Aufrufe: 0 Autor: Site-Editor Veröffentlichungszeit: 10.06.2025 Herkunft: Website
Wenn industrielle Endoskope derzeit auf 4K/60fps aufgerüstet werden, steigt der Stromverbrauch des Chips stark an. Beispielsweise erreicht der IMX415-Sensor einen Stromverbrauch von 1,2 W, aber das Spiegelrohr mit einem Durchmesser von ≤6 mm begrenzt den Raum für die Wärmeableitung. Die tatsächliche Messung zeigt, dass nach 15-minütigem Dauerbetrieb die Sperrschichttemperatur des Chips 85 °C erreichen kann, was zu einem Anstieg des Bildrauschens um 30 % und einer Verkürzung der Lebensdauer der LED um 50 % führt.
Vergleich bestehender Lösungen
Die repräsentative Technologie des Lösungstyps hat eine begrenzte Kühlwirkung. Der passive Wärmeableitungs-Wärmeleitungsring aus Kupferfolie reduziert die Temperatur um 8–12 °C und vergrößert den Durchmesser um 0,5 mm. Der Mikrospannungs-Elektrolüfter mit aktiver Wärmeableitung reduziert die Temperatur um 15–20 °C und erfordert eine 5-V-Stromversorgung. Die Materiallösung ist ein Aluminiumnitrid-Keramiksubstrat, wodurch die Temperatur um 10 °C gesenkt wird. Die Kosten steigen.
Innovationsrichtung
Anwendung von Phasenwechselmaterialien: Zwischen der Leiterplatte und dem Gehäuse werden Verbundmaterialien auf Paraffinbasis (Schmelzpunkt 45 °C) eingefüllt. Es wurde gemessen, dass die Überhitzungsalarmzeit auf 45 Minuten verzögert werden kann
Dynamisches Stromverbrauchsmanagement: Durch die Anpassung der Bildrate durch KI-Algorithmen (automatische Reduzierung auf 30 fps bei der Erkennung stationärer Objekte) wird der Spitzenstromverbrauch um 20 % reduziert
Laser-Mikrokanal: Ein 100 μm breiter Kühlkanal wird mit einem Femtosekundenlaser in die Edelstahlhülle geätzt. In Kombination mit der Inertgaszirkulation wird die Wärmeableitungseffizienz um das Vierfache erhöht
Branchentrend: Der im Jahr 2024 auf den Markt kommende Leistungschip TPS62824 von TI (mit einem Umwandlungswirkungsgrad von 98 %) kann die Wärmequellen um 15 % reduzieren und wird voraussichtlich zum Standardmerkmal der nächsten Modulgeneration werden.
