FR2836622A1

FR2836622A1 - Perfectionnement aux appareils comprenant des composants electroniques de puissance et un radiateur pour leur refroidissement

Info

Publication number: FR2836622A1
Application number: FR0202370A
Authority: FR
Inventors: Nicolas Guillarme; Antoine Dutot
Original assignee: Johnson Controls Automotive Electronics SAS
Current assignee: Johnson Controls Automotive Electronics SAS
Priority date: 2002-02-25
Filing date: 2002-02-25
Publication date: 2003-08-29
Anticipated expiration: 2022-02-25
Also published as: FR2836622B1

Abstract

Un appareil comporte un radiateur comprenant une première facesensiblement plane et une seconde face à partir de laquelle des ailettes ayant chacune une direction longitudinale (X) déterminée, sensiblement rectiligne et parallèle à ladite première face, s'étendent dans une direction sensiblement orthogonale à ladite première face; un support de composants électroniques (30) sensiblement plan, couplé thermiquement à ladite première face du radiateur; et des composants électroniques (41-43, 11, 12, 13, 14) montés sur le support de composants électroniques. Les composants électroniques sont montés sur le support de composants électroniques suivant au moins une direction d'alignement déterminée, sensiblement rectiligne et parallèle à la première face du radiateur. En outre la direction d'alignement des composants électroniques forme un angle non nul avec la direction longitudinale des ailettes du radiateur.

Description

PERFECTIONNEMENT AUX APPAREILS COMPRENANT DES COMPOSANTS ELECTRONIQUES DE PUISSANCE ET UN RADIATEUR
POUR LEUR REFROIDISSEMENT
La présente invention concerne un perfectionnement aux appareils comprenant des composants électroniques de puissance et un radiateur pour le refroidissement de ces composants. Elle trouve des applications, en particulier, dans le domaine automobile.

Dans l'art antérieur, on connaît des appareils comprenant un radiateur, un support de composants électroniques couplé thermiquement aux radiateurs, et un circuit électronique comprenant des composants électroniques, notamment des composants électroniques de puissance, qui sont montés sur ce support. Le radiateur a pour fonction de dissiper la chaleur produite lors du fonctionnement des composants électroniques de puissance. En pratique, chaque composant électronique de puissance se comporte comme une source de chaleur, à laquelle correspond un"point chaud"du radiateur.

Le radiateur comprend une première face sensiblement plane et une seconde face à partir de laquelle des ailettes de refroidissement ayant chacune une direction longitudinale déterminée, sensiblement rectiligne et parallèle à ladite première face, s'étendent dans une direction sensiblement orthogonale à ladite première face. Le support de composants électroniques est sensiblement plan. Il est couplé thermiquement par l'une de ces faces à ladite première face du radiateur. Les composants électroniques de puissance sont montés sur l'autre face du support de composants électroniques.

Si l'on peut faire l'hypothèse que les composants électroniques sont répartis aléatoirement sur ladite autre face du support de composants électroniques, alors on peut considérer que les points chauds du radiateur sont uniformément répartis sur la première face de celui-ci.

Néanmoins, cette hypothèse est rarement valable en pratique. En effet, la topologie du circuit électronique d'une part, et les règles de routage qui sont respectées pour l'implantation des composants électroniques sur le support de composants électroniques d'autre part, peuvent conduire à concentrer les composants électroniques de puissance dans une zone déterminée de ladite autre face du support ou à les disposer d'une manière particulière. Ceci est le cas, en particulier, lorsque le circuit électronique a une topologie comprenant

une structure répétitive, par exemple lorsqu'il s'agit d'un circuit comprenant plusieurs cellules identiques.

Il s'ensuit que les points chauds ne sont pas uniformément répartis sur la première face du radiateur, mais peuvent être concentrés dans une zone déterminée de cette surface. Dit autrement, la capacité de refroidissement du radiateur n'est pas utilisée de façon optimale. L'une des conséquences de cette situation est que le refroidissement du circuit électronique peut être insuffisant au moins dans une zone déterminée du support de composants électroniques.

