungsbauteilen in flachen Gehäusen.
Für den Fall, dass eine Temperaturerhöhung von 40K zugelassen wird, kann man nun 80W Verlustleistung zuverlässig abführen. Das Kühlsystem bestehend aus SEPA Blower, Strangkühlkörper und Abdeckblech hält sich im Geräuschniveau angenehm zurück. Nicht mehr als 34dB(A) hat das Mikrofon in der Geräuschmesskammer aufgenommen.
Der Lüfter ist in 5V und 12V Ausführung erhältlich und erreicht durch sein zuverlässiges MagFix© Gleitlager bei 40°C eine Lebensdauer von 210.000h (MTBF).
Leistungsstarker Chipkühler HZB50B mit einem Wärmewiderstand von nur 1,4 K/W
Steigende Anforderungen an die Leistungsfähigkeit elektronischer Geräte werden für die Elektronikkühlung zur Herausforderung. Für die hohen Ansprüche der Anwender wurde kürzlich von SEPA EUROPE der HZB50B entwickelt. Ein langlebiger Chipkühler, der durch seinen niedrigen Wärmewiderstand von nur 1,4 K/W, auch für leistungsstarke Prozessoren oder FPGAs geeignet ist.
Auf den ersten Blick sieht man es sofort: die besonders leichte und kompakte Bauweise des HZB50B. Er misst lediglich 50 x 50 x 11,5 mm, bei einem Gewicht von nur 39 g. Dadurch ist er sehr gut für niedrige Bauhöhen geeignet. Der Kühlkörper wurde im modernen Fließpressverfahren aus Reinaluminium gefertigt. Größere Stückzahlen sind aus diesem Grund kostengünstig herstellbar.
Dank seines robusten Kugellagersystems hat er eine Lebensdauer von 350.000 h (bei 40°C) und ist somit bestens geeignet für eine ausfallsichere Kühlung. Durch die Push Pins aus Messing kann eine kinderleichte Befestigung gewährleistet werden, die Leiterplatte muss dazu lediglich mit den entsprechenden Bohrungen und Verstärkungen vorbereitet sein. Die Druckfedern stellen einen idealen Wärmeübergang vom Halbleiter zum Kühlkörper sicher.
Der innovative Chipkühler HZB50B ist in zwei Varianten mit 5 und 12 V erhältlich und auf Wunsch auch mit vorkonfektionierten Klebepads lieferbar.
Kühlung mit Chipkühler HX40P – Wärmewiderstand von nur 1,3 K/W
Aktive Kühlung ist ein unverzichtbares Instrument, um die Stabilität und Leistung optoelektronischer Geräte zu gewährleisten. Sie bietet klare Vorteile gegenüber passiven Kühllösungen, insbesondere bei Anwendungen, die eine präzise Temperaturkontrolle erfordern. Trotz der Herausforderungen, die mit ihrer Implementierung einhergehen, überwiegen die Vorteile bei weitem, da sie dazu beitragen, empfindliche Elektronik zu schützen und die optische Präzision zu bewahren. In der dynamischen Welt der Optoelektronik bleibt die aktive Kühlung ein zentraler Baustein für den technologischen Fortschritt.
Passend für optoelektronische Geräte wurde der Chipkühler HX40P entwickelt. Das besonders effiziente Kühlsystem hat einen Wärmewiderstand von nur 1,3 K/W und ist etwa 25 % leistungsfähiger als vergleichbare Chipkühler auf dem Markt. Aufgrund seiner Größe von nur 40x40x20 mm kann er auch mit seiner Kompaktheit überzeugen.
Durch die auffälligen Einschnitte in den Rotorblättern wird eine deutliche Geräuschreduzierung erreicht, ohne dabei die Luftleistung zu beeinträchtigen. Der Chipkühler HX40P ist mit dem langlebigen MagFix-Gleitlager ausgestattet, somit hat er bei 40°C eine Lebensdauererwartung von 210000 Stunden (MTBF).
Variabler, smarter Chipcooler auf der Basis eines ultraflachen Radiallüfters
Speziell für kompakte Bauformen hat SEPA EUROPE einen leistungsstarken Aktivkühler entwickelt, der so klein wie eine Streichholzschachtel ist und dabei einen Wärmewiderstand von nur 2,5 K/W aufweist. Der ultraflache Radiallüfter kann mit unterschiedlichen Kühlkörpern für kundenindividuelle Lösungen kombiniert werden.
