tance thermique et sur des pro-blèmes posés par la température dans divers emplacements des transistors.
Les remèdes contre les anoma-lies de fonctionnement des tran-sistors de puissance, lorsque la température s'élève anormalement, sont leur montage avec des radia-teurs dissipateurs de chaleur. Les radiateurs les plus simples sont les radiateurs plans, décrits dan notre précèdent article.
Lorsquïl s'agit d·évacuer un grand nombre de calories, ce qui est le cas des éléments de puis-sance dont les pertes s'élèvent parfois à plusieurs centaines de watts, on ne peut plus utiliser de radiateurs plans et on fait appel à des radiateurs de formes spé-ciales à y-ande surface de refroi-dissement.
RADIATEURS MONTES Toute une 5amme de radiateurs en aluminium moulé est mise à la disposition des utilisateurs, et comprend des modèles analo5ues à celui de la fi5ure 7, permettant d'évacuer des pertes allant jusqu·à 500 à 600 W.
Ces refroidisseurs possédent en 5ènéral une partie surfacée à rem-placement de la fixation du dispo-sitif semi-conducteur, de manière à limiter le plus possible la résis-tance thermique entre le fond du boîtier et le dissipateur proprement dit.
Il va sans dire que le boîtier du semi-conducteur considéré doit é 5alement posséder une surface parfaitement plane. Au monta 5e, l'emploi d'une 5raisse silicone.
interposée entre les deux surfaces abaisse la résistance thermique du contact.
La fi5ure 7 représente un radia-teur du type 56283 de La Radio-technique-RTC. prévu pour des
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cotes en mm
FIG. 7
dispositifs redresseurs â fond plat et capable de dissiper jusqu·à 350 W. On obtient avec ce radia-teur une résistance thermique de 0,5 °C/W la dissipation en convec-tion naturelle étant de 200 W.
Si l'on utilise un système de refroidissement par air forcé avec une vitesse de rair de 3
m is .
la résistance thermique du refroi
<lisseur tombe à 0.2 °C/W.
Il convient de savoir qu·en ré.!ime de ventilation forcée, la résistance thermique d·un refroi-disseur est pratiquement indépen-dante de la puissance calorifique à évacuer, mai elle dépend de la vitesse du flux d·air. Elle est d·autant plus faible que la vitesse du flux d·air est 5rande.
DONNEES TIIERMIQUES D"UN REDRFSSEUR Chaque dispositif semi-conduc-teur peut être doté d'un réseau thermique complet. li s·agit d·un redresseur de 100 A du type BYX32 pouvant dissiper au maximum 150 W. U possède une résistance thermique jonction-fond de boîtier (voir définitions dans notre précédent article) de 0.4 °C/W et admet une tempé-rature maximum de jonction de 190°c.
DETERMfNATION DU RADIATEUR Soit un redresseur BYX 32.
utilisé dans un monta4e triphasé.
et devant délivrer un courant
moyen lFi\ v de 65 ampères à une température ambiante de 40 °C.
Le réseau correspondant permet rapidement de déterminer la résis-tance thermique du refroidisseur à utiliser. Nous allons donc appli-quer le processus indiqué précé-demment .
Dans la partie gauche à partir du point 65 ampères, sur la courbe des pertes en triphasé, nous déter-minons la puissance dissipée P101 soit 90 W. En regard nous trou-vons la température du fond du boitier Tlb
= .
154 °C. Dans lapar-tie droite, à partir du point de température ambiante 40 °C, l'in-tersection de la droite partant de cc point avec celle joignant pertes et température de fond de boîtier nous donnera la valeur Rthfb.amb·
Cette va leur est de 1,3 °C/W. La résistance thermique de fixation pu-bliée étant de 0, 1 "C/W, celle du refroidisseur sera donc :
R,hr.amb
=
R..hfb.amb - R..hfb.r d'où :R,hramb
=
1,3 - 0,1=
1,2 °C/W.Dans ces conditions de fonction-nement, la température de jonctiort Ti sera de :
Tj
=
T,mb ➔ Ptc>1 (R.,.hj,fb +Rthfb.r + Rihr.amb) soit :
Ti
=
40 1 90 (0,4 + 0, l + 1,2) ~ ,, 190 "C.CAS D"UN RADIATEUR AVEC PLUSIEURS
RFDRESSEURS Certains radiateurs sont conçus pour recevoir deux dispositifs semi-conducteurs. Ces derniers peuvent être identiques au point de vue pertes et. dans ce cas, la résistance thermique du radia-teur doit être déterminée pour évacuer le double des pertes de chacun des éléments.
Par contre, dans le cas où les pertes de chacun des dispositifs sont différentes, la détermination du radiateur doit être basée sur l'élément qui dissipe le plus.