Ceci crée un risque d'endommagement des composants électroniques situés dans ou à proximité de cette zone, ou du moins une modification de leurs caractéristiques de fonctionnement.

L'invention a pour objet de réduire cet inconvénient de l'art antérieur, en proposant certaines règles pour l'implantation des composants électroniques sur le support de composants électroniques par rapport aux ailettes.

L'invention propose ainsi un appareil comportant : - un radiateur comprenant une première face sensiblement plane et une seconde face à partir de laquelle des ailettes ayant chacune une direction longitudinale déterminée, sensiblement rectiligne et parallèle à ladite première face, s'étendent dans une direction sensiblement orthogonale à ladite première face ; - un support de composants électroniques sensiblement plan, couplé thermiquement à ladite première face du radiateur ; et, - des composants électroniques montés sur le support de composants électroniques.

Selon l'invention, les composants électroniques sont montés sur le support de composants électroniques suivant au moins une direction d'alignement déterminée, sensiblement rectiligne et parallèle à la première face du radiateur. En outre, la direction d'alignement des composants électroniques forme un angle non nul avec la direction longitudinale des ailettes du radiateur.

Lorsque l'appareil comprend un circuit électronique, les composants électroniques précités sont par exemple des composants électroniques de puissance compris dans ce circuit. Le radiateur peut être réalisé de manière à

constituer un boîtier pouvant contenir le circuit électronique.

Dans un mode de réalisation particulier, les composants électroniques comprennent un premier groupe de composants électroniques d'un premier type et au moins un second groupe de composants électroniques d'un second type. Les composants du premier type sont montés sur le support de composants électroniques suivant une première direction d'alignement déterminée. Les composants du second groupe sont montés sur le support de composants électroniques suivant une seconde direction d'alignement déterminée. En outre, ladite première direction d'alignement comme ladite seconde direction d'alignement forment un angle non nul avec la direction longitudinale des ailettes du radiateur.

On notera que par l'expression "sensiblement rectiligne" employée en référence à la direction longitudinale des ailettes et/ou à la direction d'alignement des composants électroniques, on entend le fait que cette direction peut soit être rectiligne, soit onduler autour d'une direction qui est rectiligne. Dans ce dernier cas, l'angle à considérer est l'angle formé avec cette dernière direction rectiligne.

Grâce à l'invention, on évite la situation dans laquelle des composants électroniques sont sensiblement alignés, en venant au droit ou sensiblement au droit d'une seule et unique ailette du radiateur, ou de quelques ailettes adjacentes, cette ailette ou ces ailettes devant alors à elles seules dissiper la chaleur générée par le fonctionnement de tous ces composants.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore a la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue en trois dimensions d'un exemple de radiateur d'un appareil selon l'invention, dans lequel les ailettes ont une direction longitudinale rectiligne ; - la figure 2 est une vue de côté partielle du radiateur, montrant les détails de réalisation de ses ailettes ; -la figure 3 est une vue en coupe partielle d'un appareil selon l'invention ; - la figure 4 est un schéma illustrant un convertisseur de tension

DC/DC multicellulaire formant un circuit électronique dans un appareil selon l'invention ; - la figure 5 est un schéma illustrant le détail d'une cellule d'un convertisseur DC/DC selon la figure 4 ; - la figure 6 est une vue schématique de l'implantation des composants électroniques de puissance du circuit selon les figures 4 et 5, dans un appareil selon l'invention dans lequel les ailettes du radiateur ont une direction longitudinale rectiligne ; et, - la figure 7 est une vue de dessus en coupe partielle, d'une variante du radiateur de la figure 1, dans laquelle les ailettes ont une direction longitudinale curviligne oscillant autour d'une direction rectiligne ; -la figure 8 est une vue de dessus en coupe partielle, d'une autre variante du radiateur de la figure 1, dans laquelle les ailettes affectent la forme d'une lettre S.

Un exemple de radiateur 10, convenant pour le refroidissement d'un circuit électronique incorporant des composants électroniques de puissance, est représenté sur le schéma de la figure 1.

