Brevet FR2101205A1 — publié le 19720331

La présente invention concerne un dispositif pour la commande du courant, du type à l'état solide, pour grande intensité, tel qu'un ensemble redresseur de courant pour grande intensité, comprenant une rondelle en matière semieonductrice 5 et plus particulièrement un dispositif perfectionné pour refroidir la rondelle pendant le passage de courants de grande intensité à travers l'ensemble. Pour la conversion et la commutation, des courants~ électriques des éléments de commande du courant à l'état soli-10 de, appelés en général des dispositifs semiconducteurs, sont utilisés de plus en plus- Quand ces dispositifs sont convenablement formés et utilisés ils sont caractérisés par une grande sûreté de fonctionnement, des dimensions réduites, une longue durée de vie et un entretien faible. Couramment utilisés en 15 raison de leurs caractéristiques redresseuses, ces dispositifs peuvent être réalisés pour supporter des tensions inverses élevées avec des fuites de courant négligeables et pour le passage d'un courant direct de grande intensité avec une chute de tension minime. Des redresseurs en semiconducteur actuellement 20 disponibles ont des caractéristiques nominales permettant la conduction de courants de centaines d'ampères, d'une façon continue ou intermittente. Cépendant, pour certaines applications de grande puissance ces dispositifs pour courants importants peuvent être soumis transitoirement pendant des durées prolongées 25 à des courants bien plus importants en raison de surcharges ou de dérangements, auquel cas la perte d'énergie et la chaleur engendrée résultante peuvent augmenter brusquement dans la rondelle en semiconducteur à des valeurs extrêmement élevées. Ainsi qu'il est connu, une matière semiconductrice est caractérisée 30 par des limites définies de la température qui ne doivent pas être dépassées pour éviter 1 'endommageaient du dispositif. Quand la marche en surcharge est sévère (par exemple dans le cas d'un courant traversant le redresseur pendant des durées prolongées, mesurées en secondes, avec des intensités très supérieures à 35 l'intensité normale), il est souvent nécessaire de réduire considérablement la valeur nominale d'utilisation du redresseur en fonctionnement continu. 71 28463 2 2101205 Différents systèmes de refroidissement ont été proposés pour limiter l'élévation de la température de la matière semiconductrice pendant les périodes de fonctionnement à des intensités élevées, mais ces dispositifs de refroidissement 5 ne sont pas aussi efficaces que désiré en cas de surcharge sévère. Dans certains cas, ce manque d'efficacité a nécessité la connexion en parallèle de plusieurs redresseurs, chacun pouvant individuellement supporter le courant nominal en fonctionnement continu, afin de partager le courant de surcharge et de 10 réduire ainsi l'élévation de la température de chaque redresseur pendant une surcharge. Un type courant de dispositif de refroidissement comporte un ou plusieurs dissipateurs de chaleur en métal ayant une haute conductivité thermique, l'ensemble comportant la rondèl-15 le semiconductrice étant serré entre ces dissipateurs de chaleur. Dans les systèmes de ce type, des quantités modérées de chaleur sont transférées de l'ensemble comportant la rondelle aux dissipateurs de chaleur par conduction. Dans certains cas, une circulation forcée d'un fluide réfrigérant est utilisée 20 pour refroidir les dissipateurs de chaleur pour augmenter la vitesse à laquelle les dissipateurs de chaleur dissipent la chaleur extraite de l'ensemble à rondelle. Bien que cette combinaison soit relativement simple, elle n'est pas aussi efficace que cela peut être désiré pour 25 les circuits considérés ci-dessus quand il peut exister des surcharges et des courants de dérangement de longue durée. Un autre inconvénient de cette combinaison est que l'ensemble comportant la rondelle doit être bloqué contre le dissipateur de chaleur avec une force relativement importante pour limiter 30 la résistance thermique et la résistance électrique au joint entre le dissipateur de chaleur et l'ensemble à rondelle. Cela nécessite d'une part un dispositif de blocage massif, mais d'autre part accentue le problème relatif au désaccord des coefficients de dilatation thermique de la rondelle semiconductrice 35 et du métal des dissipateurs de chaleur. Ce dernier problème a été résolu jusqu'ici en utilisant des plaques d'appui solides en tungstène ou en matière analogue, mais ces plaques d'appui l 71 28463 3 2101205 ont l'inconvénient d'établir une impédance additionnelle pour le transfert rapide de la chaleur à partir de l'ensemble à rondelle . la présente invention a pour objet un dispositif hau-5 tement efficace pour refroidir la rondelle en semiconducteur, ce dispositif ne nécessitant pas les forces importantes de serrage habituelles pour les dispositifs antérieurs du type à dissipateurs de chaleur bloqués, l'invention a aussi pour objet un dispositif de re-10 froidissement hautement efficace ne nécessitant pas d'éléments d'appui solides mécaniquement pour la rondelle en semiconducteur. l'invention a aussi pour objet un'dispositif de refroidissement hautement efficace utilisant un liquide réfri-15 gérant, et comportant un minimum de joints et de barrières à l'état solide entre la rondelle de semiconducteur et le réfrigérant gênant le transfert de la chaleur au réfrigérant. L'invention a aussi pour objet un dispositif pour extraire la chaleur de la rondelle de ce conducteur non seule-20 ment par conduction mais aussi par convection et plus particulièrement par pompage d'un métal liquide réfrigérant à travers un passage de refroidissement étroitement voisin de la rondelle pour qu'il existe une bonne relation de transfert de là chaleur entre le liquide et la rondelle, 25 L'invention a aussi pour objet un dispositif pour pomper le métal liquide réfrigérant à travers le passage pour le réfrigérant avec un débit variant directement avec le courant traversant la rondelle afin d'obtenir un effet de refroidissement supérieur quand cela est nécessaire, 30 L'invention a aussi pour objet une pompe et un cir cuit pour le fluide simples pour le pompage et la circulation du métal liquide réfrigérant, la pompe et le circuit étant tous deux effectivement partie intégrante de l'ensemble redresseur. Cette incorporation évite la nécessité d'une partie extérieure 35 de circuit, de raccords pour relier la partie extérieure du circuit à l'ensemble redresseur et de dispositifs pour établir un isolement électrique entre la pompe et l'ensemble redresseur. 71 28463 4 2101205 l'invention a aussi pour objet l'utilisation de métal liquide réfrigérant poux le passage du courant électrique vers et depuis la roptdelle en matière semiconductrice afin d'éviter la nécessité de conducteurs à l'état solide massifs dans 5 ce but entre le réfrigérant et la rondelle. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante, donnée à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : 10 - la figure 1 est une vue en élévation et partielle ment en coupe d'un ensemble redresseur selon un mode de mise en oeuvre de l'invention; - la figure 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1 ; 15 - la figure 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 2; - la figure 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 1 j - la figure 5 est une coupe d'une partie d'un redres-20 seur selon ma autre mode de mise en o#b.vre de l'invention; - la figure 6 est une vue en élévation et partielle- » ment en coupe d'un ensemble redresseur selon un autre mode de mise en oeuvre de l'invention; - la figure 7 est une coupe d'une partie de l'ensem-25 ble de la figure 6 mod.ifiée selon un autre mode de mise en oeuvre de l'invention; et - la figure 8 est une vue en plan du noyau de la figure 7. La figure 1 représente un ensemble redresseur pour 30 grande intensité comportant une rondelle 12 en matière semi-conductrice, telle que du silicium. Cette rondelle comporte deux faces planes opposées, de préférence parallèles,et de préférence aussi portant un revêtement mince protecteur d'un métal tel que le nickel inerte chimiquement dans le- cas du milieu 35 environnant considéré. La composition spécifique de ce revêtement n'est pas une partie de la présente invention. La rondelle en silicium comporte au moins deux couches contiguës ayant 71 28463 5 2101205 des conductivités de types différents (typiquement P et ÏT) qui forment entre elles une jonction redresseuse inférieure de grande superficie d'une façon générale parallèle aux faces de la rondelle, la rondelle peut fonctionner en diode simple, auquel 5 cas elle comporte seulement une jonction redresseuse (PN) unique, ou bien elle peut fonctionner en thyristor (c'est-à-dire en redresseur commandé), auquel cas elle comporte des jonctions PU supplémentaires et des éléments de commande convenables, dans les deux cas suivant les combinaisons classiques qui sont 10 indifférentes du point de vue de la présente invention» le bord de la rondelle en silicium est en général chanfreiné le long du pourtour extérieur de la jonction PN, et il est couvert d'un revêtement protecteur 15 en matière isolante à l'état solide convenable, par exemple en caoutchouc de silicone. 