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Leise Hardware und lüfterlose Computer

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Uwe Offline

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Beiträge: 114

07.01.2008 20:52
Mainboardkühlung Zitat · antworten

Oft genug stellt man sich die Frage, wie man ein Mainboard leise bzw lüfterlos kühlt. Bieten doch die meisten Hersteller entweder Mainboards mit aktiven Lüfter oder einer Konstruktion an, welche dann doch mindestens eine Gehäuseentlüftung voraussetzt.
Sehr oft vergessen werden gerade die Wandlerstromkreise zur Versorgung der CPU bzw der Garfikkarte. Solche Wandler bestehen aus einem Hochleistungstransistor (MOSFET) , einer Spule und einem Kondensator. Der MOSFET wie auch die Spule sind dabei absolut unbedenkliche Bauteile, da diese bis zu 120°C und mehr ertragen können. Selbst dann, wenn das Lötzinn schmilzt, sind diese Bauelemente noch nicht defekt.
Ganz anders sieht es da schon bei den knapp daneben stehenden Kondesatoren aus. Im Schnitt halten diese maximal 105°C bei einer Lebensdauer von 1000 bis 2000 Stunden aus. Anschließend zerplatzen sie einfach und sind defekt.
Ein Chipsatz hält, je nach Hersteller, etwa 60 bis 80°C stand. Dann lassen sich Instabilitäten des Systems wahrnehmen.
Die Verlustleistung, die bei Wandlern und Chipsätzen gekühlt werden will, ist relativ gering und liegt bei maximal ca. 20Watt.
Wenn man sich das abgebildete Mainboard Abit KV7 anschaut, so erkennt man auf der eigentlich recht sparsamen Northbridge KT600 einen Lüfter. Die Wandler sind so angeordnet, daß sie im Normalfall vom CPU-Kühler, Netzteilüfter und Gehäuselüfter ausreichend versorgt werden.



Im lüfterlosen Betrieb und nach Austausch des Northbridgekühlers gegen einen Zalman ZM-NB47J wurden an der NB Temperaturen von bis zu 60°C und an den Kondensatoren bis zu 75°C erreicht. Eindeutig für einen dauerhaften und sicheren Betrieb etwas zu viel. Besonders an den Wandlerkreisen besteht dabei keinerlei Möglichkeit, irgend welche Kühlkörper auf der Vorderseite des Mainboard zu installieren.
Die Wärme überträgt sich allerdings durch das PCB hindurch auch auf die Rückseite, wobei hier ausreichend Platz für größere Kühlkörper vorhanden ist.
Wenn man die Rückseite des Mainboard betrachtet, so erkennt man, daß man hier mit Wärmeleitpaste nicht weiter kommt. Teilweise stehen blanke Teile bis zu 3mm aus der Platine heraus.



Diesen Abstand gilt es erst einmal zu überbrücken.
Dazu bot sich ein Wärmeleitpad an, welches bei Conrad (Suchbegriff "Gap-Pad") zu finden ist. Dieses gibt es in verschiedenen Stärken bis zu 5mm und einem recht hohen Wärmeleitwert.



Kleine Stücken dieses nicht stromleitenden Materials überbrückte somit die herausstehenden Teile und Lötpinne auf der Rückseite des Mainboards. Anschließend konnten entsprechende Kühlkörper angebracht werden.
Ich habe hervorstehende Lötfahnen noch zusätzlich mit einem kleinen Seitenschneider gekürzt (Vorsicht! Garantieverlust) und konnte ein Pad von 3,2mm Stärke verwenden.
Bei der Northbridge wurde dabei der vordere Zalman mit Schrauben mit einem rückseitigen Kühlkörper verschraubt.



Bei den Wandlern wurden zwei Kühlkörper entsprechend gesägt und einfach zwischen Mainboardträger und Mainboard gelegt. Damit die Kühlkörper nicht verrutschen, sind sie durch den Mainboardträger hindurch mit einem weiteren Kühlkörper verschraubt, welcher flach genug ist, noch hinter der eigentlichen Gehäuseseitenwand Platz zu finden.



Das Ergebnis der ganzen Konstruktion:
Die Temperatur an der Northbridge sank von 60°C auf 47°C.
An den Kondensatoren konnte eine Senkung von 75°C auf 45°C erreicht werden.
Die Temperaturen wurden dabei jeweils vor und nach dem Umbau an der gleichen Stelle mit einem Foliensensor gemessen. Sie sind auf den Bildern auch erkennbar.
Einem vollkommen lüfterlosen Betrieb stand also nun nichts mehr im Wege.

Diese Art der Kühlung hat sich bei mir als eine Standardlösung ergeben. Jedes Mainboard und auch zB jede Grafikkarte wird auf diese Art und Weise und bei Bedarf entsprechend gekühlt.

Uwe

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