L'une de ses faces, ci-après désignée par face supérieure Fu, en référence à l'orientation du radiateur adoptée à la figure 1, est sensiblement plane.

Une autre de ses faces, ci-après désignée par face inférieure Fd, en référence à l'orientation du radiateur adoptée à la figure 1, est pourvue d'ailettes de refroidissement 20. De telles ailettes 20 ont une direction longitudinale X déterminée, qui et parallèle à la face supérieure Fu. Dans l'exemple représenté, la direction longitudinale X des ailettes est rectiligne. De plus, les ailettes 20 sont parallèles entre elles, en sorte qu'on parle dans la suite de"la"direction longitudinale des ailettes. Ceci n'est toutefois pas obligatoire.

Les ailettes 20 s'étendent à partir de la face inférieure Fd du radiateur
10, dans une direction P sensiblement orthogonale au plan de la face supérieure Fu du radiateur 10.

Le schéma de la figure 2 montre un exemple détaillé de réalisation des ailettes 20.

Le radiateur 10 est une pièce de fonderie, réalisée par exemple en aluminium ou en fonte. Par conséquent, les ailettes ont une section de forme sensiblement trapézoïdale, dont les côtés adjacents 203 et 204 forment avec la direction P-P'précitée un angle de dépouille A. Cette section comprend aussi un grand côté ou base 201 de largeur K, et un petit côté ou pointe 202 de largeur J, qui est opposé à la base 201. Dans ce qui précède, la largeur des ailettes est comptée suivant une direction transversale Y des ailettes, qui est parallèle à la face supérieure Fu et orthogonale aux directions X et P précitées. La base est du côté de la face inférieure Fd du radiateur 10. La pointe est située à une distance H de la face inférieure Fd du radiateur 10, qui correspond à la hauteur des ailettes comptée suivant la direction P. Deux ailettes adjacentes suivant ladite direction transversale des ailettes sont séparées suivant cette direction d'une distance 1.

Dans un exemple, on a K=9 mm (millimètres), J=2 mm, H=40 mm, 1=4 mm, et A=2 (degrés, où 3600=211 radians).

Un tel radiateur convient pour le refroidissement par air en convection naturelle, des composants électroniques de puissance d'un circuit électronique déterminé, dont un exemple sera donné plus loin. On notera que l'invention ne se limite pas au cas d'un refroidissement de ce type, qui constitue toutefois un exemple préféré car il est le plus simple à mettre en oeuvre. En effet, un refroidissement en conduction par l'intermédiaire d'un fluide, par exemple, nécessite un circuit de circulation du fluide et des moyens de refroidissement du fluide. En outre, un refroidissement en convection par air pulsé, par exemple, nécessite un ventilateur. De tels moyens augmentent la complexité et le coût du dispositif.

A la figure 3, on a représenté une vue en coupe d'un exemple de support de composants électroniques 30 après couplage sur le radiateur 10 et montage de composants électroniques. Le support de composants électroniques 30 est sensiblement plan.

Dans un exemple préféré, ce support est un support SMI (Substrat Métallique Isolé). Il comprend une semelle métallique 50, par exemple en aluminium ou en cuivre. Cette semelle métallique 50 est recouverte d'une couche 60 de matériau isolant électriquement, par exemple du mica ou un film

d'époxy, d'épaisseur sensiblement uniforme, appliquée par collage sur la semelle 50. Cette couche isolante 60 est elle-même recouverte d'une feuille de cuivre 70, qui est découpée c'est-à-dire enlevée par gravure électrochimique, en certains endroits, pour former des pistes conductrices en cuivre.

La face de la semelle métallique 50 qui est libre, est appliquée contre la face supérieure Fu du radiateur, d'une manière permettant d'assurer un couplage thermique entre les deux pièces.

Dans un exemple préféré, le couplage entre la semelle métallique 50 du support 30 et la face supérieure Fu du radiateur 10 est assuré par vissage, c'est-à-dire serrage au moyen d'au moins une vis telle que 80, qui coopère avec un trou taraudé ménagé dans le radiateur 10 (par exemple au droit d'une ailette 20), à travers le support de composants électroniques 30. De préférence, le contact entre le support 30 et le radiateur 10 s'effectue alors par l'intermédiaire d'une couche de graisse thermo-conductrice 40, qui permet d'assurer un bon couplage thermique entre les deux pièces.