15 la rondelle en semiconducteur 12 ayant des revêtements sur les surfaces est parfois appelée ci-après "corps en forme de disque". Cette expression est cependant utilisée pour désigner aussi bien une rondelle en semiconducteur sans revêtement qu'une combinaison d'une rondelle en semiconducteur et d'un 20 ou plusieurs supports liés à la rondelle en semiconducteur. l'expression "corps en forme de disque" est aussi utilisée pour désigner tua corps du type considéré ci-dessus ayant un pourtour non circulaire aussi bien qu'un pourtour circulaire, la rondelle en silicium 12 est montée entre deux anneaux de montage 18 25 espacés. Ces anneaux sont de préférence en matière céramique ayant sensiblement le même coefficient de dilatation thermique que le silicium de la rondelle 12. la rondelle en silicium est en sandwich entre ces deux anneaux qui sont- assemblés sous une pression modérée ainsi qu'il est expliqué en détail ci-après. 30 Chaque anneau porte un revêtement 19 en caoutchouc de silico-ne sur la surface portant contre la rondelle 12 pour établir un joint résistant à la pression du fluide entre les éléments 12 et 18. Un isolateur cylindrique 20 faisant partie d'une en-35 veloppe isolante pour le pourtour de la rondelle entoure les anneaux 18 et la rondelle 12. les anneaux sont assemblés à l'isolateur par deux éléments annulaires en métal en feuille 21 . 71 28463 6 2101205 Chacun de ces éléments annulaires comporte une partie cylindrique 22, un rebord radial en forme de "bride extérieure 23 à l'extrémité extérieure de la partie cylindrique 22 et un rebord radial en forme de bride intérieure 24 à l'extrémité intérieure 5 de la partie cylindrique» la bride extérieure de chaque élément annulaire est liée hermétiquement à la surface de l'extrémité correspondante de l'isolateur 20 et la bride intérieure est liée hermétiquement à l'anneau en matière céramique 18 correspondant. l'espace 25 situé entre les anneaux 18 et l'isolateur 10 20 est rempli d'un gaz inerte tel que l'argon ou l'azote. Dissipateurs de chaleur 30 l'ensemble scellé hermétiquement 12, 18s 20, 21 est monté entre deux dissipateurs de chaleur pratiquement identiques 30, chacun comportant un élément extérieur de forme géné-15 raie tubulaire 35 en métal d'une conductivité élevée tel que du cuivre» et un noyau 60 principalement en cuivre. Chaque élément extérieur 35 comporte une extrémité intérieure cylindrique 31 engagée dans l'un des éléments annulaires 21, cette partie cylindrique comportant une face d'extrémité 33 espacée d'une 20 faible distance de la bride 24 de l'élément annulaire. Chaque élément extérieur 35 comporte un alésage central 34 s'étendant longitudinalement et une paroi d'extrémité 36 du côté extérieur limitant l'alésage à l'extrémité extérieure. Chaque élément extérieur 35 comporte à l'extérieur plusieurs ailettes de re-25 froidissement 32 qui servent d'une façon classique au transfert de la chaleur du dissipateur à l'air environnant. les deux dissipateurs de chaleur sont serrés contre l'ensemble 12, 18, 20, 21 par des tirants 40. Ces tirants sont disposés dans la direction axiale de l'ensemble redresseur à 30 travers des trous appropriés des ailettes, et leurs extrémités filetées sont munies d'écrous 42. les pressions de serrage des tirants 40 sont transmises aux dissipateurs de chaleur par deux plaques de serrage 44 en matière diélectrique qui sont placées aux extrémités opposées de l'ensemble redresseur. Entre chaque 35 plaque de serrage 44 et le dissipateur de chaleur 30 voisin est placé un noyau en fer 46 dont la fonction est expliquée ci-après. Des rondelles élastiques 47 > de préférence des rondelles 71 28463 7 2101205 Belleville, sont placées entre les écrous 42 et les plaques de serrage 44. Quand les écrous sont serrés, les rondelles 37 sont comprimées et exercent des forces de serrage sur les dissipateurs de chaleur 30 par l'intermédiaire des plaques de ser-5 rage 44 et des noyaux 46. Ces pressions serrent les dissipateurs de chaleur l'un vers l'autre avec 1'ensemble hermétique 12, 18, 20, 21 en sandwich entre les deux pour maintenir l'assemblage représenté. Pour des raisons qui apparaîtront plus clairement ci-après, un intervalle faible 49 rempli de métal liqui-10 de sous pression est laissé entre chaque surface d'extrémité 33 et la bride 24 voisine. Pendant le fonctionnement de l'ensemble redresseur, le courant passe entre deux bornes 82, une à l'extrémité supérieure, l'autre à l'extrémité inférieure de l'ensemble, le cou-15 rant passant vers le bas suivant la figure 1 quand la borne supérieure est la borne positive et quand la rondelle est à l'état non bloquant. Avec le refroidissement tel que décrit jusqu'ici,la rondelle 12 peut être choisie pour le passage d'un courant nominal permanent pour de nombreux circuits de grande 20 puissance sans qu'il en résulte de surchauffage. Cependant, des difficultés peuvent exister dans le cas de passage de courants d'intensités très supérieures pouvant exister pendant les surcharges et des courants de dérangement= Circuit -pour le fluide pour le métal liquide réfrigérant 25 Comme il a été indiqué ci-dessus un but de l'inven tion est de réaliser un dispositif de refroidissement hautement efficace pouvant dissiper les quantités de chaleur supérieures résultant de ces conditions de surcharges et de dérangement, en utilisant la convection ainsi que la conduction pour l'ex-30 traction de la chaleur de la rondelle 12 pendant ces périodes » Suivant le mode de réalisation représenté, le dispositif de refroidissement comporte une pompe électromagnétique 50 qui fonctionne de la façon expliquée ci-après pour forcer un métal liquide réfrigérant à circuler vers le haut à travers un pas-35 sage 52, ensuite radialement vers l'extérieur le long de la surface intérieure de la rondelle 12 et ensuite vers le bas à travers un passage annulaire 70 le long de l'alésage 34 de l'élé 71 28463 8 2101205 ment extérieur 35 du dissipateur de chaleur. Pour délimiter les passages de circulation du métal liquide réfrigérant, le noyau 60 de forme générale cylindrique du dissipateur de chaleur est placé à l'intérieur de l'alésage 5 34 de chaque élément tubulaire extérieur 35, et il est fixé à la paroi d'extrémité 36 de cet élément tubulaire. Comme les noyaux 60 sont identiques, un seul est décrit en détail. Le noyau inférieur 60 comporte un corps principal 61 en matière hautement conductrice, telle que du cuivre, et deux pièces po-10 laires en fer 62 convenablement fixées à l'extrémité inférieure du corps principal 61. Chaque pièce polaire 62 a une forme sensiblement Boni-circulaire de la façon représentée sur la figure 2 et les deux pièces sont séparées par un canal diamétral 64 transversal par rapport à la face inférieure du noyau 15 60. Le noyau inférieur 60 comporte une surface supérieure en cuvette 66 à peu de distance de la rondelle 12 pour former un passage 68 entre cette surface supérieure 