FR2585918A1 - Method and device for cooling electronic components and assemblies or subassemblies of electronic components - Google Patents
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Abstract
Description
"PROCEDE ET DISPOSITIF DE VENTILATION DE COMPOSANTS ELEC
TRONIQUES ET D'ENSEMBLES OU SOUS-ENSEMBLES DE COMPOSANTS
ELECTRONIQUES"
La variation de la durée de vie d'un composant électronique, notamment d'un condensateur électrolytique, en fonction de la température, est bien connue. On considère habituellement qu'une augmentation de 10 C de la température d'un composant électronique réduit de moitié sa durée de vie (loi dite d'ARRHENIUS)."METHOD AND DEVICE FOR VENTILATION OF ELEC COMPONENTS
TRONICS AND ASSEMBLIES OR SUB-ASSEMBLIES OF COMPONENTS
ELECTRONICS "
The variation in the service life of an electronic component, in particular of an electrolytic capacitor, as a function of the temperature, is well known. It is usually considered that an increase of 10 C in the temperature of an electronic component halves its lifespan (law known as ARRHENIUS).
Ceci est vrai également pour les sous-ensembles et ensembles de composants électroniques, si l'on considère la température des composants. This is also true for sub-assemblies and assemblies of electronic components, if we consider the temperature of the components.
Il y a donc un-intérêt certain à réduire le plus possible l'échauffement de tels composants, sous-ensembles et ensembles. There is therefore a definite advantage in reducing as much as possible the heating of such components, sub-assemblies and assemblies.
On prévoit souvent des systèmes de ventilation forcée, mais celle-ci exige un matériel relativement important et coûteux, consomme de l'énergie et produit souvent un bruit désagréable et/ou des vibrations nuisibles. Forced ventilation systems are often provided, but this requires relatively large and expensive equipment, consumes energy and often produces unpleasant noise and / or harmful vibrations.
L'invention vise à pallier les inconvénients précités en fournissant un procédé et un dispositif très simples, peu coûteux et sans pièce mécanique en mouvement, pour assurer la ventilation de composants électroniques, ou bien de sousensembles et d'ensembles de tels composants, et notamment de condensateurs électrolytiques. The invention aims to overcome the aforementioned drawbacks by providing a very simple method and device, inexpensive and without moving mechanical part, for ensuring the ventilation of electronic components, or indeed of sub-assemblies and assemblies of such components, and in particular electrolytic capacitors.
On désignera ci-après par élément électronique un composant électronique, notamment un condensateur électrolytique, un sous-ensemble ou un ensemble de composants électroniques. The electronic element hereinafter denotes an electronic component, in particular an electrolytic capacitor, a subassembly or a set of electronic components.
Le procédé selon l'invention consiste à. assurer le refroidissement d'un élément électronique en réalisant autour de lui une ventilation naturelle du bas vers le haut par convection naturelle et en réalisant l'arrivée d'un gaz, notamment d'air, frais, à la base de la périphérie de cet élément. The method according to the invention consists in. ensure the cooling of an electronic element by providing around it natural ventilation from the bottom to the top by natural convection and by providing the arrival of a gas, in particular fresh air, at the base of the periphery of this element.
Le dispositif selon l'invention, qui met en oeuvre le procédé susmentionné, est caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison : une gains tubulaire disposée autour de lté- lément électronique à ventiler qui est placé dans une enceinte, cette gaine laissant, entre la surface externe de l'élément et la surface interne de la gaine, un passage annulaire pour la circulation d'un gaz de refroidissement; un conduit comportant une extrémité supérieure et une extrémité inférieure extérieure à l'enceinte, l'extrémité supérieure communiquant avec ledit passage tandis que l'extrémité inférieure e.qt en relation avec un espace extérieur à l'enceinte,. The device according to the invention, which implements the above-mentioned method, is characterized in that it comprises in combination: a tubular gain disposed around the electronic element to be ventilated which is placed in an enclosure, this sheath leaving, between the external surface of the element and the internal surface of the sheath, an annular passage for the circulation of a cooling gas; a conduit comprising an upper end and a lower end external to the enclosure, the upper end communicating with said passage while the lower end e.qt in relation to a space external to the enclosure ,.
où se trouve du gaz frais; et au moins un orifice prévu dans la partie supérieure de l'enceinte.where there is fresh gas; and at least one orifice provided in the upper part of the enclosure.
