Verlustleistung

Überall dort wo Strom transportiert wird, entstehen Verluste, die sich in Wärme bemerkbar machen. Sie sind unerwünscht, können häufig auch nicht reduziert werden und werden in Wärme umgesetzt.


Das Problem der abzuführenden Verlustleistung trifft auf Stromversorgungsnetze und Kommunikationsnetze zu, ebenso auf elektronische Bauelemente und auf die Halbleitertechnik. Die entstehenden Verluste werden in Verlustwärme umgesetzt. Da Halbleiterbauelemente immer kompakter und mit immer höherer Integrationsdichte hergestellt werden, konzentriert sich die Verlustleistung, englisch: Dissipation Power, von integrierten Schaltungen (IC) auf eine immer kleiner werdende Fläche. Sie ergibt sich aus der gesamten übertragenen Leistung abzüglich der Nutzleistung.

Da die Verlustleistung mit der Versorgungsspannung quadratisch zunimmt, reduziert man die Versorgungsspannung von Speicherbausteinen und Zentraleinheiten. So haben baispielsweise Chips mit einer Versorgungsspannung von 2 V eine vierfach höhere Verlustleistung gegenüber Chips mit einer Versorgungsspannung von 1 V.

Speicherbausteine wie XDR-DRAMs gibt es bereits für Versorgungsspannungen von 1,2 V, auch bei den CPUs hat sich diesbezüglich auch einiges getan. Lag die Verlustleistung von Zentraleinheiten für Desktops vor Jahren noch bei 100 W und darüber, so hat sie sich dank ULV-Prozessoren, Ultra Low Voltage, bei Mobilgeräten auf etwa 5 W reduziert. Die ULV-Prozessoren sind für Versorgungsspannungen zwischen 1,05 V und 1,15 V ausgelegt. Damit die Halbleiterbauelemente, die spezifizierten Grenztemperaturen unterliegen, nicht dauerhaft beschädigt werden, wird die entstehende Verlustleistung, die bei CPUs als Thermal Design Power (TDP) bezeichnet wird, über die Kühlung abgeführt.

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Deutsch: Verlustleistung
Englisch: dissipation power
Veröffentlicht: 31.10.2018
Wörter: 240
Tags: #Elektronik-Kenndaten
Links: Chip, CPU (central processing unit), Desktop, IC (integrated circuit), Integrationsdichte