En variante, le couplage entre la semelle métallique 50 du support 30 et la face supérieure Fu du radiateur 10 est assuré par collage via une couche de colle thermique 40.

Par couche de graisse thermo-conductrice ou de colle thermique on entend une couche d'épaisseur sensiblement constante, uniformément répartie sur toute la surface de la face supérieure Fu du radiateur 10. En variante, cette couche 40 peut être remplacée par des points de graisse thermo-conductrice ou de colle thermique, respectivement.

La face du support 30 qui est opposée au radiateur 10 correspond donc, selon les emplacements sur cette face, à la feuille de cuivre 70 ou à la couche isolante 60. Les pistes conductrices formées par la feuille de cuivre 70 découpée, sont conçues pour constituer des connexions électriques entre des composants électroniques rapportés tels que 90, qui sont montés sur le support 30. De tels supports SMI sont connus de l'homme du métier, de même que les détails de leur constitution et de leur utilisation.

Un exemple de circuit électronique d'un appareil selon l'invention est représenté schématiquement aux figures 4 et 5. Il s'agit d'un convertisseur de tension DC/DC (continu/continu) multi-cellule, c'est-à-dire comprenant

plusieurs cellules formant autant de convertisseurs élémentaires respectifs. Les cellules sont connectées en parallèle les unes avec les autres. Ici, le circuit comprend six cellules respectivement 100, 200,..., 600.

Sur ces figures, les lettres G, D et S désignent respectivement la grille, le drain et la source de chaque transistor spécifié et permettent d'indiquer l'orientation de ce transistor.

Le circuit comprend deux bornes 81 et B2, destinées à être reliées aux bornes respectivement positive et négative d'un réseau électrique haute tension (non représenté) comprenant par exemple une batterie 42 V (volts) ou autre. Il comprend aussi deux bornes B3 et B4, destinées à être reliées aux bornes respectivement positive et négative d'un réseau électrique basse tension (non représenté) comprenant par exemple une batterie 14 V ou autre.

La borne 81 est reliée, à travers un filtre haute tension F42, à un noeud 1 à travers en outre un premier transistor de protection haute tension 41, à un noeud l'à travers en outre un deuxième transistor de protection haute tension 42, et enfin à un noeud 1"à travers en outre un troisième transistor de protection haute tension 43. La borne B2 est reliée à un noeud 2 à travers le filtre haute tension F42.

De même, la borne B3 et B4 sont reliées respectivement à un noeud 3 et à un noeud 4 à travers un filtre basse tension F14. En outre, les noeuds 2 et
4 sont reliés ensemble.

Chaque cellule 100, 200,..., 600 est un convertisseur de tension élémentaire, par exemple un convertisseur de tension DC/DC à découpage, pouvant fonctionner en mode abaisseur de tension ou en mode élévateur de tension. Un tel convertisseur à découpage est un dispositif électrique quadripolaire commandé. Il est dit réversible en ce sens qu'il peut fonctionner alternativement suivant les deux modes précités, et on parle alors de montage "Buck-Boost"synchrone dans le jargon de l'homme du métier.

Les cellules 100 et 200 sont reliées en parallèle entre les noeuds 1 et 2 d'une part, et les noeuds 3 et 4 d'autre part. De même, les cellules 300 et 400 sont reliées en parallèle entre les noeuds l'et 2 d'une part, et les noeuds 3 et 4 d'autre part. De même enfin, les cellules 500 et 600 sont reliées en parallèle entre les noeuds 1"et 2 d'une part, et les noeuds 3 et 4 d'autre part. Dit

autrement, les cellules 100, 200,..., 600 sont reliées en parallèle entre les bornes 81 et B2 d'une part, et les bornes B3 et B4 d'autre part, à travers les filtres F42 et F14, et à travers les transistors de protection haute tension 41,42 et 43.

