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Abstract

The external surface (7) almost completely surrounds the interior and the ends of the fins (11) define the central space (8). The fan motor (12) is housed in the space with its axis (13) approximately parallel to the vertical (D) of the sink and it drives the fan blades (14) which extend radially to the external surface.The sink comprises at least two thermally conducting sectors (7a,7b) which are in thermal contact with each other and there is at least one planar seating (4,15) for the hot element (2,16). The fins are parallel forms extending in opposite directions from opposite sides and their alternate different lengths make a sawtooth pattern.

Description

??Module de refroidissement, notamment pour
composant électronique de puissance"
La présente invention concerne un module de refroidissement, notamment pour composant électronique de puissance.?? Cooling module, especially for
power electronic component "
The present invention relates to a cooling module, in particular for an electronic power component.

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.Numerous types of cooling modules are known which are suitable for being in contact with at least one hot element, in particular a power electronic component, to cool it.

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.In known manner, such a cooling module has on its outer surface at least one seat shaped so as to receive a surface of complementary shape of said hot element to be cooled. This cooling module is made of a material which is a good conductor of heat and has fins to increase the surface area for exchange with the outside air. This cooling module is adapted to be, if necessary, associated with a fan for blowing air on the fins.

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.According to a known embodiment, such a cooling module is fixed to a flat surface, for example the upper face, of a power electronic component. It has a generally square or rectangular shape and has fins extending radially with respect to the outer peripheral faces of said 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.A general problem encountered in the design and use of such a module is the size thereof, in particular when it must be associated with a fan adapted to blow air on the fins to improve the evacuation calories from the power electronic component and therefore the cooling thereof.

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.The object of the present invention is to remedy the drawbacks of known cooling modules and to propose a space-saving cooling module, in particular in height, suitable for fulfilling the following three conventional functions: cooling radiator, fixing of one or more hot element (s), if necessary, simple and efficient adaptation of a fan with motor and cooling blades.

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.According to the invention, the cooling module of the aforementioned type is characterized in that it comprises a substantially complete peripheral contour surrounding a hollow interior space, and in that it has on said external peripheral surface said shaped seat and on its surface inner peripheral fins projecting from said inner peripheral surface towards said inner space.

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. This arrangement of the fins directed inwards facilitates the cooling of these fins: in the absence of a fan, there is an energetic convection movement due to the fact that the air present in the hollow interior space is efficiently heated by the fins . In the case of the presence of a fan, the cooling of the fins by the air blown by this fan is particularly effective insofar as these fins are concentrated inside the peripheral contour.

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.According to an interesting version of the present invention, the interior ends of the fins define the periphery of an interior volume, this module extends in height in a given direction, and a motor is housed in the interior volume formed between the fins, l the axis of this motor being substantially parallel to said direction, and this motor drives a fan, the blades of which extend radially substantially as far as the peripheral contour in the vicinity thereof.

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.The air blown by the fan blades is channeled into the annular space which is between the motor and the peripheral contour of the cooling module, and which is occupied by the fins. The cooling of the fins is particularly effective for an extremely simple, reliable and inexpensive structure.

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.According to an advantageous version of the invention, the peripheral contour is produced in at least two peripheral sectors which are in thermal contact with one another.

Ceci permet une réalisation et un montage simples et économiques du contour périphérique et du moteur du ventilateur à l'intérieur de celui-ci.This allows a simple and economical production and mounting of the peripheral contour and of the fan motor inside it.

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.According to a preferred version of the invention, the fins extend substantially in the same direction, the fins on one side extending in one direction and the fins on the other side extending in the other direction, and the fins on the same side have different lengths so that their ends form a sawtooth profile.

D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description détaillée ci-après.Other features and advantages of the present invention will appear in the detailed description below.

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.In the accompanying drawing, given only by way of nonlimiting example - Figure 1 is a perspective diagram of a cooling module according to an embodiment of the present 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.There is shown in the figure a cooling module 1 adapted to be in contact with at least one hot element, shown diagrammatically at 2, in particular an electronic power component such as a power transistor, to cool it.

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.The cooling module 1 has on its outer surface 3 at least one seat 4 shaped so as to receive a surface of complementary shape of the hot element 2 to be cooled. This cooling module is made of a material which is a good conductor of heat such as aluminum, and comprises fins 5 to increase the surface area for exchange with the outside air.

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.The cooling module is adapted to be, if necessary, associated with a fan 6 for blowing air on the fins 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.According to the invention, the cooling module 1 comprises a substantially complete peripheral contour 7 surrounding a hollow interior space 8. This means that the peripheral contour 7 is completely closed on itself, as in the example shown, or almost completely closed , so as to diffuse and dissipate as efficiently as possible the heat dissipated by the hot element 2. The peripheral contour 7 presents on its external peripheral surface 9 the seat 4 adapted to receive the transistor 2. It presents on its internal peripheral surface 10 of the fins 5 projecting from said interior peripheral surface 10 towards said interior space 8.