66 et la surface inférieure de la rondelle 12. Comme le montre la figure 4, le 20 passage 68 situé au-dessus du noyau 60 et le passage 64 situé en dessous du noyau communiquent par un passage 52 qui s'étend d'une entrée 52a à l'extrémité du canal 64 jusqu'à une sortie 52b au centre de la surface supérieure 66 du noyau. La surface périphérique,extérieure du noyau 60 est espacée radialement 25 vers l'intérieur par rapport à l'alésage 34 pour former le passage annulaire 70 entre le pourtour du noyau et l'alésage 34. Ainsi que le montre la figure 4, un bouchon 69 en matière diélectrique est placé à l'extrémité de gauche du canal 64 afin d'empêcher le réfrigérant circulant vers la gauche à travers 30 le canal 64 de passer directement dans le passage annulaire 70 à partir de l'extrémité de gauche du canal 64. Quand la pompe électromagnétique 50 est excitée, elle fait circuler le métal liquide sur le trajet indiqué par les flèches 72 de la figure 4. Plus spécifiquement, la pompe fait 35 circuler le réfrigérant vers la gauche à travers le canal inférieur 64, ensuite vers le haut à travers le passage 52 et son ouverture 52b, ensuite radialement vers l'extérieur à travers 71 28463 9 2101205 le passage 68 pour descendre ensuite à travers le passage 70 et vers l'extrémité de droite du canal 64» En passant radialement vers 1'extérieur contre la surface inférieure de la rondelle 12» le métal liquide réfri-5 gérant extrait de la chaleur de la rondelle» En passant vers le bas à travers le passage annulaire 70 „ le réfrigérant chauffé cède de la chaleur à l'élément tubulaire 35 du dissipateur de chaleur, à travers la surface de l'alésage 34o Le réfrigérant relativement froid après avoir cédé la chaleur extraite 10 de .la rondelle 12 pénètre dans le canal. 64 pour circuler à nouveau à travers le passage 52 afin de revenir contre la rondelle 12 pour l'extraction de la chaleur» Dans la région entourant la partie supérieure 61 du noyau 60,le passage annulaire 70 a une dimension radiale sen-15 siblement uniforme à n'importe quel niveau axial donné. Cette unifor&ité de la dimension aide à distribuer l'écoulement orienté axialement uniformément autour du noyau en distribuant ainsi le transfert de la chaleur à l'élément tubulaire 35 d'une façon sensiblement uniforme sur tout le tour de l'alésage 34» Cepen-20 dant, au niveau des deux pièces polaires 62 le passage 70 est radialement .np ir. à. s .de l'entrée du canal 64 est supérieure à la dimension radiale "à 1'extrémité opposée du canal. Cet élargissement du passage d'écoulement à côté de l'entrée du canal permet au liquide ayant passé circulairement autour du noyau 25 de pénétrer dans le canal 64 sans perte de pression appréciable dans cette région. Bien que des métaux liquides de différents types puissent être utilisés comme réfrigérant dans le système de refroidissement selon l'invention, il est préférable d'utiliser l'allia-30 ge eutectique de sodium et de potassium habituellement appelé Nak-77» Cette matière est un excellent conducteur thermique, un excellent conducteur électrique, sa densité est faible et elle reste à l'état liquide dans une plage large des température#, c'est-à-dire de -12°C à 1000°C„ Un autre métal liquide pouvant être 35 utilisé est le mercure bien que sa densité soit très supérieure» D'autres métaux liquides pouvant convenir sont des mélanges de sodium, de potassium et de césium qui ont des températures de congélation particulièrement basses» 71 28463 10 2101205 Une bonne conductivité électrique du réfrigérant est une caractéristique importante' en particulier parce que le courant électrique circulant vers le bas à travers la rondelle 12 doit circuler verticalement à travers le métal liquide des deux passages 5 de refroidissement 68 situés sur les côtés opposés de la rondelle, ainsi qu'il apparaîtra plus clairement ci-après» La bonne conductivité électrique du métal liquide limite 1'échauffement provoqué par le passage du courant à travers le 'métal liquide présent dans les passages 68» Une bonne conductivité thermique est une carac-10 téristique importante parce que le métal liquide est utilisé pour extraire de la chaleur de la rondelle pendant son passage radialement vers l'extérieur contre chaque face de la rondelle„ Pompe électromagnétique 50 Une pompe électromagnétique habituelle comprend un conduit 15 contenant un liquide conducteur, un dispositif (pouvant être un aimant permanent ou un électroaimant) pour établir un champ magnétique transversalement au conduit dans le liquide conducteur et un dispositif pour faire passer du courant à travers le liquide perpendiculairement à la direction du champ magnétique. Le courant 20 et le flux magnétique réagissent d'une façon connue pour établir un gradient de pression dans le liquide conducteur afin que celui-ci soit forcé le long du conduit dans une direction perpendiculaire à la direction du champ et à la direction du courant. La pompe électromagnétique 50 selon l'invention fonctionne 25 de cette façon et elle comporte un dispositif dirigeant le courant pour forcer la plus grande partie du courant électrique traversant l'ensemble redresseur à suivre un trajet s'étendant verticalement à travers le réfrigérant conducteur présent dans le canal 64. Ce dispositif directeur du courant comporte une électrode 76 placée 30 dans le canal 64 et qui a la forme d'une barre longue dont la dimension longitudinale s'étend axialement par rapport au canal. Une partie en forme de borne 77 solidaire de l'électrode 76 traverse la paroi inférieure 36 de l'élément inférieur 35 du dissipateur de chaleur. Un enroulement 80 pour produire le champ magnétique dans 35 la pompe est connecté à. l'extrémité inférieure de la borne 77. Cet enroulement 80 entoure une branche du noyau en fer 46 en forme de u, et il comporte une extrémité extérieure 82 qui constitue l'une des bornes de l'ensemble redresseur. L'enroulement 80 représenté est un conducteur de section rectangulaire avec un revêtement en isolant 40 électrique 83. 71 28463 ii 2101205 Sensiblement tout le courant circulant vers le bg,s à travers l'ensemble redresseur ne peut pénétrer dans l'enroulement 80 qu'à travers 1,'électrode 76 et la borne 77 parce que par ailleurs l'enroulement 80 est isolé électriquement de l'ensemble 5 redresseur. Sous ce rapport, il sera noté sur les figures 1, 3 et 4 que le pourtour de la borne 77 est complètement entouré par un isolant électrique 84 et qu'une partie 85. de cet isolant est située entre la surface supérieure de l'enroulement 80 et la paroi intérieure d'extrémité 36. Cet enroulement ne permet l'entrée du cou-10 rant dans la borne 77 de l'enroulement 80 qu'à travers l'électrode 760 Un isolement électrique supplémentaire ne permet l'entrée dans x'électrode 76 de la plus grande partie du courant qu'à travers un trajet s'étendant verticalement à-travers le liquide conducteur présent dans le canal 64. Cet isolant supplémentaire 15 comporte des parties 87 couvrant les parois verticales du canal 64 et des parties 84 engagées sous l'électrode 76. La surface supérieure 90 du canal 64 ne porte pas d'isolant électrique et par suite presque tout le courant pénètre dans le liquide conducteur à travers cette surface supérieure 90. La partie formant la 20 surface supérieure 90 peut être considérée comme l'une des électrodes de la pompé 50= La. plus grande partie du courant pénétrant à travers la paroi 90 circule vers le bas à travers le liquide conducteur présent dans le canal.64 pour sortir à travers 1'électrode 76. De préférence, un revêtement isolant est placé à l'extré-25 ir.ité de droite de l'électrode 76 (figure 4) pour empêcher l'entrée du courant à travers cette extrémité, ce qui établirait un circuit de by-pass autour du trajet vertical à travers le canal 64 décrit ci-dessus. Comme il a été indiqué ci**dessus, le champ magnétique de 30 la pompe électromagnétique 50 est produit par le courant traversant l'enroulement 8o„ Ce courant établit un flux magnétique sur un circuit indiqué par les flèches 92 de la figure 1 et qui comprend le noyau magnétique 46 en forme de U, les