Application Manual Power Semiconductors - Deutsche ... - Semikron

5 Applikationshinweise für IGBT- und MOSFET-Module
Wasser
Glykolgemische
Entionisiertes
Wasser
Nichtleitende
Flüssigkeiten
(Fluorinert, PAO)
Kupfer X X X
Aluminium X X
Edelstahl X X X X
Tabelle 5.3.3 Materialien und Flüssigkeitskompatibilität [58]
Frischwasser
Wasser ist aufgrund seiner hohen Wärmekapazität die effektivste Kühlflüssigkeit. Es ist zu empfehlen
einen geschlossenen Kreislauf zu verwenden. Frischwasser bzw. Leitungswasser kann
abhängig von seiner chemischen Zusammensetzung Metalle zum Rosten zu bringen. Chlorid beispielsweise,
das sich in der Regel in Leitungswasser findet, ist korrosiv. Frischwasser sollte nicht
für einen Flüssigkeitskühlungskreislauf verwendet werden, wenn es mehr als 25 PPM Chlorid oder
Sulfate enthält. Der Anteil von Kalzium und Magnesium im Wasser ist ebenfalls zu beachten, da
beide Kalkablagerungen auf metallenen Oberflächen verursachen und damit die thermische Leistung
der Kühlkörper reduzieren (Bild 5.3.16).
Mineralien
Kalzium
Magnesium
Chlorid
Sulfate
Empfohlene Grenze
< 50 ppm
< 50 ppm
< 25 ppm
< 25 ppm
Tabelle 5.3.4 Empfohlene Obergrenzen für Ionen im Kühlwasser [58]
a) b)
Bild 5.3.16 Kühlkanäle und Turbulatoren (Spiralen); a) neu; b) nach längerem Betrieb mit ungeeigneter
Kühlflüssigkeit und starken Kalkablagerungen
Entionisiertes Wasser
Entionisiertem Wasser wurden Ionen wie Natrium, Kalzium, Eisen, Kupfer, Chlorid und Bromid
entzogen. Der Entionisierungsprozess entfernt schädliche Mineralien, Salze und andere Unreinheiten,
die Korrosion oder Kalkbildung verursachen können. Mit Leitungswasser und den meisten
anderen Flüssigkeiten verglichen, hat entionisiertes Wasser einen hohen elektrischen Widerstand
und ist ein ausgezeichnetes Isoliermittel. Es wird aber schnell sauer, wenn es mit Luft in Berührung
kommt. Das Kohlendioxid in der Luft löst sich im Wasser und führt somit zu einem sauren pH-Wert
von etwa 5,0. Druckausgleichsbehälter müssen daher durch eine Membran von der Luft getrennt
sein. Dies begrenzt die maximale Schwankung des Temperaturbereichs für die Kühlflüssigkeit.
Es kann bei der Verwendung von entionisiertem Wasser nötig sein, ein Korrosionsschutzmittel
zu verwenden. Die Anschlüsse sollten nickelbeschichtet sein. Bei der Nutzung von entionisiertem
Wasser für Kühlplatten oder Wärmetauscher sind Kupferleitungen inkompatibel. Es empfehlen
sich Leitungen aus rostfreiem Stahl.
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