CALCUL DES DISSIPATEURS THERMIQUES
La résistance thermique d'un composant caractérise l'augmentation de
température occasionnée par la puissance dissipée. Rem : Un composant à semi
-conducteur (diode, transistor, circuit intégré ...) peut être détruit si sa température
interne ou température de jonction dépasse une certaine valeur. Pour les
composants ...
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Tj : température de la jonction ; Ta : température de lair ambiant.
La résistance thermique de lensemble est la somme des résistances thermiques :
Rth(J-C) : résistance thermique jonction/boîtier (donnée par le constructeur du composant),
Rth(C-R) : résistance thermique boîtier/radiateur (dépend des conditions de montage),
Rth(R-A) : résistance thermique radiateur/air (fournie par le constructeur du radiateur).
Rth = Rth(J-C) + Rth(C-R) + Rth(R-A)
La puissance dissipée par le composant est définie par la relation :
Pd = Tj Max - Ta
Rth
Si la température dépasse la valeur de TjMax, la puissance dissipable est nulle et il y a destruction de la jonction. Pour maintenir une température acceptable, il est nécessaire de monter le composant sur un dissipateur thermique ou radiateur.
Exercice :
Un régulateur de tension de type 7812 (en boîtier TO3) débite 1.5A.
La tension dentrée est de 20V.
Daprès les renseignements techniques du constructeur : TJMAX = 150°C ; Rth(J-C) = 4 °C/W.
Déterminons le type de radiateur nécessaire au montage pour maintenir son boîtier à 90°C (Tb) avec une température ambiante Ta de 25°C ( montage à sec : on prendra Rth(C-R)=0.25° C/W).
Modèle équivalent électrique :
Rth(J-C) Rth(C-R) Rth(R-A)
Tj Tb Ta
4°C/W 0.25°C/W ? ?
Correction :
Puissance dissipée par le régulateur : Pd=(Vs-Ve)xI=(20-12)x1.5= 12W.
Sachant que : Pd = Tj - Ta = Tj - Ta
Rth Rth(J-C) + Rth(C-R) + Rth(R-A)
On peut donc déterminer Rth(R-A), la résistance thermique du radiateur à utiliser :
Pd = Tb - Ta doù : Rth(R-A) = Tb - Ta - Rth(C-R)
Rth(C-R)+Rth(R-A) Pd
A.N. : Rth(R-A) = 90 - 25 - 0.25 = 5.16 °C/W
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CHOIX DU RADIATEUR (type et dimensions).
Valider le choix du radiateur en calculant la température de jonction obtenue.
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