pièces polaires en fer 62 et l'entrefer entre les pièces polaires 62 formé par le canal 35 64= Ce flux passe par un trajet traversant le canal 64 dans une direction sensiblement horizontale. Comme il a été expliqué ei= dessus, le courant électrique à travers le liquide conducteur contenu dans le canal 64 circule verticalement et le flux et le courant réagissent pour forcer le liquide présent dans le canal 64 dans le 40 sens longitudinal de celui-ci et vers la gauche suivant la figure h , 71 28463 12 2101205 Il sera noté qu'il ne passe pas de courant à travers le noyau 46 car celui-ci est monté sur la plaque isolante 44 et qu'il est isolé localement de 1'enroulement 80. Le débit de la pompe 50 varie directement avec la valeur 5 du courant traversant l'ensemble redresseur. Pour des courants faibles ce débit est relativement faible, mais quand l'intensité du courant augmente, le débit augmente de façon correspondante. Un avantage important d'une pompe électromagnétique est qu'elle peut répondre très rapidement à une augmentation du courant. En 10 quelques millisecondes la pompe électromagnétique peut accélérer le métal liquide à la vitesse élevée d'écoulement nécessaire pour rendre immédiatement disponible l'aetion de refroidissement augmentée du fait du débit supérieur. Cette réponse rapide est particulièrement importante pour limiter l'élévation de la température 15 de la rondelle pendant les premières.périodes d'une condition de surcharge ou analogue provoquant une augmentation rapide du courant traversant l'ensemble redressé. Bien que l'utilisation d'ua électroaimant soit préférée pour établir le champ magnétique dans la ponçe 50 il doit être 20 compris qu'il peut être remplacé par un aimant permanent pour de nombreuses applications. Même quand vin aimant permanent est utilisé, cette pompe est appelée pompe électromagnétique en raison de la réaction entre le courant électrique et le champ magnétiqué. Mise sous pression du réfrigérant ligulde et distribution des forces 25 développées par les pompes 50. Pour empêcher la catfitation dans le système à réfrigérant liquide du fait de l'augmentation soudaine de l'action de pompage, les tirants d'assemblage 40 sont utilisés pour maintenir une pression positive sur le métal liquide réfrigérant. Pour permettre cette 30 mise sous pression le vide est établi dans tous les passages 64, 52, 68, 70 du circuit pour le fluide pour extraire l'air avant le serrage des écrous 42 pour l'assemblage initial, et ensuite ces passages sont complètement remplis de métal liquide réfrigérant. A ce moment, la^fa ce d'extrémité 3>'de l'élément extérieur 35 du dissipateur de chaleur 35est séparés d'une faible distance de la bride 24, et l'espace compris entre les deux est par suit e rempli de métal liquide. Suivant un mode de réalisation préféré, un petit espace 49 subsiste entre l'extrémité 33 et la bride 24 après le serrage final de l'écrou 42. Pour eupêcher l'échappement du liquide du circuit pour le liquide au mo- 40ment du serrage des écrous 42 et pour maintenir un circuit étanche 71 28463 13 2101205 une bague torique d'étanchéité 92 est placée entre la surface extérieure de la partie tubulaire 31 de l'élément 35 et la partie cylindrique 22 de' l'élément annulaire 21. Ce joint. 92 est de préférence placé dans une rainure circulaire de la partie 31* et il 5 empêche les fuites entre les parties 31 et 22. Une autre fonction importante des tirants de serrage 40 est l'égalisation des pressions de fluide établies dans les passages 68 des côtés opposés de la rondelle 12. Ces pressions ont tendance à être sensiblement égales parce qu'elles dépendent 10 de pompes 50 pratiquement identiques -et qui sont excitées par le même courant traversant l'ensemble redresseur, et de plus parce que les circuits pour le liquide des deux pompes sont pratiquement identiques. Cependant, si des pressions inégales apparaissent, des forces sont transmises à travers les tirants 40 pour supprimer 15 cette inégalité. Le liquide du passage 68 dans lequel la pression est la plus élevée agit sur le noyau €0 associé pour repousser légèrement l'élément 35 du dissipateur de chaleur par rapport à la rondelle 12 et contre l'élément de serrage 44. Cette force exercée sur l^élément de serrage 44 est transmise par les rondelles 20 47,et les tirants 40 à l'autre élément de serrage 44 pour rapprocher l'autre élément dissipateur de chaleur 35 et le noyau associé de la rondelle. Cela provoque une augmentation de la pression dans l'autre passage 68 jusqu'à ce que les pressions dans les deux passages 68 soient pratiquement égales. Les espaces 49 permettent une 25 relation flottante des dissipateurs de chaleur par rapport à la rondelle pour permettre aux tirants d'assurer la fonction d'égalisation des pressions et des forcer sur les côtés opposés de la rondelle 12. Ce paragraphe suppose que l'ensemble 12, 18 est la partie stationnaire de l'ensemble global. Bien entendu, si l'un 30 des dissipateurs de chaleur est considéré être l'élément fixe, l'ensemble comportant la rondelle est déplacé.légèrement en cas d'inégalité des prtessions. Les rondelles élastiques 47 doivent avoir un gradient de ressort relèvement élevé afin qu'elles ne cèdent pas suffisament 35 facilement pour empêcher l'établissement de la pression pendant le fonctionnement normal de la pompe. Cependant, ce gradient ne doit pas être suffisament élevé pour provoquer une augmentation indésirable de la pression du fait de la dilatation du métal liquide par augmentation de la température. 71 28463 14 2101205 Comme il a été indiqué ci-dessus, les dispositifs dissipateurs de chaleur bloqués antérieurs utilisent des pressions de serrage très élevées pour appliquer les dissipateurs de chaleur contre l'ensemble comportant la rondelle afin de réduire les im-5 pédances thermiques et électriques des joints entre les différentes parties. Ces pressions élevées nécessitent des éléments d'appui ou de renforcement très résistants pour la rondelle afin d'éviter 11endommagement de la rondelle par des forces résultant de coefficients de dilatation thermiques différents de la rondelle en 10 semi-conducteur et des dissipateurs de chaleur sous ces pressions élevéesc Les pressions de serrage utilisées jusqu'ici sont typiquement de l'ordre de 700 à 210 kg/cm2„ Ces pressions élevées utilisées jusqu'ici ne sont pas nécessaires dans un système selon l'invention pour serrer les éléments à l'état solide les uns con-15 tre les autres dans le but de réduire les impédances thermiques et électriques. Dans un ensemble selon l'invention le métal liquide est présent à côté de tous les joints d'importance capitale et une pression faible suffit pour assurer des impédances thermiques et électriques faibles. L'absence de ces pressions élevées 20 utilisées antérieurement est un facteur important pour permettre àe ne pas utiliser les éléments métalliques épais existant dans les systèmes précédents. Discussion générale Comme il a été indiqué ci-dessus, les ensembles redres-25 seurs antérieurs comportent habituellement des plaques épaisses de renforcement en métal, unies à la rondelle ou à l'ensemble à rondelle ou bien serrées contre la rondelle ou l'ensemble à rondelle. La chaleur extraite de la rondelle doit passer à travers les plaques et les joints ou interfaces avant d'atteindre la région 20 de dissipation de la chaleur, ce qui réduit l'efficacité du refroidissement parce que ces plaques et ces joints établissent des impédances relativement élevées. Par contre, un ensemble selon l'invention ne comporte pas de plaques épaisses ni de joints entre la rondelle et le liquide réfrigérant et la chaleur peut être transférée 35 directement au réfrigérant sans rencontrer l'impédance présentée par ces plaques et joints. Comme le revêtement protecteur de la rondelle 12 de la figure 1 a une épaisseur très inférieure à 25 microns, il est évident que dans l'ensemble de la figure 1 le liquide circulant à travers le passage 68 passe à une distance, par 40 exemple, de l'ordre de 0,1 mm, de la matière semiconductrice elle-même . 