Brevet FR2890825A1 — publié le 20070316

La présente invention concerne un système de refroidissement pour décodeur, plus particulièrement un système de refroidissement utilisé dans des décodeurs haute définition. La présente invention concerne aussi une méthode d'asservissement dudit système. Les nouvelles générations de décodeurs dédiées à la haute définition (HDTV) vont devoir traiter les nouveaux standards de compression vidéo (tel que MPEG4) et aussi démoduler des signaux de type DVB-S2 en réception satellite. Ces nouvelles caractéristiques (HDTV/DVB-S2) augmentent le traitement qui doit être réalisé à l'intérieur du produit et donc la consommation en énergie. A cela s'ajoute une autre fonctionnalité importante, comme le PVR (Personal Video Recording) qui est basé autour d'un disque dur dont la consommation moyenne est élevée. En résumé, l'électronique contenue dans cette nouvelle génération de décodeurs consomme beaucoup plus d'énergie que les décodeurs actuels. Cette énergie entraîne une augmentation de la température qui, à terme, est préjudiciable à la fiabilité des circuits intégrés et des autres éléments sensibles tels que les cartes à puce et disque dur. Pour remédier à ce problème, on implémente dans les décodeurs un système de refroidissement conçu à l'aide de ventilateurs qui insufflent de l'air frais de l'extérieur dans l'ensemble de la cavité du décodeur et qui extraient les calories Dans le futur, en plus des nouvelles caractéristiques liées à la haute définition, les décodeurs vont le plus souvent intégrer un disque dur, ce qui augmente considérablement l'énergie dégagée par l'ensemble des circuits actifs. En effet, un produit PVR Haute Définition (MPEG4 / MPEG2) à double réception a une consommation moyenne mesurée sur le secteur de l'ordre de 40W. Dans ces 40W, il y a environ 6W dédiés aux périphériques externes. Il reste donc une puissance à extraire du décodeur de l'ordre de 34W. La présence d'un seul ventilateur s'est révélée insuffisante du fait de la forme interne du boîtier et de la présence de plusieurs composants dégageant beaucoup d'énergie placés dans des endroits très divers. Toutefois, l'utilisation d'un second ventilateur risque de doubler le niveau sonore. Or les décodeurs doivent pouvoir être placés n'importe où dans une maison et notamment dans une chambre à coucher. Cette contrainte impose donc un niveau sonore maximum de 34 dBA mesuré en puissance. La présente invention concerne donc un système de refroidissement d'un décodeur caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux ventilateurs, un des ventilateurs fonctionnant en extraction. De préférence, l'autre ventilateur dit second ventilateur est placé de manière à injecter l'air directement sur au moins un des éléments les plus sensibles à la chaleur. Pour réduire au maximum la transmission des vibrations en cas de vitesse de fonctionnement des ventilateurs élevée, les ventilateurs sont fixés dans le décodeur par l'intermédiaire de silent block. D'autre part, un des éléments les plus sensibles à la chaleur étant le disque dur, le second ventilateur est positionné dans une cheminée sous le disque dur, le montage étant réalisé avec un espacement pour éviter que des vibrations ne soient transmises. La présente invention concerne aussi une méthode d'asservissement des ventilateurs d'un système de refroidissement d'un décodeur consistant à mesurer la température à l'intérieur du décodeur et à mettre en fonctionnement l'un ou les deux ventilateurs en fonction du niveau de température détecté. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description d'un mode de réalisation préférentiel, cette description étant faite avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels: Fig. 1 est une vue schématique sous forme de blocs d'un décodeur conforme à la présente invention, Fig. 2 est une vue en perspective partielle montrant le montage du 30 second ventilateur, Fig.3 est une vue schématique du circuit de commande des ventilateurs et Fig.4 est un organigramme du programme d'asservissement mis en oeuvre. Comme représenté sur la figure 1, la solution adoptée pour le système de refroidissement d'un décodeur 1 comportant un disque dur 20, 5 réside dans une combinaison de plusieurs éléments. Conformément à la présente invention, le décodeur comporte deux ventilateurs, à savoir un premier ventilateur V1 et un second ventilateur V2. Le second ventilateur V2 est dédié au disque dur 20 et permet d'injecter de l'air frais provenant du dessous du décodeur 1, comme représenté par les tirets, et de l'envoyer directement sur le disque dur 20 qui est lui même confiné dans un support 21 se prolongeant par une cheminée 22 recevant ledit ventilateur. Comme représenté sur la figure 2., le ventilateur V2 est monté sous le disque dur à l'aide de silent block SV dans une cheminée 22. Pour éviter la transmission des vibrations du ventilateur en fonctionnement, un certain espacement G est prévu entre le ventilateur V2 et la paroi de la cheminée. Le premier ventilateur V1 utilisé en extraction est fixé sur le coté gauche du châssis du décodeur 1 vu de face. La fixation est réalisée à l'aide de silent block. Ce ventilateur extrait l'énergie dissipée dans le décodeur 1 par les circuits électroniques utilisés type processeur, mémoire, démodulateur, post régulation, alimentation... En prenant soin de maintenir une pression suffisante dans le décodeur, le ventilateur V1 utilisé en extraction en prenant de l'air frais d'un côté et en l'extrayant de l'autre côté comme représenté par les tirets, évite d'avoir à canaliser le flux d'air comme c'est le cas pour les ventilateurs soufflant à l'intérieur du chassis vers les éléments à refroidir. Pour limiter le niveau sonore du décodeur 1, la partie interne du châssis, notamment le capot, est revêtue d'une mousse absorbante permettant de filtrer le bruit transmis du disque dur vers les parties métalliques du chassis. D'autre part, la disposition des éléments chauds a été étudiée