Partout où de l'énergie électrique est générée, il y a aussi une dissipation d'énergie qui chauffe les composants. Cette chaleur doit être évacuée pour éviter la surchauffe. Pour les semi-conducteurs, il existe une température de jonction maximale au-dessus de laquelle le semi-conducteur cesse de fonctionner. La bonne méthode pour dissiper l'excès de chaleur dépend fortement des conditions mécaniques et environnementales, ainsi que du domaine d'application. Le refroidissement par conduction est un moyen de transporter la chaleur sans avoir besoin de ventilateurs, et le fait de fournir un cadre métallique rend la solution encore plus robuste !
5 Things to Know about the Train Control System menTCS
5 choses à savoir sur le refroidissement par conduction (CCA)
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27 Juin 2018
5 choses à savoir sur le refroidissement par
conduction (CCA)
2. 2
Dissipation thermique pour les environnements difficiles
Partout où de l'énergie électrique est générée, il y a aussi une dissipation d'énergie qui
chauffe les composants. Cette chaleur doit être évacuée pour éviter la surchauffe. Pour
les semi-conducteurs, il existe une température de jonction maximale au-dessus de
laquelle le semi-conducteur cesse de fonctionner. La bonne méthode pour dissiper l'excès
de chaleur dépend fortement des conditions mécaniques et environnementales, ainsi que
du domaine d'application. Le refroidissement par conduction est un moyen de
transporter la chaleur sans avoir besoin de ventilateurs, et le fait de fournir un cadre
métallique rend la solution encore plus robuste !
1 : Quelle est la différence entre le refroidissement par conduction et le refroidissement par
convection ?
2 : Quels sont les avantages du refroidissement par convection par rapport au
refroidissement par conduction ?
3 : Existe-t-il des composants COTS refroidis par conduction ?
4 : Y a-t-il d'autres arguments en faveur du refroidissement par conduction en plus de
l'absence de ventilateurs ?
5 : Quelle plage de température peut être atteinte avec le refroidissement par conduction ?
3. Quelle est la différence entre
conduction et refroidissement par convection ?
▪ Le refroidissement par convection est la méthode la plus simple pour refroidir les
assemblages de cartes. Il se fait en guidant un flux d'air le long de la surface à
refroidir. Le refroidissement par convection forcée utilise des ventilateurs pour
souffler et diriger l'air vers les composants électroniques avec ou sans dissipateurs
thermiques.
▪ Le refroidissement par conduction optimise le contact thermique pour conduire la
chaleur de la source à la paroi extérieure du boitier. Le boitier devient lui-même un
radiateur.
4. Quels sont les avantages du refroidissement par
convection vs. refroidissement par conduction ?
Refroidissement par convection forcée de l'air :
▪ C'est la méthode de refroidissement la plus efficace qui peut être réalisée facilement et à peu de
frais. Bien que l'installation mécanique soit simple, certains facteurs peuvent s'avérer être de
sérieux inconvénients, selon l'application. Avec l'air qui s'écoule, les impuretés et les liquides
peuvent s'infiltrer dans l'appareil et peuvent causer des dommages. Un système de filtrage
complexe peut réduire ce risque, mais un entretien régulier est nécessaire pendant le cycle de vie
de l'équipement. Les ventilateurs de refroidissement ont également une durée de vie limitée et leur
défaillance peut entraîner la perte totale de certains composants électroniques.
Concepts refroidis par conduction :
▪ Ils offrent une plus grande souplesse que la convection, en particulier dans des conditions
extrêmes. Cependant, le refroidissement par conduction nécessite une mise en œuvre minutieuse.
Des mesures appropriées doivent être prises pour maximiser le transfert thermique entre le
composant électronique refroidi et la paroi du boitier. D'une part, cela est assuré par le choix des
bons matériaux. D'autre part, les cartes à l'intérieur du boitier doivent être correctement orientées,
et les éléments conducteurs pour le refroidissement doivent avoir des masses telles qu'un
transport de chaleur optimal soit garanti.
5. lhhExiste-t-il des COTS refroidis par conduction ?
Composants disponibles ?
Oui, bien sûr, bien sûr.
Les normes IEEE 1101.2-1992 décrivent les
spécifications pour les cartes Eurocard - donc toutes les
cartes VMEbus et CompactPCI. Pour toutes les cartes
cPCI et cPCI-Série, MEN propose également des
enveloppes de refroidissement par conduction et
même un système COTS complet refroidi par
conduction.
Il existe également des normes VITA pour les cartes
PMC et autres modules enfichables. De plus, MEN
pilote un nouveau standard combinant les technologies
PICMG et VITA pour les modules COM robustes :
Rugged COM Express (RCE) ou VITA 59. Cette norme
définit un circuit imprimé légèrement adapté pour
réaliser une enveloppe massive de refroidissement par
conduction.
6. Existe-t-il d'autres arguments en faveur du refroidissement
par conduction en plus de ne pas utiliser de ventilateurs ?
Pour qu'un calculateur soit vraiment durci, il a besoin d'un boîtier robuste pour
résister à des conditions climatiques extrêmes. Avec le bloc de métal massif qui
est nécessaire pour le refroidissement par conduction, d'autres avantages
viennent s'ajouter pour protéger l'électronique à l'intérieur. Cela inclut la
protection contre la poussière, les produits chimiques ou l'humidité à l'intérieur
d'un boitier étanche et la résistance aux chocs et aux vibrations en fixant
fermement le bloc de métal à la carte porteuse ou au boitier du système.
Les modules COM Express durcis
sont même à 100% immunisés à
la CEM grâce au couvercle en
aluminium sur le dessus et sur les
quatre côtés, ainsi qu'au couvercle
inférieur de la carte porteuse.
7. Quelle plage de température peut être
atteint avec le refroidissement par conduction ?
En fonction de la puissance dissipée et des composants utilisés, la plage de
température typique des produits MEN avec refroidissement par conduction est
de -40 à +85°C. Cela convient parfaitement aux applications ferroviaires qui
nécessitent pour l'équipement des plages de température de -40 à +70°C avec
des pointes de 10 minutes à +85°C selon la norme EN 50155. Avec la robuste
famille de modules COM Rugged COM Express, 5°C supplémentaires peuvent être
dissipés en moyenne, en fonction du processeur.
Chez MEN, tous les produits peuvent être testés et qualifiés dans notre
laboratoire d'essai interne pour fonctionner
dans des plages de températures étendues.
➢ Aperçu de nos compétences sur notre
site internet
➢ Vidéo: Rencontre entre un module
COM Express et un module RCE