Con~idérons par exemple le cas N' 1 225
*
Page 12756 280 pertes d"un thyristor sont supé-rieures à celles d'un redresseur. La puissance totale dissipée est la somme des dissipations de cha-que élément, ce qui donne :
P101 = 15 + 35 = 50 W p - 128
*
N" 1 225Il en résulte que la rcs1stance thermique du radiateur sera donnée par la formule 10 : indi-cations thermiques soient publiées sous forme d'abaques avec en convection naturelle. Dans ces conditions, l'abaque de la figure 9 permettra facilement de déterminer la résistance ther-mique du radiateur.
Partant du point de puissance considéré, 2,5 W, sur la partie droite, rhorizôntale coupe la droite mtcressant le radiateur donné au point A. A partir de indi-quera la résistance thermique R1hr . amb du radiateur, soit d"une ventilation forcée. Les flèches fi~urant sur la partie extrême droite indiquent, pour chaque type de radiateur la puissance à partir de laquelle, dans le cas d"une venti-lation forcée. la résistance ther-mique du refroidisseur est prati-quement constante. type de radiateur donné, !"horizon-tale coupe la courbe de ce indiquant la vitesse d"air requise, soit ici, 0.8 mis environ. Pour une applications, la liniite supérieure de la puissance étant de l'ordre du mégawatt et plus.
Le monta11e pratique des re-dresseurs à diodes au silicium, utilise les schémas classiques bien connus adoptés antérieurement avec les diodes à vide et toutes les autres diodes semi-conductrices.
On distin!l,uera principalement les redresseurs monophasés et les redresseurs polyphasés, notam-ment les triphasés.
Pour faciliter l'expdsé, on supposera dans certains cas que les diodes considérées se compor-tent de façon idéale, en polarisation inverse.
Lorsque la puissance d'un redresseur est relativement e1,rande il faut munir celui-ci d"un néces-sitent qu'une surveillance très réduite même dans les installa-tions de gande puissance.
Cependant, elles ont une tenue à la surcharge de courant bien déli-mitée et sont sensibles aux pointes de surtension, même de courte durée. Pour cette raison, il est nécessaire de choisir soigneuse-ment les redresseurs pour n'ini-portc quelle application parti-culière en prenant :1arde aux
directe, dans le premier quadrant.
et la caractéristique inverse dans le troisième quadrant.
_ ,
/+)- - .
Le échelles ne sont pas les mêmes dans les deux quadrants. la) Pour la caractéristique directe.
Re V5
1 est en ampères et pour la carac-tèristiq ue inverse, 1 est en micro-ampères.
En examinant la caractéristique directe oit voit qu'au-dessous d"une certaine tension VF1, seul un faible courant traverse le redres-seur.
__ t
(-)
A
A l"ori 5ine. le courant au5- lu) mente. approximativèment, selon une loi exponentielle, en fonction de la tension de sens direct.
Au-delà d·une certaine tension, comprise normalement entre 0.5 V et I V, la caractéristique devient presque linéaire, le courant n'étant à peu près limité que par la
En polarisation inverse, les redresseurs présentent une très forte résistance et, pour cette men-tation supplémentaire, même petite, de la tension inver e conduirait redresseur diminue k..:i:rcmcnt lorsque la température -croît et la composante ohmique au5mente.
Le courant inverse et la tension
celle-ci. Le données numériques concernant ces caractéristiques im-portantes, fi5urent dans les notices transitoire quelconque accidentelle de l'alimentation. Cette tension doit rester inférieure à la tension de claquage.
Une autre spécification maxi-male de tension est VRPM (max)• capacité thermique du redresseur est faible.
Pour l'emploi des redresseurs à des puissances élevées, il est nécessaire d'adjoindre au redres-seur un systéme de refroidissement approprié de façon à écouler la chaleur dégagée par la jonction, pour assurer ainsi que la spécifi-cation maximale de température.
de fond du boîtier n'est pas dépas-sée. Normalement, ce refroidis-sement est assuré si l'on fixe, par écrou et boulon, la base du redres-seur sur un radiateur refroidi par convection. Mais, il est quel-quefois nécessaire de recourir, dans les équipements importants, au refroidissement par air fnrcé.
Dans chaque cas, le système de refroidissement doit être prévu pour permettre le fonctionnement à la puissance maximale requise et à la température ambiante désirée, sans que la spécification maximale de température de fond de boîtier soit jamais dépassée (voir l'étude précédente). que pendant l"alternanœ posi1i,·e de la tension d"c:ntrée et reste bloqué durant !"alternance néga-tive. Aux bornes de la résistance alternativement suivant le i;ne de la tension 1.ren tréi:. Les deux
!"alternance négative. On obtient donc, là aussi. un redressement les éléments redresseurs sont parfaits. c'est-à-dire qu'ils ont une résistance quasi nulle dans le sens direct et une résistance infinie dans le sens inverse, on peut calculer ces monta~cs d"une manière plus simple c1 en J~duire leurs principak, ca1ac1~, i,tiques.
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