Les transistors 41,42 et 43 sont des composants suivant le standard D2pack, pouvant supporter un tension maximale de 75 Ventre leur drain et leur source, et une puissance électrique maximale de 2,2 W (Watt). Leur résistance interne (à l'état passant) est égale à 7,1 mohms (milliohms).

Le principe des convertisseurs de tension DC/DC multi-cellules est divulgué dans la demande de brevet français 2790616. Un avantage de la structure multi-cellulaire de ces convertisseurs résulte du fait que le courant de sortie est la somme des courants élémentaires respectivement délivrés par chaque cellule. Ceci permet de réduire la dimension des composants électroniques utilisés, et notamment d'utiliser des composants suivant le standard D2pack, bien que la puissance électrique du convertisseur DC/DC soit supérieure à la puissance électrique maximale supportée par ce type de composants. De tels composants électroniques sont en outre adaptés aux techniques de fabrication industrielle en grande série, puisqu'il s'agit de composants à montage en surface (CMS).

Les cellules 100, 200,..., 600 sont identiques. Le détail d'une de ces cellules, par exemple la cellule 100, est donné par le schéma de la figure 5.

Le convertisseur élémentaire 100 comprend un condensateur 16, par exemple de 30 pF (microfarads), relié entre les bornes 1 et 2. Ce condensateur a pour fonction de stocker, en mode élévateur, les charges électriques transférées à partir du réseau basse tension. De même, le convertisseur élémentaire 100 comprend un autre condensateur 17, par exemple aussi de
30 ! -IF, relié entre les bornes 3 et 4 afin de stocker les charges électriques transférées depuis le réseau électrique basse tension par ce convertisseur élémentaire.

Dans le convertisseur élémentaire 100, les bornes 2 et 4 sont reliées ensemble. De plus, les bornes 1 et 3 sont reliées entre elles par une branche comprenant les composants suivants, montés en série, dans l'ordre suivant considéré de la borne 1 vers la borne 3 :

- un transistor abaisseur 11, par exemple un MOS-FET à canal N (ou transistor NMOS), connecté par son drain D à la borne 1. Le transistor 11 est par exemple un composant suivant le standard D2pack, pouvant supporter une tension maximale de 75 V entre son drain et sa source, et une puissance électrique maximale de 5,4 W. Sa résistance interne (à l'état passant) est égale à 7,1 mohms ; - une inductance 14, dont la valeur est par exemple égale à 12 pH (micro-henry) et ayant une valeur de résistance égale à 6 mohms, qui est reliée par une première de ses bornes à la source S du transistor abaisseur 11. On note N1 le noeud commun entre la source S du transistor 11 et l'inductance 14.

L'inductance 14 est par exemple une self de topologie dite"Kootmu"77935- A7", ayant 14 spires d'un fil de 1,6 mm de diamètre ; - un transistor de protection basse tension 13, par exemple également un MOS-FET à canal N (NMOS), remplissant la fonction d'interrupteur commandé pour la protection de la cellule. Ce transistor 13 est connecté par son drain D à l'autre borne de l'inductance 14. Le transistor 13 est par exemple un composant suivant le standard D2pack, pouvant supporter une tension maximale de 30 V entre son drain et sa source, et une puissance électrique maximale de 1, 6 W. Sa résistance interne (à l'état passant) est égale à
3 mohms ; - une résistance 15, par exemple de 2 mohms, reliée entre la sources du transistor 13 et la borne 3.

En outre, le convertisseur élémentaire 100 comporte un transistor élévateur 12. Ce transistor est, par exemple, également un MOS-FET à canal
N (NMOS). Il est relié par son drain D au noeud N1 précité et par sa source S aux bornes 2 et 4. Le transistor 12 est par exemple un composant suivant le standard D2pack, pouvant supporter un tension maximale de 70 V entre son drain et sa source, et une puissance électrique maximale de 2,8 W. Sa résistance interne (à l'état passant) est égale à 7,1 mohms
Chacun des convertisseurs de tension élémentaires 100, 200,..., 600 ainsi constitué, peut transférer une puissance électrique approximativement égale à 250 W du réseau à basse tension vers le réseau haute tension, et réciproquement.

