Brevet FR2727600A1 — publié le 19960531

??Module de refroidissement, notamment pour composant électronique de puissance" La présente invention concerne un module de refroidissement, notamment pour composant électronique de puissance. On connaît de nombreux types de modules de refroidissement adaptés à être en contact avec au moins un élément chaud, notamment un composant électronique de puissance, pour le refroidir. De façon connue, un tel module de refroidissement présente sur sa surface extérieure au moins une assise conformée de façon à recevoir une surface de forme complémentaire dudit élément chaud à refroidir. Ce module de refroidissement est réalisé en un matériau bon conducteur de la chaleur et comporte des ailettes pour augmenter la surface d'échange avec l'air extérieur. Ce module de refroidissement est adapté à être, le cas échéant, associé à un ventilateur pour souffler de l'air sur les ailettes. Selon une réalisation connue, un tel module de refroidissement est fixé sur une surface plane, par exemple la face supérieure, d'un composant électronique de puissance. Il a une forme généralement carrée ou rectangulaire et présente des ailettes s'étendant radialement par rapport aux faces périphériques extérieures dudit module. Un problème général rencontré dans la conception et l'utilisation d'un tel module est l'encombrement de celui-ci, notamment lorsqu'il doit être associé à un ventilateur adapté à souffler de l'air sur les ailettes pour améliorer l'évacuation des calories provenant du composant électronique de puissance et donc le refroidissement de ce dernier. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients des modules de refroidissement connus et de proposer un module de refroidissement de faible encombrement, notamment en hauteur, adapté à remplir les trois fonctions classiques suivantes : radiateur de refroidissement, fixation d'un ou plusieurs élément(s) chaud(s), le cas échéant, adaptation simple et efficace d'un ventilateur avec moteur et pales de refroidissement. Suivant l'invention, le module de refroidissement du type précité est caractérisé en ce qu'il comporte un contour périphérique sensiblement complet entourant un espace intérieur creux, et en ce qu'il présente sur sa surface périphérique extérieure ladite assise conformée et sur sa surface périphérique intérieure des ailettes en saillie par rapport à ladite surface périphérique intérieure vers ledit espace intérieur. Cette disposition des ailettes dirigées vers l'intérieur facilite le refroidissement de ces ailettes : en l'absence de ventilateur, il se crée un mouvement de convexion énergique du fait que l'air présent dans l'espace intérieur creux est chauffé efficacement par les ailettes. Dans le cas de la présence d'un ventilateur le refroidissement des ailettes par l'air soufflé par ce ventilateur est particulièrement efficace dans la mesure où ces ailettes sont concentrées à l'intérieur du contour périphérique. Suivant une version intéressante de la présente invention, les extrémités intérieures des ailettes délimitent la périphérie d'un volume intérieur, ce module s'étend en hauteur selon une direction donnée, et un moteur est logé dans le volume intérieur ménagé entre les ailettes, l'axe de ce moteur étant sensiblement parallèle à ladite direction, et ce moteur entraîne un ventilateur dont les pales s'étendent radialement sensiblement jusqu'au contour périphérique à proximité de celui-ci. L'air soufflé par les pales du ventilateur est canalisé dans l'espace annulaire qui est compris entre le moteur et le contour périphérique du module de refroidissement, et qui est occupé par les ailettes. Le refroidissement des ailettes est particulièrement efficace pour une structure extrêmement simple, fiable et peu onéreuse. Suivant une version avantageuse de l'invention, le contour périphérique est réalisé en au moins deux secteurs périphériques qui sont en contact thermique l'un avec l'autre. Ceci permet une réalisation et un montage simples et économiques du contour périphérique et du moteur du ventilateur à l'intérieur de celui-ci. Suivant une version préférée de l'invention, les ailettes s'étendent sensiblement selon une même direction, les ailettes d'un côté s'étendant dans un sens et les ailettes de l'autre côté s'étendant dans l'autre sens, et les ailettes d'un même côté ont des longueurs différentes de façon que leurs extrémités forment un profil en dent de scie. D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description détaillée ci-après. Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif - la figure 1 est un schéma en perspective d'un module de refroidissement selon un mode de réalisation de la présente invention. On a représenté à la figure un module de refroidissement 1 adapté à être en contact avec au moins un élément chaud, schématisé en 2, notamment un composant électronique de puissance tel qu'un transistor de puissance, pour le refroidir. Le module de refroidissement 1 présente sur sa surface extérieure 3 au moins une assise 4 conformée de façon à recevoir une surface de forme complémentaire de l'élément chaud 2 à refroidir. Ce module de refroidissement est réalisé en un matériau bon conducteur de la chaleur tel que l'aluminium, et comporte des ailettes 5 pour augmenter la surface d'échange avec l'air extérieur. Le module de refroidissement est adapté à être, le cas échéant, associé à un ventilateur 6 pour souffler de l'air sur les ailettes 5. Suivant l'invention, le module de refroidissement 1 comporte un contour périphérique sensiblement complet 7 entourant un espace intérieur creux 8. Ceci signifie que le contour périphérique 7 est complètement fermé sur lui-même, comme dans l'exemple représenté, ou presque complètement fermé, de façon à diffuser et évacuer aussi efficacement que possible la chaleur dissipée par l'élément chaud 2. Le contour périphérique 7 présente sur sa surface périphérique extérieure 9 l'assise 4 adaptée à recevoir le transistor 2. Il présente sur sa surface périphérique intérieure 10 des ailettes 5 en saillie par rapport à ladite surface périphérique intérieure 10 vers ledit espace intérieur 8. Dans l'exemple représenté, les extrémités intérieures 11 des ailettes 5 délimitent la périphérie d'un volume intérieur. Le module 1 s'étend en hauteur selon une direction donnée D. Un moteur 12 est logé dans le volume intérieur ménagé entre les extrémités intérieures 11 des ailettes 5, l'axe 13 du moteur 12 étant sensiblement parallèle à ladite direction D. Le moteur 12 entraîne un ventilateur 6 dont les pales 14 s'étendent radialement sensiblement jusqu'au contour périphérique 7 à proximité de celui-ci. Dans cet exemple, le contour périphérique 7 est réalisé en au moins deux secteurs périphériques 7a, 7b. Les secteurs périphériques 7a, 7b sont en contact thermique l'un avec l'autre à leurs deux extrémités. Le contour périphérique 7 a une surface périphérique extérieure 9 sensiblement cylindrique, ce qui facilite l'introduction du module à l'intérieur d'un appareil et la fixation de ce module à l'intérieur dudit appareil. Cette surface périphérique extérieure présente ainsi en outre une seconde assise 15 recevant un second composant 16, par exemple un pont de diode, et plusieurs canaux 17 ouverts vers l'extérieur permettant le guidage et/ou la fixation du module 1 dans son logement. Les assises 4, 15 sont en général des assises planes. Les ailettes 5 s'étendent sensiblement selon une même direction qui est celle d'un plan diamétral du moteur 12. Dans le mode de réalisation représenté du contour périphérique 7 en deux secteurs 7a et 7b, les ailettes 5 d'un même côté, le secteur 7a, s'étendent dans un sens lorsque le module 1 est assemblé, et les ailettes 5 de l'autre côté, portées par le second secteur 7b, s'étendent dans l'autre sens. Les ailettes 5 d'un même côté, c'est-à-dire portées par le même secteur 7a, 7b, ont des longueurs différentes de façon que leurs extrémités intérieures 11 forment un profil en dent de scie, ce qui augmente la surface d'échange et améliore l'échange thermique entre les ailettes et l'air soufflé par le ventilateur. Dans cet exemple, les deux secteurs 7a, 7b sont symétriques l'un de l'autre, ce qui facilite leur fabrication par exemple par extrusion. Le module de refroidissement ainsi décrit est adapté à être de préférence placé en position horizontale. Le ventilateur 6 a donc son