Dans l'exemple représenté, les extrémités intérieures 11 des ailettes 5 délimitent la périphérie d'un volume intérieur.In the example shown, the inner ends 11 of the fins 5 delimit the periphery of an interior volume.

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.The module 1 extends in height in a given direction D. A motor 12 is housed in the internal volume formed between the internal ends 11 of the fins 5, the axis 13 of the motor 12 being substantially parallel to said 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.The motor 12 drives a fan 6, the blades 14 of which extend radially as far as the peripheral contour 7 close to the latter.

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.In this example, the peripheral contour 7 is produced in at least two peripheral sectors 7a, 7b. The peripheral sectors 7a, 7b are in thermal contact with each other at their two ends.

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. The peripheral contour 7 has a substantially cylindrical outer peripheral surface 9, which facilitates the introduction of the module inside an appliance and the fixing of this module inside said appliance.

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.This external peripheral surface thus also has a second seat 15 receiving a second component 16, for example a diode bridge, and several channels 17 open towards the outside allowing the guidance and / or fixing of the module 1 in its housing. The seats 4, 15 are generally flat seats.

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.The fins 5 extend substantially in the same direction which is that of a diametral plane of the motor 12. In the embodiment shown of the peripheral contour 7 in two sectors 7a and 7b, the fins 5 on the same side, the sector 7a, extend in one direction when the module 1 is assembled, and the fins 5 on the other side, carried by the second sector 7b, extend in the other direction.

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.The fins 5 on the same side, that is to say carried by the same sector 7a, 7b, have different lengths so that their inner ends 11 form a sawtooth profile, which increases the surface area d 'exchange and improves the heat exchange between the fins and the air blown by the fan.

Dans cet exemple, les deux secteurs 7a, 7b sont symétriques l'un de l'autre, ce qui facilite leur fabrication par exemple par extrusion.In this example, the two sectors 7a, 7b are symmetrical to one another, which facilitates their manufacture, for example by 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.The cooling module thus described is adapted to be preferably placed in a horizontal position. The fan 6 therefore has its substantially vertical axis. The blades 14 of the fan 6 are placed under the cooling module and blow air from the bottom upwards in the direction of the arrow 18 parallel to the direction D, which is also the direction of the movements of natural convection. This air is channeled between the outer wall of the engine 12 and the inner wall 10 of the peripheral contour 7, directly on the fins 5, before being discharged. Cooling efficiency is therefore very important.

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.The Applicant has thus produced a cooling module having, with the fan, a total height of 40 mm for an outside diameter of approximately 120 mm, capable of dissipating a power of 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.Of course, the present invention is not limited to the embodiment which has just been described, and it is possible to make numerous changes and modifications to it without departing from the scope of the 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. It is thus possible, for example, to propose other arrangements of the fins in the hollow interior space 8. It is also possible to give the peripheral contour 7 an external shape different from the substantially cylindrical shape shown.

Claims (10)

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).1. Cooling module (1) adapted to be in contact with at least one hot element (2, 16), in particular an electronic power component, to cool it, and having on its external surface at least one seat (4, 15 ) shaped so as to receive a surface of complementary shape of said hot element (2, 16) to be cooled, this cooling module (1) being made of a material which is a good conductor of heat and comprising fins (5) to increase the surface of exchange with the outside air, this cooling module (1) being adapted to be, if necessary, associated with a fan (6) for blowing air on the fins (5), characterized in that it has a substantially complete peripheral contour t7) surrounding a hollow interior space (8), and in that it has on its external peripheral surface (9) said shaped seat (4, 15) and on its internal peripheral surface (10) fins (5) in sai Line relative to said interior peripheral surface (10) toward said interior space (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).2. Cooling module according to claim 1, characterized in that the interior ends (11) of the fins (5) delimit the periphery of an interior volume (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). 3. Cooling module according to claim 2, this module (1) extending in height in a given direction (D), characterized in that a motor (12) is housed in the interior volume (8) formed between the fins (5), the axis (13) of this motor (12) being substantially parallel to said 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.4. Cooling module according to claim 3, characterized in that the motor (12) drives a fan (6) whose blades (14) extend radially substantially as far as the peripheral contour (7) near the latter . 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).5. Cooling module according to one of claims 1 to 4, characterized in that the peripheral contour (7) is produced in at least two peripheral sectors (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.6. Cooling module according to claim 5, characterized in that the peripheral sectors (7a, 7b) are in thermal contact with each other. 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.7. Cooling module according to one of claims 1 to 6, characterized in that the peripheral contour (7) has an outer peripheral surface (9) substantially cylindrical. 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).8. Cooling module according to one of claims 1 to 7, characterized in that the peripheral contour (7) comprises on its external peripheral surface at least one flat seat (4, 15) for fixing at least one element hot (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).9. Cooling module according to one of claims 1 to 8, characterized in that the fins (5) extend substantially in the same direction, the fins (5) on one side extending in one direction (19 ) and the fins (5) on the other side extending in the other direction (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. 10. Cooling module according to claim 9, characterized in that the fins (5) on the same side have different lengths so that their inner ends (11) form a sawtooth profile.
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