Bien entendu, le convertisseur de tension DC/DC multi-cellules comprend des moyens de gestion pour assurer une commande adéquate de l'ouverture et de la fermeture des interrupteurs de découpage (transistor abaisseur 11 en mode abaisseur, et transistor élévateur 12 en mode élévateur) et de l'ouverture du transistor de protection basse tension 13 de chaque convertisseur élémentaire en cas de défaillance dans la cellule concernée. Ces moyens de gestion commande aussi l'ouverture des transistors de protection haute tension 41-43, en cas de défaillance (notamment un court circuit) dans le réseau haute tension. Cette commande de l'ouverture et de la fermeture des transistors NMOS est effectuée en appliquant des signaux appropriés sur leurs grilles G respectives. La résistance 15 de chaque convertisseur de tension élémentaire est utilisée par ces moyens de gestion pour mesurer le courant circulant dans le convertisseur élémentaire, à des fins de régulation du courant élémentaire délivré par chaque cellule, et/ou du courant total délivré par l'ensemble des cellules. La description du fonctionnement du convertisseur multi-cellules des figures 4 et 5 sortirait du cadre de la présente description.

On notera que, dans un tel circuit électronique, les composants électroniques de puissance sont les suivants : les transistors de protection haute tension 41,42 et 43, ainsi que le transistor abaisseur 11, le transistor élévateur 12, le transistor de protection basse tension 13 et l'inductance 14 de chaque cellule 100, 200,..., 600.

Ces composants, notamment, sont avantageusement montés sur un support SMI couplé à un radiateur, comme illustré à la figure 3. En effet, ils sont ceux, essentiellement, dont le fonctionnement est susceptible de produire une quantité importante de chaleur. Cette chaleur est alors dissipée par le radiateur.

La figure 6 est une vue de dessus du support de composants électroniques 30, montrant la face de ce support sur laquelle sont montés les composants électroniques de puissance précités, l'autre face de ce support 30 étant couplée thermiquement au radiateur 10 illustré par le schéma de la figure
1. Les ailettes 20 du radiateur 10 ne sont pas visibles sur la figure 6. Toutefois, pour les besoins de la présente description, elles sont symbolisées par des bandes hâchurées dont la largeur correspond à la largeur K de la base 201 des

ailettes 20. Compte tenu de l'orientation du support 30 adoptée sur le schéma de la figure 6, la direction X-X'des ailettes (et donc les bandes précitées) sont orientées verticalement sur la figure 6.

Du fait de la topologie multicellulaire du circuit convertisseur de tension 1000 représenté à la figure 4, et du fait des contraintes d'implantation des composants électroniques sur le support SMI, il peut se faire que certains des composants électroniques de puissance soient disposés suivant une direction d'alignement sensiblement rectiligne.

Ainsi, dans l'exemple d'implantation sur le support 30 des composants électroniques de puissance illustré par le schéma de la figure 6, ces composants comprennent : - un premier groupe de composants électroniques d'un premier type, à savoir les transistors abaisseurs 11, qui sont alignés suivant la direction L 1, qui est sensiblement rectiligne en ce sens qu'elle oscille autour de la direction L1' qui est rectiligne ; - un deuxième groupe de composants électroniques d'un deuxième type, à savoir les transistors élévateurs 12, qui sont alignés suivant la direction L2, qui est sensiblement rectiligne en ce sens qu'elle oscille autour de la direction L2'qui est rectiligne ;

- un troisième groupe de composants électroniques d'un troisième type, à savoir les transistors de protection basse tension 13, qui sont alignés suivant la direction L3, qui est rectiligne ; - un quatrième groupe de composants électroniques d'un quatrième type, à savoir les inductances 14, qui sont alignés suivant la direction L4, qui est sensiblement rectiligne en ce sens qu'elle oscille autour de la direction L4' qui est rectiligne ; et,

- un cinquième groupe de composants électroniques d'un cinquième type, à savoir les transistors de protection haute tension 41, 42 et 43, qui sont alignés suivant la direction L5, qui est rectiligne.