Eine Chip-Entwärmung mit Hilfe von Kühlkörpern benötigt in der Regel viel Raum, ist außerdem schwer und teuer. Speziell für kompakte Bauformen haben die Spezialisten von SEPA EUROPE einen Chipcooler mit minimalem Platzbedarf entwickelt. Kernkomponente des Kompaktkühlers ist der ultraflache Blower HY40H, der mit einem Kühligel® aus Reinaluminium kombiniert wird. Die Besonderheit der neuen Kühllösung liegt in deren Variabilität. Denn Größe und Form des Kühlkörpers können frei gewählt werden. Der Anwender hat so die Möglichkeit den Cooler optimal auf seine Anforderungen zu konfektionieren.
Mit einem Wärmewiderstand von lediglich 2,5 K/W hält der neue Chipcooler einer Verlustleistung von bis zu 15 W stand und gewährleistet so die Betriebssicherheit des gesamten Embedded-Systems. Der Blower ist mit dem langlebigen Magfix® Gleitlager ausgestattet und weist bei 40 °C eine beeindruckende Lebensdauererwartung von 210 000 h (MTBF) auf. Dank des PWM-Eingangs in Kombination mit dem Tachoausgang, kann die Drehzahl gesteuert und überwacht werden.
Aufgrund des geringen Gewichts ist die Befestigung der Kompaktkühleinheit mit der doppelseitig klebenden Wärmeleitfolie TCT oder dem wärmeleitenden Zweikomponentenkleber HERNON 746 aus dem Lieferprogramm von SEPA EUROPE möglich.
Rahmenloser 40 mm Lüfter zur Integration in Kühlkörper
SEPA EUROPE bietet speziell für den „Embedded-Bereich“ einen rahmenlosen 40 mm Lüfter mit 10 mm Bauhöhe an, der in Kombination mit dem passenden Kühlkörper eine kompakte Lösung zur Chipkühlung darstellt.
Neben dem bereits lieferbaren, rahmenlosen 50 mm Lüfter, ist der runde 40 mm Lüfter im Embedded-Bereich ebenfalls ein gefragter Typ. Denn viele Standard-Kühllösungen in diesem Geschäftsbereich bauen auf den 40 x 10 mm Lüfter auf. Genau genommen hat der zur 40 mm Baugröße zählende Lüfter einen Rotordurchmesser von 37 mm. Die bei SEPA EUROPE erhältliche Version ist mit zwei Kugellagern ausgestattet und erreicht damit bei 40° C eine bemerkenswerte Lebensdauer von 350.000 h.
Neben einem Impulsausgang zur Drehzahlüberwachung, steht auch ein PWM-Eingang zur Drehzahlstellung im Bereich von ca. 35 – 100% der Nenndrehzahl zur Verfügung. In Kombination mit dem Powerblock Stiftkühlkörper ist der mit 22 dB(A) leise Lüfter auch als „Kühligel“ Variante anschlussfertig lieferbar.
Vergleich aktiver und passiver Kühlkörper mit gleichem
Wärmewiderstand
Während bei der Schaltschrankkühlung der Einsatz von Lüftern selbstverständlich ist und weitgehend Standardlüfter eingesetzt werden, ist die aktive Kühlung bei Kleingeräten viel komplexer. Da oft viele konstruktive, technische und optische Probleme und Wünsche berücksichtigt werden müssen, kann der Einsatz nicht auf wenige Standardgrößen beschränkt bleiben.
In den letzten Jahren hat SEPA EUROPE das Angebot für die Entwärmung elektronischer Komponenten in Embedded Systemen vervielfältigt. Dabei wurden auch ökologische Anforderungen berücksichtigt, denn die Leistungsaufnahme bei gleicher oder verbesserter Wirkung konnte deutlich gesenkt und der Einsatz von Rohstoffen maßgeblich reduziert werden. Bei Kleingeräten ist meist nicht die Abfuhr der gesamten von allen Bauteilen erzeugten Wärme das Problem, sondern die Entwärmung der „Hot Spots“. Passiv gekühlt erfordert etwa 5-mal mehr Kühlkörpervolumen als die Kühlung mit Lüfterunterstützung und ist im begrenzten, zur Verfügung stehenden Raum kaum unterzubringen. Durch moderne aktive Kühlung können die Geräte ohne Qualitätsabstriche insgesamt kleiner, leichter und billiger werden.
Möglich wurde dies durch die Schaffung einer Vielzahl von neuen modifizierten Axial-, Radial- und RaAxial-Lüftern sowie durch neue, individuell gestaltete Kühlkörper und Zubehör. Zwar sind viele dieser neuen Komponenten inzwischen standardisiert und lagermäßig verfügbar, aber die Praxis zeigt, dass kundenspezifische Varianten oft unvermeidbar sind.