axe sensiblement vertical. Les pales 14 du ventilateur 6 sont placées sous le module de refroidissement et soufflent de l'air du bas vers le haut dans le sens de la flèche 18 parallèle à la direction D, qui est également le sens des mouvements de convexion naturelle. Cet air est canalisé entre la paroi extérieure du moteur 12 et la paroi intérieure 10 du contour périphérique 7, directement sur les ailettes 5, avant d'être évacué. L'efficacité du refroidissement est ainsi très importante. La demanderesse a ainsi réalisé un module de refroidissement présentant, avec le ventilateur, une hauteur totale de 40 mm pour un diamètre extérieur d'environ 120 mm, capable de dissiper une puissance de 50 Watts. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation que l'on vient de décrire, et on peut apporter à celui-ci de nombreux changements et modifications sans sortir du domaine de l'invention. On peut ainsi, par exemple, proposer d'autres dispositions des ailettes dans l'espace intérieur creux 8. On peut également donner au contour périphérique 7 une forme extérieure différente de la forme sensiblement cylindrique représentée. REVENDICATIONS 1. Module de refroidissement (1) adapté à être en contact avec au moins un élément chaud (2, 16), notamment un composant électronique de puissance, pour le refroidir, et présentant sur sa surface extérieure au moins une assise (4, 15) conformée de façon à recevoir une surface de forme complémentaire dudit élément chaud (2, 16) à refroidir, ce module de refroidissement (1) étant réalisé en un matériau bon conducteur de la chaleur et comportant des ailettes (5) pour augmenter la surface d'échange avec l'air extérieur, ce module de refroidissement (1) étant adapté à être, le cas échéant, associé à un ventilateur (6) pour souffler de l'air sur les ailettes (5), caractérisé en ce qu'il comporte un contour périphérique t7) sensiblement complet entourant un espace intérieur creux (8), et en ce qu'il présente sur sa surface périphérique extérieure (9) ladite assise conformée (4, 15) et sur sa surface périphérique intérieure (10) des ailettes (5) en saillie par rapport à ladite surface périphérique intérieure (10) vers ledit espace intérieur (8). 2. Module de refroidissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les extrémités intérieures (11) des ailettes (5) délimitent la périphérie d'un volume intérieur (8). 3. Module de refroidissement selon la revendication 2, ce module (1) s'étendant en hauteur selon une direction donnée (D), caractérisé en ce qu'un moteur (12) est logé dans le volume intérieur (8) ménagé entre les ailettes (5), l'axe (13) de ce moteur (12) étant sensiblement parallèle à ladite direction (D). 4. Module de refroidissement selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moteur (12) entraîne un ventilateur (6) dont les pales (14) s'étendent radialement sensiblement jusqu'au contour périphérique (7) à proximité de celui-ci. 5. Module de refroidissement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le contour périphérique (7) est réalisé en au moins deux secteurs périphériques (7a, 7b). 6. Module de refroidissement selon la revendication 5, caractérisé en ce que les secteurs périphériques (7a, 7b) sont en contact thermique l'un avec l'autre. 7. Module de refroidissement selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le contour périphérique (7) a une surface périphérique extérieure (9) sensiblement cylindrique. 8. Module de refroidissement selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le contour périphérique (7) comporte sur sa surface périphérique extérieure au moins une assise plane (4, 15) pour la fixation d'au moins un élément chaud (2, 16). 9. Module de refroidissement selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les ailettes (5) s'étendent sensiblement selon une même direction, les ailettes (5) d'un côté s'étendant dans un sens (19) et les ailettes (5) de l'autre côté s'étendant dans l'autre sens(20). 10. Module de refroidissement selon la revendication 9, caractérisé en ce que les ailettes (5) d'un même côté ont des longueurs différentes de façon que leurs extrémités intérieures (11) forment un profil en dent de scie.