Selon l'invention, les directions d'alignement respectivement L 1 à L5 des composants de ces cinq groupes de composants électroniques de puissance, forment chacune un angle non nul avec la direction longitudinale XX'des ailettes 20 du radiateur.

Dans un exemple correspondant au schéma de la figure 6, cet angle est égal à 90 . De plus, les directions L 1 à L5 sont parallèles entre elles. Compte tenu de l'orientation du support 30 adoptée à la figure 6, les directions d'alignement L1-L5 des composants électroniques de puissance sont donc orientées horizontalement. Les caractéristiques qui précèdent sont des caractéristiques préférées car elles simplifient la conception et la réalisation de l'appareil. Elles ne sont toutefois nullement obligatoires.

De préférence, chacun des groupes de composants électroniques précités comprend au plus un composant électronique disposé respectivement suivant la direction d'alignement des composants de ce groupe, au droit de la base d'une ailette déterminée du radiateur. De cette façon, on évite qu'une même ailette soit soumise à la chaleur produite par deux composants de ce groupe. Ceci est particulièrement avantageux s'il s'agit d'un groupe de composants dégageant une grande quantité de chaleur, comme le quatrième groupe ci-dessus qui comprend les inductances 14. En effet, la chaleur produite par ces composants est alors dissipée par plus d'une ailette, donc le refroidissement de l'appareil est plus efficace.

De préférence, en outre, au moins certains des composants électroniques de puissance sont disposés, suivant leur direction d'alignement respective, de manière à venir au droit d'une seule et unique ailette déterminée en étant sensiblement centrés sur le barycentre de cette ailette suivant ladite direction d'alignement. C'est le cas par exemple des transistors abaisseurs 11 et des transistors élévateurs 12 dans l'exemple de la figure 6. Le transfert de la chaleur vers cette ailette est ainsi facilité, ce qui améliore le refroidissement de l'appareil dans son ensemble.

En variante ou en complément, au moins certains des composants électroniques de puissance sont disposés, suivant leur direction d'alignement respective, de manière à venir au droit d'une pluralité d'ailettes déterminées en étant sensiblement centrés sur le barycentre de ces ailettes suivant ladite direction d'alignement. C'est le cas par exemple des transistors de protection basse tension 13, des inductances 14, et des transistors de protection haute tension 41,42 et 43 dans l'exemple de la figure 6.

Ceci permet de faire supporter la chaleur produite par ces composants

par plus d'une ailette, et dans des proportions sensiblement équivalentes par chacune d'elles. Le refroidissement de l'appareil est donc plus efficace.

En outre, le fait que des composants viennent au droit de plus d'une ailette peut être partiellement imposé par le rapport du diamètre des composants sur la largeur des ailettes, cette dernière étant comptée suivant la direction transversale Y précitée (comme pour les inductances 14 dans l'exemple de la figure 6), lorsque ce rapport est supérieur à l'unité. Dans ce cas, le fait de centrer ces composants sur le barycentre de ces ailettes suivant la direction d'alignement des composants permet de mieux répartir la chaleur entre les ailettes.

On notera que, dans l'exemple de réalisation du radiateur 10 montré à la figure 1 et à la figure 6, les ailettes 20 sont rectilignes et parallèles entre elles. Ceci est le cas le plus courant et le plus simple, mais n'est nullement obligatoire.

Notamment, les ailettes ne sont pas forcément parallèles entre elles.

De plus, dans certaines applications, la direction longitudinale X des ailettes du radiateur peut n'être que sensiblement rectiligne, en ce sens qu'elle oscille autour d'une direction rectiligne. Un exemple de réalisation d'un radiateur selon une telle variante est représenté à la figure 7.

La figure 7 est une vue de dessus en coupe partielle d'un radiateur 10 selon une variante selon laquelle la direction longitudinale X des ailettes est curviligne (les ailettes 20 étant parallèles entre elles). Plus exactement, la direction X oscille autour d'une direction X'qui est rectiligne.

