étude thermique éléments finis

[quentino]

Bonjour tout le monde,

J'aimerai faire une étude thermique d'un circuit électronique avec des composants par éléments finis (via logiciel). Pour ensuite voir son comportement thermique avec un refroidisseur thermique.

Sachant que dispose de 2 transistors de puissance et 2 résistances de puissance et de plusieurs composants de de faible puissance, j'aurais voulu savoir si je pouvais négliger dans mon étude les composants de faible puissance?

Ou pensez-vous qu'il est important de représenter tous les composants avec leurs caractéristiques (puissance) lors de mon études?

Merci
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[Gwinver]

Bonjour.

Il faut considérer le rapport de dissipation ente les composants.
Ensuite, il faut profiter de l'étude pour s'assurer que les composants de puissance ne sont pas trop chauffés par la proximité des composants de puissance.

[quentino]

Bonsoir GWINVER,

Et comment on détermine le rapport de dissipation ente les composants?

[quentino]

Bonjour,

Je désire faire une analyse thermique via élément fini (Ansys Workbench) pour déterminer les empreintes thermique et par après choisir un refroidisseur.

Le PBA (circuit imprimé avec composants) est composé de 2xtransistors de 700W chacune et 2x résistances de 30W chacune (élément de puissance).
Mais il est aussi composé de plusieurs composants de faible puissance (environ 1w; 15W,...).

Pensez-vous nécessaire de réaliser cette étude avec tous les composants (environ 150 composants) ou uniquement en le réalisant avec les 4 composants de puissance? Je suppose que les faible éléments de puissance non aucun impacte sur le choix du type de refroidisseur?

Merci

[A voir en vidéo sur Futura]

[Antoane]

Bonjour,

S'il s'agit de dimensionner le dissipateur, effectivement les composants dissipant une relativement faible puissance sont sans intérêt : un dissipateur capable de dissiper 100 W avec une élévation de température raisonnable sera capable de dissiper 105 W avec une élévation de température raisonnable (même si ce "raisonnable" sera 5 % plus grand que le premier "raisonnable"). En particulier car le dimensionnement d'un dissipateur utilise des valeurs connues avec une grande incertitude (R(th j-a), Rth des TIM, etc.), ce qui oblige à prendre de la marge. Pour bien faire, tu peux estimer à la louche la puissance dissipée par l'ensemble des petits composants et ajouter celle-ci à celle dissipée par les "gros" composants.

S'il s'agit de réaliser le dimensionnement thermique complet, c'est moins évident : ce n'est pas parce qu'il dissipe relativement peu qu'un composant ne sera pas chaud. Exemple : une résistance en boitier 0603 dissipant 100 mW sera à environ 50 °C au-dessus de l'ambiant, alors qu'une résistance de 10 W dissipant 1W sera à peine tiède (+5 °C). Ce n'est pas Pd qu'il faut regarder, mais ΔT = Pd*Rth

[quentino]

Merci pour ta réponse.

En faite dans mon cas je dirais que c'est un peu des 2.
Mais le bute est de déterminer un refroidisseur et une alternative au refroidisseur comme par exemple une plaque froide avec circulation d'eau, ou encore l'utilisation de nitrure d'alumine afin d'améliorer le système.

Donc j'ai envie de ma facilité la tâche sans devoir faire une étude complète. Est ce un sens dans mon cas?

[Antoane]

Bonjour,

tu peux faire en deux ou trois étapes :
1. Vérification que les petits composants ne posent pas de problème
1b. S'occuper des éventuels petits composants (pouvant) poser problème d'après (1)
2. Dimensionnement du dissipateur en se basant sur les gros composants.

L'étape 1 se fait rapidement et n'a probablement pas besoin de FEA : à partir de la puissance dissipée par le composant, de son boitier, et des conditions environementales (température ambiante, convection naturelle ou forcée, etc.) on peut probablement se faire une bonne idée du stress thermique sur la majorité des composants. C'est plus délicat si la marge pour certains n'est pas énorme, et il faut alors faire une étude plus poussée, diminuer les pertes, ou améliorer le refroidissment.