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Dimensionnement d'un radiateur

Dimensionnement d'un radiateur

Quand on choisit un interrupteur statique, plusieurs critères sont  donc à prendre en compte :

- son type ( lié à la puissance, à la fréquence de commutation nécessaire, à la commande disponible )

- critères électriques : courant moyen ( dépend de la charge ) et tension inverse ( liée au réseau )

- estimation des pertes : résistance dynamique, tension de seuil, tension à l'état passant…

- critères thermiques : Rth, température de jonction maximale pour dimensionner le radiateur.

 

Il est important d’avoir une estimation des pertes P dans le semi-conducteur ( au niveau de la jonction ) pour dimensionner correctement le dissipateur thermique qui permettra d'évacuer l'énergie à l'extérieur du composant pour que sa température n'augmente pas trop.

L'évacuation des pertes s'effectue par conduction, par convection et par rayonnement.

Le composant supporte une température de jonction maximale  : le DT maximum est donc connu.

Le modèle thermique utilisé se traduit par la formule :


DT = Rth.P 
ou P est la puissance dissipée et  Rth : résistance thermique exprimée en °C/W

 

Cette résistance thermique Rth se compose de :

  • Rthjc : résistance thermique jonction-boitier (case en anglais) qui ne dépend que du composant
  • Rthcr : résistance thermique boitier-radiateur qui dépend du mode de fixation sur le radiateur (peut être diminuée par utilisation de graisse aux silicones)
  • Rthra : résistance thermique radiateur-ambiant qui dépend de la forme du radiateur, du type de convection (naturelle ou forcée)…

Le DT du composant étant connu, en appliquant : DT = SRth.P on trouve la résistance thermique globale maximale

Puis en utilisant : SRth = Rthjc + Rthcr + Rthra on trouve la résistance thermique maximale du radiateur.

On choisit ensuite le radiateur dans un catalogue (formes variées).

 

Exemples de formes de radiateurs