La figure 8 est également une vue en coupe partielle d'un radiateur 10 selon une autre variante, qui constitue un cas particulier de la variante de la figure 7. Dans cette autre variante, les ailettes affectent la forme d'une lettre S, oscillant autour d'une direction longitudinale rectiligne X'.

Toute autre variante est bien entendu envisageable, du moment qu'elle permet, comme dans les exemples précités, d'éviter l'alignement relatif de "points chauds" suivant la direction longitudinale d'une ailette du radiateur.

Claims

REVENDICATIONS

1. Appareil comportant : - un radiateur (1) comprenant une première face (Fu) sensiblement plane et une seconde face (Fd) à partir de laquelle des ailettes (2) ayant chacune une direction longitudinale (X) déterminée, sensiblement rectiligne et parallèle à ladite première face, s'étendent dans une direction (P) sensiblement orthogonale à ladite première face ; - un support de composants électroniques (30) sensiblement plan, couplé thermiquement à ladite première face du radiateur ; - des composants électroniques (41-43,11, 12,13, 14) montés sur le support de composants électroniques, caractérisé en ce que : - les composants électroniques sont montés sur le support de composants électroniques suivant au moins une direction d'alignement déterminée, sensiblement rectiligne et parallèle à la première face du radiateur ; et, - la direction d'alignement des composants électroniques forme un angle non nul avec la direction longitudinale des ailettes du radiateur.

2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que : - les composants électroniques comprennent un premier groupe de composants électroniques d'un premier type et au moins un second groupe de composants électroniques d'un second type ; - les composants du premier type sont montés sur le support de composants électroniques suivant une première direction d'alignement (L1-L5) déterminée ; - les composants du second groupe sont montés sur le support de composants électroniques suivant une seconde direction d'alignement déterminée ; et, - ladite première direction d'alignement comme ladite seconde direction d'alignement forment un angle non nul avec la direction longitudinale des ailettes du radiateur.

3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite première direction d'alignement et ladite seconde direction d'alignement sont sensiblement parallèles entre elles.

4. Appareil selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que chacun desdits premier et second groupes de composants électroniques comprend au plus un composant électronique disposé respectivement suivant ladite première direction d'alignement ou suivant ladite seconde direction d'alignement, au droit de la base d'une ailette déterminée du radiateur.

5. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que au moins certains des composants électroniques (11 : figure 6) sont disposés, suivant leur direction d'alignement respective, de manière à venir au droit d'une seule et unique ailette déterminée en étant sensiblement centrés sur le barycentre de cette ailette suivant ladite direction d'alignement.

6. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que au moins certains des composants électroniques (13,14 : figure 6) sont disposés, suivant leur direction d'alignement respective, de manière à venir au droit d'une pluralité d'ailettes déterminées en étant sensiblement centrés sur le barycentre de ces ailettes suivant ladite direction d'alignement.

7. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les ailettes du radiateur sont parallèles entre elles.

8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la direction longitudinale des ailettes du radiateur oscille autour d'une direction rectiligne.

9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la direction d'alignement des composants électroniques oscille autour d'une direction rectiligne.

10. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'angle formé par la direction d'alignement des composants électroniques avec la direction longitudinale des ailettes est égal à 900.

11. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les ailettes du radiateur assurent un refroidissement par air en convection naturelle.

12. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le support de composants électroniques est un substrat SMI, comprenant une semelle métallique (50) sensiblement plane maintenue couplée thermiquement à la première face du radiateur.

13. Appareil selon la revendication 12, caractérisé en ce que la semelle métallique du substrat SMI est maintenue contre la première face du radiateur par l'intermédiaire d'une couche (40) de colle thermique.

14. Appareil selon la revendication 12, caractérisé en ce que la semelle métallique du substrat SMI est maintenue par vissage contre la première face du radiateur par l'intermédiaire d'une couche (40) de graisse thermoconductrice.

15. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit convertisseur de tension DC/DC à découpage multi-cellules (1000), et en ce que les composants électroniques sont des composants électroniques de puissance dudit circuit électronique.