Avantageusement les sections dudit passage annulaire, du conduit et du ou des orifices à la partie supérieure de l'enceinte, sont sensiblement les mêmes. Advantageously, the sections of said annular passage, of the conduit and of the orifice (s) at the upper part of the enclosure, are substantially the same.
De préférence on dispose d'une deuxième gaine autour de la première gaine, cette seconde gaine étant également en communication avec l'extrémité supérieure du conduit; dans ce cas on peut prévoir que c'est la somme des sections de passage, d'une part, entre la surface extérieure de l'élément électronique et la surface intérieure de la gaine qui entoure celui-ci, et, d'autre part, entre la surface extérieure de cette gaine et la surface intérieure de la deuxième gaine, qui est sensiblement équivalente à la section du conduit et à la section de la ou des ouvertures à la partie supérieure de l'enceinte. Preferably there is a second sheath around the first sheath, this second sheath also being in communication with the upper end of the duct; in this case we can predict that it is the sum of the passage sections, on the one hand, between the external surface of the electronic element and the internal surface of the sheath which surrounds it, and, on the other hand , between the outer surface of this sheath and the inner surface of the second sheath, which is substantially equivalent to the section of the duct and to the section of the opening or openings at the upper part of the enclosure.
La gaine entourant l'élément et éventuellement la deuxième gaine peuvent être réalisées en métal, par exemple en acier, tandis que le conduit peut être réalisé en un matériau mauvais conducteur de la chaleur, tel que du caoutchouc, la durite ou du carton aluminisé. The sheath surrounding the element and possibly the second sheath can be made of metal, for example steel, while the duct can be made of a material that is poorly conductive of heat, such as rubber, hose or aluminized cardboard.
La gaine ou les gaines ont un triple rôle : elles protègent l'élément électronique du rayonnement thermique en provenance de composants électroniques voisins, elle isole l'é- lément des masses chaudes voisines en évitant le passage de chaleur par conduction, et enfin elle amène autour de l'élément de l'air ou autre gaz frais aspiré depuis une zone relativement froide située hors de l'enceinte en partie basse de celle-ci et se dirigeant par convection naturelle vers le ou les orifices de sortie en partie haute de l'enceinte (effet de "cheminée" de la ou des gaines). The sheath or sheaths have a triple role: they protect the electronic element from thermal radiation from neighboring electronic components, it isolates the element from neighboring hot masses by preventing the passage of heat by conduction, and finally it brings around the element of air or other fresh gas sucked in from a relatively cold zone situated outside the enclosure in the lower part thereof and moving by natural convection towards the outlet orifices or outlets in the upper part of the 'enclosure ("chimney" effect of the sheath (s)).
On peut, lorsqu'on le désire, assurer la ventilation de plusieurs éléments électroniques voisins en prévoyant autour. We can, when desired, provide ventilation of several neighboring electronic elements by providing around.
de chaque élément une première gaine du type précité, avec éventuellement une seconde gaine de ce type autour de l'ensemble des éléments avec leur première gaine, et en mettant en oeuvre un seul conduit qui se subdivise à la partie supérieure en. plusieurs branches débouchant au niveau de chaque élément pour alimenter le passage entre cet élément et la première gaine qui l'entoure, le tout en combinaison avec un ou plusieurs orifices à la partie supérieure de l'enceinte entourant les éléments électroniques.of each element a first sheath of the aforementioned type, possibly with a second sheath of this type around all of the elements with their first sheath, and using a single conduit which is subdivided at the top into. several branches opening out at each element to supply the passage between this element and the first sheath which surrounds it, all in combination with one or more orifices at the top of the enclosure surrounding the electronic elements.
L'invention pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication. The invention may, in any case, be well understood with the aid of the additional description which follows, as well as of the appended drawings, which supplement and drawings are, of course, given mainly by way of indication.