71 28463 15 2101205 Dans certains cas il peut être désirable d'utiliser dans un dispositif selon l'invention une plaque métallique comme élément d'appui ou dç renforcement mécanique pour le matériau semiconducteur afin d'augmenter la protection contre 1 fendommagement 5 par des forces mécaniques et une manipulation incorrecte. Cependant, cette plaque peut être relativement mince en raison des forces de serrage bien plus faibles dans un ensemble selon l'invention que dans un ensemble d'un type antérieur, ainsi que pour d'autres raisons indiquées ci-après„ La faible épaisseur de cette 10 plaque limite utilement son impédance en ce qui concerne le transfert de chaleur. De plus , la présence du métal liquide réfrigérant s'écoulant à grande vitesse immédiatement à côté de la plaque contribue encore à améliorer le refroidissement même s'il n'est pas aussi efficace en l'absence de la plaque. La. réduction de l'épais» 15 seur de la plaque réduit aussi sensiblement le prix de revient. La plupart des dispositifs de refroidissement antérieurs utilisent à peu près entièrement la conduction pour; 1 '-extraction • de la chaleur de la rondelle et pour son transfert à un dissipateur de chaleur, tandis que le dispositif de refroidissement selon l'in- i 20" vention utilise non seulement la conduction mais aussi dans une mesure importante la convection entraînant la chaleur à partir de la région immédiatement voisine de la rondelle du fait du métal liquide circulant à grande vitesse le long des surfaces larges de la rondelle. En utilisant un métal liquide réfrigérant, la convection est 25 un moyen bien plus efficace que la simple conduction pour l'extraction de la chaleur. Il sera noté que le réfrigérant selon l'invention reste à l'état liquide à tout moment pendant le fonctionnement de l'ensemble redresseur„ Bien que le refroidissement de la rondelle 12 soit basé 30 principalement sur la convection, il doit être noté que le refroidissement par conduction existe aussi dans le dispositif représenté. A ce point de vue, le métal liquide réfrigérant ayant une excellente conductivité thermique peut évacuer par conduction la chaleur de la rondelle vers le dissipateur de chaleur 30 même si le métal ^5 est immobile ou circule à faible vitesse. Une fonction importante assurée par cette conduction est le refroidissement pendant la période très courte entre l'instant d'établissement du courant de grande intensité et le moment où la pompe a accéléré le réfrigérant jusqu'à la grande vitesse voulue. La température relativement b^sse 71 28463 16 2101205 du liquide et du dissipateur de chaleur au début de cette période facilite cette conduction. Bien avant que le refroidissement par conduction ne soit plus suffisant, le débit atteint une valeur suffisante pour un refroidissement efficace par convection. 5 Pour augmenter l'efficacité du refroidissement, le dé bit à coté de la surface de la rondelle est augmenté à des valeurs élevées pendant une période de courant de grande intensité. Cela est obtenu avant tout en utilisant la pompe électromagnétique qui oblige l'écoulement à avoir lieu avec un débit variant direc-10 tement avec le courant, comme il a été expliqué ci-dessus, et m second lieu en maintenant assez faible l'épaisseur du passage de refroidissement 68 à côté de la rondelle afin que la vitesse du liquide passant radialement vers l'extérieur à travers ce passage soit assez élevée- Il doit être noté que le métal liquide réfrigé-15 rant est en contact pratiquement avec toute la zone de la surface de la rondelle traversée par le courant parce qu'il n'y a pas de courant appréciable à travers les zones de la rondelle en contact avec les revêtements 19 en caoutchouc de silicone des anneaux de montage 18. 20 Dans l'ensemble suivant le mode de mise en oeuvre repré senté, une température sensiblement uniforme de la rondelle en silicium est maintenue sur la face de la rondelle exposée au métal liquide réfrigérant. Ce résultat est obtenu en provoquant une vitesse du réfrigérant plus élevée dans les régions radialement à l'ex-25 térieur que dans les régions centrales. Pour régler la vitesse de cette façon, le passage 68 est plus prôfond dans sa région centrale que dans sa région radialement à l'extérieur, par exemple avec une profondeur de 1 mm dans la région centrale et de 0,1 mm sur le pourtour. Cette différence des épaisseurs résulte de la forme en 30 cuvette de la surface supérieure 66 du noyau 60. Il doit être noté que le dispositif de refroidissement décrit ci-dessus est extrêmement cortjpact et qu'il est effectivement incorporé dans-,, l'ensemble redresseur. Comme la totalité du circuit pour le liquide 64, 52, 68, 70 et les parties principales de la 35 pompe 50 se trouvent largement dans les limites du dissipateur de chaleur 30, il existe très peu de structure pouvant être située à l'extérieur du dissipateur de chaleur pour le dispositif de refroidissement à métal liquide. Dans les ensembles redresseurs ayant des valeurs nominales correspondantes pour le passage continu de courant 71 28463 17 2101205 et comportant des dissipateurs de chaleur classiques à blocs de métal sur les deux côtés de la rondelle, des dissipateurs de chaleur d'un volume supérieur à chacun des dissipateurs de chaleur J>0 selon l'invention sont nécessaires pour maintenir la température 5 de la rondelle dans des limites acceptables„ De plus, ces ensembles antérieurs ne peuvent pas supporter la chaleur produite par des surintensités d'une façon aussji importante qu'un redresseur selon 1'invention- Une raison pour laquelle il est possible de' limiter le 10 volume du dispositif de refroidissement selon l'invention est que ce dispositif, avec son aptitude supérieure au transport rapide de la chaleur, permet une élévation plus uniformément distribuée de la température de la masse de métal dans un intervalle donné court quand la chaleur dégagée augmente, par exemple en cas de sur-15 charge. Avec le refroidissement par des blocs de métal, la chaleur engendrée dans la rondelle doit passer par conduction à travers un trajet long à l'état solide, et par suite pendant une période relativement longue les parties les plus éloignées de la masse de métal ne sont pas utilisées efficacement, / 20 Un facteur permettant de réduire la superficie des ab lettes de refroidissement est le fait que pendant le fonctionnement continu il est possible de faire fonctionner les ailettes et le dissipateur de chaleur à des températures supérieures à celles possibles avec le refroidissement par des blocs de métal du fait 25 de la possibilité de réponse plus rapide aux surintensités du dispositif selon l'invention, avec une augmentation de l'action de refroidissement. Avec le refroidissement par des blocs de métal le dissipateur de chaleur doit être à une température plus basse pour le courant permanent afin d'assurer qu'une capacité suffisante 20 de refroidissement soit disponible en cas de surintensité,, Le-fait que le circuit pour le liquide 64, 52, 68, 70 soit effectivement incorporé dans la structure du dissipateur de chaleur est avantageux car cela supprime la nécessité d'une partie de circuit extérieur pour le liquide et de raccords spéciaux pour 25 relier cette partie extérieure de circuit à l'ensemble redresseur. De plus, comme tous les éléments de la pompe 50 sont solidaires ou bien immédiatement voisins de la structure du dissipateur de chaleur et sont au même potentiel que cette structure, aucun isolement électrique n'est nécessaire entre ces parties". 