de manière à faciliter leur refroidissement. Le châssis du décodeur 1 a été bouchée à l'exception de trois ouïes 51, 52, 53 permettant la circulation d'air. La première ouïe 51 coté droit permet l'entrée d'air, la seconde ouïe 52 sous le logement du disque dur 21 permet l'entrée d'air propre au refroidissement du disque dur, comme expliqué ci-dessus, la troisième ouïe 53 coté gauche permet l'extraction à l'aide du prmier ventilateur ou ventilateur principal. Le logement 21 spécifique au disque dur 20 comporte aussi une ouïe latérale 54 pour l'extraction du flux d'air vers l'ouïe 53. Sur la figure 1, les tirets montrent le flux d'air résultant de la position des ouïes 51, 52, 53, 54 et des ventilateurs V1 et V2. Les éléments sensibles sur le plan de la température tels que le lecteur de carte à puce 10 ou le disque dur 20 au dessus de son ventilateur V2 sont montés tout près de l'ouïe 51 d'entrée d'air frais. Les composants qui dissipent le plus tels que processeurs, alimentation, sont implantés proches du premier ventilateur V1, c e qui a pour intérêt majeur d'extraire les calories avant qu'elles ne se diffusent dans le produit vers les fonctions les plus sensibles (disque dur, lecteur de carte à puce). La présente invention concerne aussi un système d'asservissement des ventilateurs. Pour cela, une sonde de température 30 est implantée sur le circuit imprimé 40. La mesure est envoyée vers un microcontrôleur/processeur (non représenté spécifiquement sur la figure 1) qui commande également les deux ventilateurs V1, V2 comme montré sur la figure 3. Les ventilateurs V1, V2 sont dotés d'une entrée analogique de commande, et d'une sortie Tachymètre permettant de contrôler leurs fonctionnements et notamment leur vitesse. Le système d'asservissement comporte trois niveaux: - niveau 1 détection d'une température nominale inférieure à 48 C, les ventilateurs sont commandés avec une tension faible, ce qui génère une puissance de bruit ne dépassant par 34 dBA. - niveau 2 détection d'une température intermédiaire comprise entre 48 C et 53 C, les ventilateurs sont commandés avec une tension moyenne, ce qui génère une puissance de bruit ne dépassant par 36 dBA. - niveau 3 détection d'une température d'urgence supérieure à 58 C, les ventilateurs sont commandés avec une tension maximale car la température détectée peut entraîner un vieillissement de l'appareil. Avantageusement, le décodeur allume un voyant indiquant un défaut ou un message d'erreur est affiché sur l'écran de l'appareil TV pour informer l'utilisateur que son décodeur a détecté un problème. Le programme d'asservissement permettant de gérer les 3 niveaux est représenté sur la figure 4. Il consiste à comparer la température détectée par la sonde à des seuils et à commander la vitesse de fonctionnement des ventilateurs en fonction de cette température par rapport aux seuils. La figure 2 illustre les entrées/sorties dédiées à l'asservissement des ventilateurs. La température mesurée par la sonde 30 est transmise au microcontrôleur. En fonction de cette mesure, le microcontrôleur adapte la vitesse des ventilateurs et par conséquent le flux d'air frais qui entre et sort de la cavité du décodeur 1. L'avantage de pouvoir contrôler séparément les 2 ventilateurs permet de les configurer différemment suivant l'utilisation du décodeur. Par exemple, si le disque dur est au repos le ventilateur V2 dédié peut être éteint. Cela a l'avantage d'avoir un produit plus silencieux et aussi de préserver la durée de vie du ventilateur. Selon le mode préféré de réalisation de la figure 3, le microcontrôleur possède deux générateurs de signaux PWM (Pulse With Modulator). Les signaux PWM émis sont convertis en signaux analogiques par un circuit intégrateur. Ces signaux analogiques commandent les ventilateurs. Le microcontrôleur possède aussi 2 entrées capture qui permettent de comptabiliser exactement la vitesse de rotation de chaque ventilateur. Un autre avantage consiste à savoir si les ventilateurs sont toujours opérationnels ou non et d'en informer l'utilisateur au moyen d'un dispositif tel qu'une LED (diode électroluminescente) ou d'un message sur l'écran de l'appareil TV. Cette invention permet de refroidir les éléments sensibles d'un décodeur afin d'en assurer sa fiabilité et donc son bon fonctionnement, tout en ayant un niveau sonore très faible. Ainsi, un décodeur placé dans une chambre à coucher peut être programmé pour enregistrer des programmes durant la nuit. REVENDICATIONS 1 - Un système de refroidissement silencieux d'un décodeur, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux ventilateurs (Vl,V2), un des ventilateurs dit premier ventilateur (V1) fonctionnant en extraction. 2 Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second ventilateur (V2) est positionné à l'intérieur du décodeur de manière à injecter de l'air directement sur au moins un des composants sensibles du décodeur. 3 Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que le composant sensible étant un disque dur (20), le second ventilateur (V2) est positionné dans une cheminée (22) prévue sous le logement (21) du disque dur. 4 Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le décodeur comporte trois ouïes pour la circulation d'air, une première ouïe (51) d'entrée d'air avant le disque dur, une seconde ouïe (52) d'entrée d'air pour le second ventilateur sous le disque dur et une ouïe (53) d'extraction d'air après le premier ventilateur (V1). 5 Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments sont disposés à l'intérieur du châssis du décodeur avec les éléments sensibles à la chaleur positionnés près de la première ouïe (51) et les éléments dégageant de la chaleur positionnés près de l'ouïe d'extraction (53). 6 - Une méthode d'asservissement des ventilateurs d'un système de refroidissement d'un décodeur consistant à mesurer la température à l'intérieur du décodeur et à mettre en route l'un ou les deux ventilateurs en fonction du niveau de température détecté.