La figure 1 illustre le refroidissement par ventilation naturelle d'un seul composant électronique, à savoir un condensateur électrolytique. FIG. 1 illustrates the cooling by natural ventilation of a single electronic component, namely an electrolytic capacitor.
La figure 2 illustre le refroidissement de plusieurs composants électroniques, à savoir trois condensateurs élec trolytiquesjdisposés côte à côte. FIG. 2 illustrates the cooling of several electronic components, namely three electrolytic capacitors arranged side by side.
Dans le cas de la figure 1, il s'agit de refroidir un condensateur électrolytique 1. In the case of FIG. 1, it involves cooling an electrolytic capacitor 1.
A cet effet on dispose, selon l'invention, une gaine ou enveloppe 2, par exemple en acier, autour de ce condensateur. To this end, there is, according to the invention, a sheath or envelope 2, for example of steel, around this capacitor.
En particulier le condensateur électrolytique 1 est cylindrique et la gaine 1 est également cylindrique, un passage annulaire 3 existant entre la surface extérieure du condensateur 1 et la surface intérieure de la gaine 2.In particular, the electrolytic capacitor 1 is cylindrical and the sheath 1 is also cylindrical, an annular passage 3 existing between the exterior surface of the capacitor 1 and the interior surface of the sheath 2.
La gaine 2 supporte le condensateur 1 grâce à plusieurs pattes 4, par exemple trois pattes 4, disposées à la partie inférieure de la gaine 2. En outre plusieurs cales 5, avantageusement trois cales 5, maintiennent le condensateur 1 en position dans la gaine 2. The sheath 2 supports the capacitor 1 thanks to several legs 4, for example three legs 4, arranged at the lower part of the sheath 2. In addition several shims 5, advantageously three shims 5, hold the capacitor 1 in position in the sheath 2 .
Un conduit 6, par exemple en carton aluminisé, traverse la partie inférieure de l'enceinte 7 dans laquelle est placé le condensateur 1. Ce conduit 6 comporte une extrémité supérieure 16 qui communique librement avec le passage 3 et une extrémité inférieure 17 qui communique avec l'extérieur de l'enreinte 7 en partie basse de celle-ci où l'air est plus frais qu'à l'intérieur 15 de l'enceinte 7 lorsque le condensateur 1 est opérationnel. A duct 6, for example made of aluminized cardboard, crosses the lower part of the enclosure 7 in which the capacitor 1 is placed. This duct 6 has an upper end 16 which communicates freely with the passage 3 and a lower end 17 which communicates with outside of the enclosure 7 in the lower part thereof where the air is cooler than inside 15 of the enclosure 7 when the capacitor 1 is operational.
Enfin un orifice 8 est ménagé dans la partie supérieure 9 de l'enceinte 7. Finally, an orifice 8 is formed in the upper part 9 of the enclosure 7.
Avantageusement la section du passage annulaire 3, la section du conduit 6 et la section de l'orifice 8 sont sensiblement les mêmes. Advantageously, the section of the annular passage 3, the section of the duct 6 and the section of the orifice 8 are substantially the same.
On peut prévoir une secondr gaine ou enveloppe 10 disposée concentriquement à la première gaine 2, cette seconde gaine étant, par exemple, également métallique (elle a été représentée en traits interrompus du fait qu'elle est facultative, mais elle est bien entendu également pleine). Des cales 11, par exemple trois cales, maintiennent une distance constante entre les deux gaines 2 at 10. It is possible to provide a second sheath or envelope 10 disposed concentrically with the first sheath 2, this second sheath being, for example, also metallic (it has been shown in broken lines because it is optional, but it is of course also full ). Shims 11, for example three shims, maintain a constant distance between the two sheaths 2 at 10.
Dans le cas où il existe deux gaines, c'est la section de passage totale, d'une part, entre le condensateur 1 et la gaine 2 (passage 3) et, d'autre part, entre les gaines 2 et 10 (passage annulaire 12) qui est sensiblement égale aux sections du conduit 6 et de l'orifice 8 La présence de la seconde gaine 12 abaisse encore davantage la température en fonctionnement du condensateur électrolytique 1. In the case where there are two ducts, this is the total passage section, on the one hand, between the capacitor 1 and the duct 2 (passage 3) and, on the other hand, between the ducts 2 and 10 (passage annular 12) which is substantially equal to the sections of the duct 6 and of the orifice 8 The presence of the second sheath 12 further lowers the operating temperature of the electrolytic capacitor 1.
