De nos jours, la dimension des appareils électroniques devenant de plus en plus petite, la gestion thermique est de plus en plus importante dans la phase de conception.

La température du composant est un facteur clé de la fiabilité des performances des appareils électroniques ainsi que de la durée de vie de l’appareil, le maintien de la température de fonctionnement du composant dans la plage définie par le concepteur de l’appareil peut bien réaliser la fiabilité et la longue durée de vie.

Le dissipateur thermique doit aider le composant à transférer la chaleur à l’environnement de refroidissement, de sorte que la température de l’appareil ne dépasse pas la température de fonctionnement maximale.

Termes courants :

Nous parlerons de quelques termes courants avant de parler de la sélection du dissipateur thermique, c’est nécessaire pour les personnes qui ne sont pas familières avec la conception des dissipateurs thermiques. Si vous le savez très bien, vous pouvez passer cette section et passer à la partie suivante.

Q : puissance totale de dissipation thermique, l’unité est W

Tj : température maximale de jonction de l’appareil, l’unité est de °C

Tc : température de la boîte d’emballage, l’unité est °C

Ts : température du dissipateur thermique, l’unité est °C

Ta : température ambiante, l’unité est °C

Courbe PQ du ventilateur : l’unité est CFM, P est la pression, Q est le débit d’air.

Dimension du dissipateur thermique : L (longueur) * W (largeur) * H (hauteur)

Résistance thermique :

Lorsque la chaleur est transférée à l’intérieur d’un appareil par conduction thermique, la résistance rencontrée est appelée résistance thermique. La résistance rencontrée par la chaleur dans le trajet du flux de chaleur reflète la capacité de transfert de chaleur, indiquant la taille de l’élévation de température causée par 1W de chaleur, en °C/W

Trois résistances thermiques importantes :

1. Rjc : résistance thermique de la jonction du transistor au boîtier

2. Rcs : résistance thermique du boîtier au dissipateur thermique

3. RSA : résistance thermique du dissipateur thermique à l’air ambiant

La résistance thermique totale de la jonction à l’air ambiant est Rja = Rjc + Rcs + Rsa

Avez-vous besoin d’un dissipateur thermique ?

Cela dépend, si la chaleur du transistor peut se dissiper avec succès dans la température ambiante, alors vous n’avez pas besoin d’un dissipateur thermique, sinon, alors un dissipateur thermique est absolument nécessaire.

Par exemple, si la résistance thermique de la jonction à la température ambiante est de 62 °C/W et que le transistor dissipe 2,86 W, cela signifie que la température est de 177 °C. En supposant que la température ambiante est de 48 °C, la température de jonction sera de 225 °C, cela dépasse la température maximale du silicium de 150 °C et détruira le transistor, alors un dissipateur thermique est nécessaire pour aider à la dissipation thermique.

Définir la résistance thermique du dissipateur thermique

Avant de commencer à sélectionner un dissipateur thermique, vous devez définir la résistance thermique du dissipateur thermique, Rsa=Rja ((Ts - Ta)/Q)-Rjc-Rcs.

La température de l’air ambiant Ta dépend de l’environnement de fonctionnement de l’appareil, de la résistance d’interface Rcs peut être obtenue auprès des fabricants de matériaux ou des fabricants de dissipateurs thermiques.

Choisissez un dissipateur thermique

Vous devez savoir que le flux d’air est naturel ou à convection forcée lors du choix d’un dissipateur thermique :

La convection naturelle est l’écoulement causé par le champ de température inégal du fluide lui-même sans dépendre de forces externes telles que des pompes ou des ventilateurs.

La convection forcée fait référence au mouvement d’un fluide entraîné par des forces externes telles que des ventilateurs, des pompes, une aspiration, etc.

Si vous disposez d’un espace limité, vous pouvez opter pour un dissipateur thermique et un ventilateur de petite taille. Si votre espace est assez grand, vous pouvez choisir un dissipateur thermique à convection, il sera moins cher que l’ensemble dissipateur thermique + ventilateur.

Types de dissipateurs thermiques

Les types de dissipateurs thermiques les plus courants sont les suivants :

Pour résumer, lorsque l’on choisit un dissipateur thermique :
1. Nous devons décider si nous avons besoin d’un dissipateur thermique.
2. Définir la résistance thermique
3. Choisissez un dissipateur thermique