Berechnungsbeispiel eines Kühlkörpers

Angenommen es soll ein Spannungsregler vom Typ 7812 eingesetzt werden. Dieser erzeugt eine fixe Ausgangsspannung von 12 V und soll mit einer Eingangsspannung von 19 V versorgt werden. Er soll in einer Umgebungstemperatur von 0..50°C betrieben werden und soll 1 A Strom liefern. Aus dem Datenblatt entnimmt man, dass die maximal zulässige Kristalltemperatur 125° Celsius beträgt, und der Wärmewiderstand zwischen Kristall und Bauteilgehäuse R_g 5 K/W ist.

Aus der Spannungsdifferenz zwischen Ein- und Ausgang und dem geregelten Strom lässt sich die Verlustleistung berechnen: P_v = (19-12)*1 = 7 W. Da das Bauteil direkt ohne Isolierplättchen auf den Kühlkörper montiert werden soll, wird R_i = 0. Damit ergibt sich nach Gleichung (3) für den geforderten Wärmewiderstand R_k folgender Wert:

R_k = (125-50)/7-5-0 = 5.7 K/W.

Der Wärmewiderstand des Kühlkörpers darf also höchstens 5.7 K/W betragen. Sieht man in der Kennlinie für ein einfaches Blech nach, so findet man, dass dazu ein vertikal montiertes Alublech mit der Seitenlänge von 13 cm notwendig wäre. Färbt man das Blech schwarz, so ergibt sich eine Seitenlänge von 10cm. Man sieht also, dass für diesen Fall die Wärmeabfuhr mit einem einfachen Blech höchst unpraktisch ist, man wird daher einen Kühlkörper mit den geforderten Werten verwenden (z.B. Profil 88/25 mit 35 mm Länge).