A titre d'exemple, le condensateur 1 est un condensateur électrolytique ayant un diamètre de 75 mm, la gaine 2 a une section de 87 mm, le conduit 6 a un diamètre de 65 mm et la deuxième gaine 10 une section de 100 mm. By way of example, the capacitor 1 is an electrolytic capacitor having a diameter of 75 mm, the sheath 2 has a section of 87 mm, the conduit 6 has a diameter of 65 mm and the second sheath 10 a section of 100 mm.
On a placé, à titre d'essai, un tel condensateur 1 avec d'abord seulement la gaine 2, Puis avec les deux gaines 2 et 10, sur un socle 13 qui porte le condensateur 1, grâce à des supports 14, dans une étuve qui matérialise l'enceinte 7, étuve comportant à sa partie supérieure un orifice de section 60 mm correspondant à l'orifice 8 de l'enceinte 7, le conduit 6 sortant de l'enceinte à sa partie inférieure (en fait la figure 1 illustre un tel condensateur et son système de ventilation. We put, as a test, such a capacitor 1 with first only the sheath 2, Then with the two sheaths 2 and 10, on a base 13 which carries the capacitor 1, by means of supports 14, in a oven which materializes the enclosure 7, an oven comprising at its upper part an orifice with a section of 60 mm corresponding to the orifice 8 of the enclosure 7, the duct 6 leaving the enclosure at its lower part (in fact FIG. 1 illustrates such a capacitor and its ventilation system.
dans une enceinte constituée par l'étuve).in an enclosure formed by the oven).
La température de l'étuve, c'est-à-dire dans l'espace 15, ayant été réglée à 85"C et le condensateur alimenté sous sa tension nominale, on a relevé sur le condensateur en cours d'essai une température de 650C lorsqu'on n'a disposé autour de lui que
Ja seule gaine 2, et une température de 60"C lorsqu'on a dispose autour de lui les deux gaines 2 et 10. Dans les deux cas, la température de l'air extérieur était de 24,5 C. The temperature of the oven, that is to say in space 15, having been adjusted to 85 "C and the capacitor supplied at its nominal voltage, a temperature of 650C when only around it has been placed
Ja single duct 2, and a temperature of 60 "C when we have around it the two ducts 2 and 10. In both cases, the outside air temperature was 24.5 C.
Sur la figure 2 on a représenté également dans une enceinte 7, dotée d'un orifice 8 dans sa face supérieure 9, non plus un seul condensateur, mais trois condensateurs la, lb et lc placés côte à côte et entourés chacun d'une gaine 2a, 2b, 2c respectivement qui comporte des pattes de fixation 4a, 4b, 4c respectivement et des cales Sa, 5b, 5c respectivement. In FIG. 2 there is also shown in an enclosure 7, provided with an orifice 8 in its upper face 9, no longer a single capacitor, but three capacitors la, lb and lc placed side by side and each surrounded by a sheath 2a, 2b, 2c respectively which has fixing lugs 4a, 4b, 4c respectively and shims Sa, 5b, 5c respectively.
Sur la figure 2 on retrouve le socle 13 sur lequel sont disposés des supports 14a, 14b, 14c correspondant au support 14 de la figure 1. In FIG. 2 we find the base 13 on which supports 14a, 14b, 14c are arranged corresponding to support 14 in FIG. 1.
Le conduit d'amenée d'air frais à partir de l'extérieur porte la référence 6' et il se divise à la partie supérieure en trois branches 6a, 6c et 6c qui se terminent par des extrémités supérieures libres 16a, 16b et 16z, l'extrémité inférieure étant référencée 17, comme sur la figure 1. The fresh air supply duct from the outside bears the reference 6 'and it is divided at the upper part into three branches 6a, 6c and 6c which end in free upper ends 16a, 16b and 16z, the lower end being referenced 17, as in FIG. 1.