71 28463 18 2101205 Un autre avantage d'un ensemble selon l'invention par comparaison aux ensembles antérieurs comportant des plaques liées à la rondelle ou serrées contre celle-ci, est que la construction de l'ensemble selon l'invention permet la suppression des nombreuses 5 opérations de meulage et de rectification utilisées pour former les ensembles antérieurs. Pour ces ensembles antérieurs il est nécessaire que les surfaces des plaques et de la rondelle soient planes avec précision ou aient d'autres formes précises pour assurer un bon contact ou un bon joint de superficie importante entre les 10 surfaces voisines. Des meulages et des rectifications coûteux ont été utilisés pour obtenir les surfaces ayant des formes précises. Ces contacts et joints de grande superficie ont été nécessaires pour minimiser les résistances thermiques et électriques. Par contre le dispositif selon l'invention comporte un milieu sous la forme d'un 15 liquide conducteur s'adaptant pour être en contact avec la rondelle et pour le passage de la chaleur et du courant électrique vers et depuis la rondelle, et par suite il demande moins de surfaces de formes précises» Dans un ensemble à rondelle comportant une plaque d'appui 20 ou de renforcement liée à l'ensemble à ronde.lle, cet ensemble a tendance à se cintrer légèrement pendant la fabrication, comme il est indiqué.dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3.457.472. Une raison pour laquelle la plaque de renforcement doit être épaisse est la diminution de ce cintrage. Un ensemble redresseur selon l'inven-25 tion tolère bien plus ce cintrage qu'un ensemble antérieur parce que l'ensemble à rondelle selon l'invention dans lequel le liquide vient en contact avec une ou deux faces ne nécessite pas que ces faces soient parallèles et planes avec précision contrairement au cas d'un contact de grande superficie entre les éléments à l'état 30 solide des ensembles antérieurs. Cette plus grande tolérance en ce qui concerne le cintrage est un facteur supplémentaire permettant de réduire l'épaisseur de la plaque de renforcement si une telle plaque est utilisée, Première variante 35 Bien qu'il soit préférable d'utiliser des systèmes séparés de refroidissement à métal liquide sur les côtés opposés de la rondelle il doit être noté que,quand les conditions de refroidissement font moins sévères,le métal liquide réfrigérant peut être utilisé sur seul côté de la rondelle. L'autre côté de la rondelle peut être 40 refroidi par n'importe quel dispositif connu de refroidissement, par 71 28463 19 2101205 exemple un dissipateur de chaleur à bloc de cuivre serré sur la rondelle. La figure 5 représente cette variante, les références numériques des éléments correspondants de la figure 1 désignant des éléments similaires de la figure 5. Sur la figure 5 la rondelle 5 de silicium 12 est liée à un support ou élément de renforcement solide 'Mécaniquement 100, de préférence en tungstène, ayant sur sa surface supérieure un revêtement de face en-alliage or-nickel ou un revêtement analogue. Un élément de fermeture 102 en métal en feuille mince pouvant fléchir est lié à l'anneau 18 supérieur en - 10 matière céramique, et cet élément comporte un fond plat en contact avec la surface supérieure de l'élément de,renforcement 100. Cefc élément de fermeture 102 est en métal ductile hautement conduc teur, par exemple en argent ou en cuivre. Un dissipateur de chaleur classique formé par un bloc de 15 cuivre 105 ®st monté sur l'extrémité supérieure de l'isolateur 20; et il comporte une partie cylindrique 106 située dans une cavité en forme de coupelle formée par l'élément annulaire de fermeture 21. Une rondelle annulaire 108 pouvant fléchir est placée entre une partie du dissipateur de chaleur 105 et le bord de l'élément 20 annulaire fixé à l'extrémité supérieure de l'isolateur 20. Le dissipateur de chaleur est serré vers le bas par rapport à l'isolateur 20'par un dispositif de serrage et de fixation (non représenté) de façon que la partie 106 et le fond de l'élément de fermeture 102 soient appliqués sur l'élément de renforcement en tungstène 100 25 pour établir un contact;sous haute pression entre ces parties. L'élément de renforcem4nt en tungstène 100 étant solide mécaniquement peut supporter cette pression de serrage sans endommagement ni déformation. Les éléments 102, 106 et 105 décrits ci-dessus se trouvant 20 sur le côté supérieur ds l'ensemble à rondelle servent d'une façon connue à évacuer la chaleur vers le haut à partir de l'ensemble à rondelle pour sa dissipation par le dissipateur de chaleur 105» Les détails de ces éléments supérieurs ne font pas partie de la présente invention et par suite ils ont été .simplifiés. 25 Le côté inférieur de la rondelle 12 est refroidi par le dispositif de refroidissement à métal liquide correspondant â celui de la figure 1, les mêmes références étant utilisées sur les figures 1 et 5. Seconde variante . Bien que cela ne soit pas essentiel, il est désirable que 71 28463 20 2101205 les dimensions des passages de refroidissement 68 restent pratiquement constantes dans toutes les conditions de fonctionnement pour qu'il n'y ait pas de variation de la vitesse de réfrigérant dans ces passages 68 du fait de variations des dimensions 5 du passage. Dans le cas de la figure 1 une certaine variation de ces dimensions peut avoir lieu si le dissipateur de chaleur 35» 60 est déplacé par rapport à la rondelle 12 du fait de pressions inégales dans les passages 68 ou du fait d'une dilatation ou d'une contraction thermique du liquide réfrigérant., Avec la forme 10 modifiée représentée sur la figure 6 les dimensions des passages 68 sont maintenues pratiquement constantes en permettant un certain mouvement relatif entre les deux éléments principaux 35'et 60' du dissipateur de chaleur et en fixant les noyaux 60" aux anneaux de montage 18?„ 15 Pour permettre cette fixation, le noyau 60' comporte plu sieurs pattes l6l réparties circulairement et dépassant radialement qui portent contre l'anneau de montage l8!„ Les deux noyaux 60' sont serrés par deux tirants rigides 162 passant à l'extérieur par rapport aux dissipateurs de chaleur 30' et agissant par l'in-20 termédiaire de deux barres de serrage 164 en matière isolante situées aux extrémités opposées de l'ensemble et portant sur les structures magnétiques 46' en forme de U, Quand les écrous 165 des tirants sont serrés ils rapprochent sous pression les noyaux 60' l'un vers l'autre pour que les pattes 161 portent contre les 25 bords extérieurs des anneaux de montage 18' afin d'assembler les anneaux 18' et la rondelle 12 entre les noyaux 60!„ Pour faciliter l'assemblage de la structure de la figure 6 le sous-ensemble supérieur et le sous-ensemble inférieur comportent chacun une bague de fixation170 filetée à l'extérieur et comportant 20 un rebord intérieur 172 venant contre le côté inférieur des pattes 161o Cette bague de fixation est vissée dans le firetage intérieur de la bague de montage 18' afin que la bague de fixation 170 maintienne les pattes 161 contre l'anneau de montage 18\ Les anneaux de montage 18' de la figure 6 sont de préféren-25 ce en métal tel que le tungstène, avec des revêtements en caoutchouc de silicone 19'. AveG la variante dé la figure 6, l'élément tubulaire extérieur 35' de chaque - dissipateur de chaleur 30' peut être déplacé axialement par rapport au noyau 60v associé. Ce mouvement relatif 71 28463 21 •2101205 est rendu possible par une membrane métallique flexible 175 de forme annulair e montée entre les deux éléments 35 * 60 ', Cette possibilité de mouvement relatif permet la dilatation et la contraction thermiques du métal liquide réfrigérant du fait des varia-5 tions de la température sans que les dimensions des passages 68 soient modifiées„ Par exemple, la dilatation du réfrigérant éloigne l'élément tubulaire 35v de l'anneau de montage 18' en augmentant ainsi légèrement le jeu 49'° Cependant, malgré ce déplacement de l'élément 35', 1© noyaii 60* reste bloqué sur l'anneau de montage 10 18' pour que les dimensions du passage 68 ne soient pas modifiées. Les éléments extérieurs 351 des dissipateurs de chaleur sont tirés vers les anneaux de montage l8f correspondants par plu-sieurs tirants 40 avec des rondelles Belleville 47- Un écrou 42 est vissé à chaque extrémité de chaque tirant 40 et les rondelles 15 Belleville sont serrées entre ces écrous et des plaques de montage annulaires 44 dont les bords intérieurs sont appliqués aux extré» mités correspondantes des éléments tubulalires ^extérieur* 35 ' „ Les ■ rondelles élastiques et la pression atmosphérique agissant sur la membrane 175 maintiennent constamment sous pression le métal liq\i= 20 de réfrigérant» Dans le cas de la figure 6, le métal liquide circule dans son circuit pratiquement de la même façon que dans le cas des figures 1 à 4„ La communication' entre les pasiSage's 68 et 70 est établie par les espaces 166 situés entre les pattes l6l.(figure 8)„ 25 Un autre avantage du dispositif de la figure 6 est qu'il se prête de lui-même à l'incorporation d'un dispositif de renforcement mécanique pour la rondelle 12, Ce dispositif de renforcement (figures 7 et 8) comporte plusieurs nervures de renforcement 180 dépassant de la surface d'extrémité de chaque noyau 60' voisine de 30 la rondelle 12» Les nervures 180 sont représentées radiales mais elles peuvent avoir d'autres formes convenables. Les bords de ces rainures portent contre les surfaces de la rondelle ou sont disposées immédiatement à côté de ces surfaces afin que toute déformation appréciable de la rondelle provoque le contact de celle-ci sur les 35nervures. Quand la rondelle est normalement en contact avec les nervures 180, il est préférable de placer une rondelle élâstique l8l entre les pattes 161 de chaque côté et l'anneau de montage l8Vcorres-' pondant afin que la plus grande partie de la force de serrage assem= blant les noyaux 60' soit transmise par les bagues aux anneaux de 71 28463 22 2101205 montage 18'. Les nervures de renforcement 180 des deux noyaux doivent être sensiblement alignées deux à deux, ou être au moins partiellement alignées , pour réduire les efforts de flexion sur la rondelle dans les régions situées entre les nervures. 5 Bien que la présence des nervures de renforcement l8o rédui se la superficie de la rondelle en contact avec le métal liquide réfrigérant, cette réduction est relativement faible et la plus grande superficie à travers laquelle passe le courant électrique est encore en contact avec le métal liquide réfrigérant. Malgré la 10 présence des nervures 180, l'espace compris entre les noyaux et la rondelle peut encore être considéré comme un passage 68. Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitative, et l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres variantes sans que l'on sorte de son cadre,, 71 28463 23 2101205 REVENDICATIONS 1. Ensemble pour commander le passage d'un courant électrique comportant un élément du type à l'état solide caractérisé par un élément en forme de rondelle au moins partiellement en matière semiconductrice ayant au moins une jonction 5 redresseuse intérieure et deux faces sur les côtés opposés, un dissipateur de chaleur comportant une partie de forme générale tubulaire en métal ayant une conductivité thermique élevée et comportant un alésage devant lequel est placé l'élément en forme de rondelle, le dissipateur de chaleur comportant aussi 10 un noyau en métal disposé dans l'alésage et ayant une surface périphérique espacée de la surface de l'alésage au moins sur une partie de la surface périphérique du noyaSi pour établir un premier passage entre la surfaceVintérieure de l'alésage et la surface extérieure du noyau, ce passage s'étendant sur toute 15 la longueur du noyau et le noyau comportant à une extrémité une surface dont au moins une partie est espacée de l'élément en forme de rondelle pour établir un second passage entre cette surface du noyau et la surface correspondante de l'élément en forme de rondelle, un "dispositif pour faire communiquer le 20 premier passage avec le second passage pour établir un circuit pour le liquide, le premier et le second passage étant connectés en série et un métal liquide remplissant ce circuit, un dispositif de pompage électromagétique dans ce circuit pour faire circuler le métal liquide dans un sens provoquant successivement le 25 passage du métal à travers le second passage, le premier passage et le dispositif de pompage avec retour au second passage, afin que de la chaleur soit transférée de l'élément en forme de rondelle au métal liquide et ensuite du métal liquide au dissipateur de chaleur, le dispositif de pompage électromagnétique 30 comportant deux électrodes espacées sur les côtés opposés du métal liquide dans le circuit pour le liquide et le courant électrique traversant le métal liquide entre les électrodes quand le dispositif de pompage est en marche, et un dispositif I pour connecter électriquement les électrodes espacées dans un 35 circuit série comportant l'élément en forme de rondelle ayant au moins une partie en matière semiconductrice. 71 28463 ! 24 2101205 2. Ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dissipateur de chaleur, le circuit pour le liquide, le métal liquide et le dispositif électromagnétique constituent un premier système de refroidissement situé sur un côté de l'élé- 5 ment en forme de rondelle pour établir un courant de refroidissement de métal liquide le long d'une face de l'élément en forme de rondelle, l'ensemble comportant un second système de refroidissement de même construction que le premier système de refroidissement, ce second système de refroidissement étant situé sur 10 le côté de l'élément en forme de rondelle opposé au côté comportant le premier système de refroidissement, et ce second'système établissant un courant de refroidissement de métal liquide le long de la seconde face de l'élément en forme de rondelle. 3. Ensemble selon revendication 1 ou 2 caractérisé en 15 ce que le dispositif de pompage comporte un canal s'étendant d'une façon générale diamétralement par rapport au noyau à l'extrémité de celui-ci distante de la face du noyau voisine de l'élément en forme de rondelle, un dispositif pour former une . entrée vers ce canal à une extrémité de celui-ci pour le liquide 20 ayant traversé le premier passage, un troisième passage à l'extrémité opposée de ce -canal pour le passage du métal liquide à travers le noyau vers le second passage,, et un dispositif pour empêcher l'écoulement du métal liquide de ce canal vers le premier passage, sauf en passant par le troisième passage. 25 4« Ensemble selon la revendication 3 caractérisé par un aimant comportant des piècôs polaires espacées situées sur les côtés opposés du canal pour établir à travers le canal un champ magnétique transversalement au courait jélectrique traversant le métal liquide dans le canal. 30 5• Ensemble pour la commande' du passage d'un courant comportant un élément du type à l'état solide caractérisé par un élément en forme de rondelle au moins partiellement en matière semiconductrice, ayant au moins une jonction redresseuse intérieure et comportant des faces sur les côtés opposés, un dissi-35 pateur de chaleur principalement en métal hautement conducteur ayant une partie étroitement voisine de l'élément en forme de rondelle et comportant un premier passage pour la circulation d'un métal liquide afin que le métal liquide cède de la chaleur au rçétal hautement conducteur, un dispositif formant un second 7.1 28463 25 2101205 passage s'étendant le long d'une face de l'élément en forme de rondelle et comportant une sortie communiquant avec le premier passage,., un dispositif formant un circuit dans lequel le premier et le second passage sont connectés en série, un métal 5 liquide remplissant ce circuit, un dispositif de pompage électro magnétique dans le circuit pour le liquide pour faire circuler 'le métal liquide dans le circuit dans un sens provoquant l'écoulement du niétal liquide successivement à travers le second passage, le premier passage et le dispositif de pompage avec 10 retour au second passage, afin que là chaleur soit transférée de l'élément en forme de rondelle au métal liquide et ensuite du métal liquide au dissipateur de chaleur, le dispositif de pompage électromagnétique comportant deux électrodes espacées sur les côtés opposés du métal liquide1 contenu dans le circuit 1 15 et entre.lesquelles le courant électrique passe à travers le métal liquide pendant le fonctionnement du dispositif de .pompage et un dispositif pour connecter électriquement.les électrodes en série avec l'élément en forme de rondelle comportant la "matière semiçonductrice. - \ 20 6. Ensemble selon-la revendication 5 caractérisé en ce que le dissipateur de-chaleur, le circuit pour le liquide, le métal liquide et le dispositif de pompage électromagnétique constituent un premier système de refroidissement situé sur un ► - ' côté de l'élément en forme de rondelle pour établir un courant 25 de refroidissement de métal liquide le long d'une face de l'élément 0n forme de Rondelle, l'ensemble comportant un second système de refroidissement de même construction que le premier système de refroidissement, ce second système de refroidissement étant situé sur le côté de l'élément en forme de rondelle opposé 30 au côté comportant le premier système de refroidissement et ce second système établissant un courant de refroidissement du métal liquide le long de la seconde face de l'élément en forme de rondelle. 7. Ensemble selon revendication 5 ou 6 caractérisé en 35 ce que le second passage a une forme telle que le métal liquide traversant ce passage circule le long de la face de l'élément en forme de rondelle sur une partie importante de la superficie de cette face traversée par le courant électrique. 71 28463 26 2101205 8. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 5 à 7 caractérisé en ce que le courant électrique traversant l'ensemble suit un trajet s'étendant en série à travers l'élément en semiconducteur et le métal liquide présent dans le second 5 passage. 9. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 5 à 7 caractérisé en ce que le courant électrique traverse l'ensemble sur un trajet s'étendant en série à travers l'élément en semiconducteur, le métal liquide présent dans le second passage 10 et les électrodes espacées du dispositif de pompage électromagnétique. 10. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 5 à 9 caractérisé en ce que le second passage dirige le métal liquide radialement vers l'extérieur à partir d'une position 15 centrale par rapport à l'élément en forme de rondelle vers un emplacement situé près du pourtour extérieur de la zone de l'élément en forme de rondelle traversée par le courant électrique. 11. Ensemble selon la revendication 10 caractérisé en ce que la profondeur du second passage mesurée dans la direction 20 axiale de l'élément en forme de rondelle décroît de la partie centrale vers la partie périphérique extérieure. 12. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 5 à 11 caractérisé en ce que le circuit pour le liquide comporte un troisième passage s'étendant du dispositif de pompage 25 jusqu'au second passage, la sortie du troisième passage étant située devant la partie centrale de l'élément en forme de rondelle et la- sortie du second passage s'étendant le long d'un trafet de forme générale circulaire situé près du pourtour extérieur de la zone de l'élément en forme de rondelle traversée 30 par le courant électrique. 13. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 5 à 12 caractérisé en ce que le métal liquide présent dans le second passage passe le long de l'élément en forme de rondelle à une distance de la matière semiconductrice de l'élément en 35 forme de rondelle environ de l'ordre du dixième de millimètre. 14. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 5 à 13 caractérisé en ce que le dispositif de pompage.comporte un aimant établissant un champ magnétique ayant des lignes de 71 28463 27 2101205 forces s1étendant à travers la partie du circuit pour le liquide traversée par le-courant électrique passant entre les électrodes espacées, ces lignes de forces s'étendant transversalement à la direction de passage du courant. 5 15. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 5 à 13 caractérisé en ce que le dispositif de pompage comporte un électroaimant établissant un champ magnétique ayant des lignes de forces s*étendant à travers la partie du circuit pour le liquide traversée par le courant électrique passant entre les 10 électrodes espacées, ces lignes de forces s4étendant transversalement à la direction de passage du courant électrique et 1'électroaimant comportant un enroulement connecté électriquement en série avec la matière semiconductrice de l'élément en forme de rondelle pour établir le champ magnétique. 15 , 16. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 6 à 15 caractérisé par un dispositif pour rendre sensiblement égales les forces exercées sur les côtés opposés de l'élément en forme de rondelle par les dispositifs de pompage des deux systèmes de refroidissement. 20 . 17. Ensemble selon la revendication 16 caractérisé en ce que le'dispositif d'égalisation comporte une structure transmettant les forces entre les deux systèmes de refroidissement pour transmettre la force développée sur un côté de l'élément en forme- de rondelle au métal liquide du système de refroidisse-25 ment situé de l'autre côté de l'élément en forme de rondelle de façon à augmenter la pression du liquide dans ce second syètème de refroidissement en réponse à une augmentation de la pression dans le premier système de refroidissement. 18. Ensemble selon la revendication 16 caractérisé en 30 ce que le dispositif d'égalisation comporte un dispositif pour le moïrfcage d'au moins une partie de chaque dissipateur de chaleur pour permettre un mouvement relatif par rapport à l'élément en forme de rondelle de façon qu'une augmentation de la pression dans l'un des systèmes de refroidissement ait tTêMance à 35 augmenter le volume de ce système de refroidissement, et un dispositifpour la transmission des forces couplant mécaniquement ces parties des dissipateurs de chaleur afin qu'une augmentation du volume'^8^1'un des systèmes de refroidissement ait tendance * » à réduire le volume de l'autre système de refroidissement. 71 28463 28 2101205 19. Ensemble »selon l'une quelconque des revendications 1 à 18 caractérisé en ce que le noyau est fixé à l'élément en forme de rondelle afin que les dimensions du second passage soient sensiblement constantes malgré les variations de la 5 pression dans ce passage, la partie tubulaire du dissipateur de chaleur étant montée pour pouvoir avoir un mouvement relatif par rapport à l'élément en forme de rondelle pour permettre la variation du volume du circuit pour le liquide pendant les dilatations et les contractions thermiques du métal liquide. 10 20. Ensemble selon l'unequelccnqae des revendications 1 à 18 caractérisé en ce que le noyau est fixé à l'élément en forme de rondelle, une structure de renforcement étant formée entre l'extrémité du noyau et l'élément en forme de rondelle dans la région de passage du courant électrique pour la transmission 15 des forces mécaniques entre l'élément en forme de rondelle et le noyau afin de former un appui mécanique pour l'élément en forme de rondelle. 21. Ensemble selon la revendication 20 caractérisé en ce que la structure de renforcement comporte des parties 20 saillantes ayant des bords contre lesquels l'élément en forme de rondelle peut porter pour être supporté mécaniquement. 22. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 5 à 20 caractérisé en oe que le second passage s'étend entre l'élément en forme de rondelle et la partie du dissipateur de 25 chaleur étroitement voisine de l'élément en forme de rondelle, cette partie étroitement voisine du dissipateur de chaleur étant effectivement, fixée à l'élément en forme de rondelle afin de maintenir sensiblement constantes les dimensions du second passage malgré les variations de la pression dans celui-ci, et 30 le dissipateur de chaleur comportant une autre partie montée pour pouvoir avoir un mouvement relatif par rapport à l'élément en forme de rondelle afin de permettre la variation du volume du circuit pour le fluide pour permettre la dilatation et la contraction thermiques du métal liquide. 35 23. Ensemble selon la revendication 22 caractérisé par une structure de renforcement s'étendant dans le second passage dans la région de passage du courant de l'élément en forme de rondelle pour la transmission des forces mécaniques entre l'élément en forme de rondelle et la partie voisine du dissipateur de 40 chaleur, afin de former un appui mécanique pour l'ensemble en forme de rondelle. r •