Refroidissement des CI - Académie de Nancy-Metz

 Cours
Fonction Alimentation
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Refroidissement des semi-conducteurs
TSTI
1 – Résistances Thermiques
La résistance thermique correspond à l’augmentation de température occasionnée par la puissance dissipée.
) Le composant doit dissiper une puissance thermique Pd
) L’air au voisinage du composant est à la température ambiante notée TA
) La partie active du semi-conducteur est à la température de jonction notée Tc
On obtient alors la résistance Thermique Jonction-Ambiant comme étant le rapport : RthJA =
TJ − TA
Pt
La résistance thermique s’exprime en degré Celsius par Watt ( °C/Watt )
2 – Modélisation des résistances thermiques
Le modèle équivalent permettant de situer les résistances thermiques est le suivant :
Avec :
RthJC : Résistance thermique jonction-boitier
RthCR : Résistance thermique boitier-radiateur
RthRA : Résistance thermique du radiateur à
implanter
T j : Température de Jonction
T A : Température ambiante
Pd : Puissance dissipée par le composant
Ce qui nous donne comme équation :
Le montage d’un radiateur sur
un composant crée une
résistance thermique entre le
boîtier du circuit et le radiateur,
que l’on appelle RthCR .
La résistance thermique de contact boitier-radiateur RthCR peut posséder plusieurs valeurs suivant que le contact se
fait avec ou sans graisse silicone d’une et mica isolant d’autre part (voir tableau 1, 2 et 3)
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3 – Puissance dissipable par un semi-conducteur
La puissance maximale dissipée par un semi-conducteur dépend de la température de boitier Tc.
Elle est définie conventionnellement pour une température ambiante TA de 25°C, ce qui donne :
Si la température dépasse la valeur de Tjmax, la puissance dissipable est nulle. Il y a destruction de la jonction. Pour
maintenir une température ambiante acceptable, il est nécessaire de monter le composant sur un dissipateur ou
radiateur :
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4 – Exemple d’application
Soit un transistor dont la tension Vce est soumise à 10V, sous un courant Icmax de 1A. La résistance thermique
jonction boitier étant de 3°C/W (boitier TO3).
Déterminez le type de radiateur nécessaire au montage pour maintenir son boitier à 65°C, à température ambiante
de 25°C. Le montage du radiateur se fait à sec.
5 – Choix du radiateur
Le choix du radiateur en plaque métallique se fait en suivant l’abaque ci-dessous :
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La correspondance entre la Rth et le type de plaque donne la longueur de coupe.
La page suivante présente différents radiateurs ainsi que leur longueure de coupe fonction de la Rth.
=
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