Les sections des branches 6a, 6b et 6c du conduit 6' sont du même ordre de grandeur que les sections des passages 3a,3b et 3c entre les condensateurs la, lb, lc, d'une part, et les gaines 2a, 2b, 2c, d'autre part, tandis que la section de l'orifice 8 est sensiblement égale à la somme des sections des trois branches 6a, 6b, 6C. The sections of the branches 6a, 6b and 6c of the conduit 6 'are of the same order of magnitude as the sections of the passages 3a, 3b and 3c between the capacitors la, lb, lc, on the one hand, and the sheaths 2a, 2b, 2c, on the other hand, while the section of the orifice 8 is substantially equal to the sum of the sections of the three branches 6a, 6b, 6C.
On peut en outre prévoir une gaine supplémentaire 10' entourant l'ensemble des trois condensateurs la, lb, lc et de leurs gaines 2a, 2b, 2c, des cales 11' étant-portées par la gaine 10' afin de maintenir la position relative entre cette gaine et les gaines 2a, 2b et 2c. An additional sheath 10 ′ can also be provided surrounding all three capacitors 1a, 1b, lc and their sheaths 2a, 2b, 2c, shims 11 ′ being carried by the sheath 10 ′ in order to maintain the relative position. between this sheath and the sheaths 2a, 2b and 2c.
Lorsqu'une telle gaine supplémentaire 10' existe, c'est la section totale de passage de l'air entre cette gaine supplémentaire et les condensateurs la, lb et lc qui est sensiblement égale à la section de l'orifice 8 et à la section totale des branches 6a, 6b et 6c. When such an additional sheath 10 ′ exists, it is the total cross-section of the air passage between this additional sheath and the capacitors 1a, 1b and 1c which is substantially equal to the section of the orifice 8 and to the section total of branches 6a, 6b and 6c.
Pratiquement la section du conduit 6' en amont des brunches 6a, 6b et 6c n'est pas inférieure au total des sections des branches 6a, 6b, 6c, qu'il y ait ou non de gaine 10 | . Practically the section of the conduit 6 'upstream of the brunches 6a, 6b and 6c is not less than the total of the sections of the branches 6a, 6b, 6c, whether or not there is a sheath 10 | .
Au lieu d'un seul orifice 8 à la partie supérieure 9 de l'enceinte 7 des figures 1 et 2, on peut prévoir plusieurs orifices dont la section totale est de l'ordre de grandeur de la section du conduit 6 ou 6'. Instead of a single orifice 8 at the upper part 9 of the enclosure 7 of FIGS. 1 and 2, several orifices can be provided, the total section of which is of the order of magnitude of the section of the conduit 6 or 6 '.
On voit que le procédé et le dispositif selon l'invention présentent de nombreux avantages, notamment
- l'absence de toute pièce mécanique en mouvement, d'où absence de vibrations et de bruit;
- un coût réduit du fait qu'ils mettent en oeuvre peu de pièces et que ces pièces sont réalisées en des matières bon marché;
- une excellente ventilation permettant d'augmenter la durée de vie des composants électroniques.It can be seen that the method and the device according to the invention have numerous advantages, in particular
- the absence of any moving mechanical part, hence the absence of vibrations and noise;
- a reduced cost due to the fact that they use few parts and that these parts are made of inexpensive materials;
- excellent ventilation to increase the service life of electronic components.
Comme il va de soi et-comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. As it goes without saying, and as it already results from the foregoing, the invention is in no way limited to those of its modes of application and embodiments which have been more especially envisaged; on the contrary, it embraces all its variants.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8511709A FR2585918A1 (en) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | Method and device for cooling electronic components and assemblies or subassemblies of electronic components |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8511709A FR2585918A1 (en) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | Method and device for cooling electronic components and assemblies or subassemblies of electronic components |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2585918A1 true FR2585918A1 (en) | 1987-02-06 |
Family
ID=9321821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8511709A Withdrawn FR2585918A1 (en) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | Method and device for cooling electronic components and assemblies or subassemblies of electronic components |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2585918A1 (en) |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |