Dimensionnement radiateur

Bonjour à tous,

Dans le cadre d'un projet, je dois utiliser un dual full bridge driver. Il s'agit du DRV8432. Il me permet de commander deux moteur CC 12V 2.85A nominal.

J'ai analysé avec attention la datasheet du DRV8432 mais j'ai un peu de mal en ce qui concerne la dissipation thermique...

Voila comment j'ai calculé :

La puissance des moteurs est 12V*2.85A = 35W par moteur soit 70W pour deux moteurs.
Avec un rendement du pont en H de 95%, on peut estimer la puissance dissipée à 3.5W.
Pour une température ambiante Ta = 85°C et une température de jonction de Tj = 150°C.

On calcule notre résistance thermique : R_thJA= (Tj-Ta)/P_dissipee
Soit RthJA = 18.6°C/W

D’après la datasheet, nous avons :

RthJC = 0.9°C/W
RthCS = 0.5°C/W

Nous cherchons la résistance thermique du radiateur qui s’exprime comme ceci :

R_thSA=R_thJA-(R_thJC+R_thCS)

Soit RthSA = 17.2°C/W

Je dois donc trouver un dissipateur avec un RthSA<17.2°C/W.

Seulement je ne parviens pas à savoir quel type de radiateur j'ai besoin car je ne vois même pas comment placer physiquement le radiateur...(entre le pcb et le composant? face arrière du PCB?)

Je ne comprends pas non plus toutes les informations qui me sont données pour les vias thermal.....

Si quelqu'un peut m'éclaircir les idées...

Merci d'avance.

Bonjour

Rien à redire sur la démarche suivie pour le dimensionnement du refroidisseur.
En acceptant les choix de 95% (optimiste ?) pour le rendement et de 85°C pour la température ambiante , OK pour un radiateur de résistance thermique inférieure à 17°C/W.

D'après la doc du composant le boitier du DRV8432 est doté sur la face supérieure d'un rectangle métallique (80mm2) affeurant la surface. Le radiateur doit être plaqué contre la surface supérieure après interposition d'une couche de pâte thermique. C'est le boitier DKD de cette doc : http://www.ti.com/litv/pdf/mpds126h

(Les vias thermique concernent le DRV8412 qui, lui , évacue la chaleur par sa face inférieure. Les traversées permettent d'envoyer une partie de la chaleur sur la face opposée du circuit imprimé)

radiateur.jpg

Pour le rendement de 95%, je me suis référé à la figure 1 de la doc du DRV8432.

Pour la température ambiante, j'ai pris le cas le plus critique.

Donc je ne suis pas concerné pas les vias et je dois placé le radiateur sur la surface rectangulaire métallique sur la surface supérieure du DRV8432. Par contre, est-ce que tu sais comment fixé la radiateur sur cette surface ? car il n'y a pas de trou pour une vis de fixation par exemple...

Après, je ne trouve pas sur Farnell le type de boitier DKD pour le radiateur sur Farnell !

D'accord avec Al1fch sur le principe.
J'ajouterais que devant la complexité du sujet si ton projet est professionnel je te conseille de faire appel au représentant Texas en France pour qu'il transmette tes questions aux US, ils ne peuvent pas te refuser de l'aide.

-Fixation du radiateur sur le circuit imprimé de part et d'autre du boitier avec des entretoises.
-Si le circuit puissance est dans un coffret métallique ce dernier peut faire office de radiateur.
J'ai fait aussi la recherche chez Farnell et n'ai rien trouvé. Il me semble que ce genre de boitier se refroidit plutôt avec des surfaces métalliques 'sur mesure' et non avec un radiateur 'standard'

Merci pour vos conseils,

Le plus difficile va être de trouver le bon radiateur maintenant. Chez nos fournisseurs habituels (Farnell, Radiospares, ...), j'ai un peu de mal à trouver

Si vous avez des idées...

Si vous avez des idées : Ouais je viens de me rappeler :

Il existe de la "mousse" conductrice : cela se présente sous la forme d'un pavé "genre caoutchouc" et généralement on la coince entre le CI et le couvercle (ou le fond) du boîtier. C'est assez efficace.

Pour le choix de la colle le sujet qui n'a pas trouvé de solution :
Colle conductrice mais épaisse ou colle peu conductrice mais très mince ?
Dans le premier cas on conduit bien mais comme la résistance thermique est proportionnelle à l'épaisseur on diminue l'efficacité.
Dans le deuxième cas la conduction est pas terrible mais au final comme l'épaisseur est très fine, la résistance thermique n'est pas si élevée que cela.

Au final c'est toujours les contraintes de résistance mécanique qui ont guidées mes choix.

Ok ok , est ce que tu pourrais me donner les références de cette mousse et de la colle accessoirement que tu as utilisée ?

Hélas non, c'était un collègue qui l'avait utilisé et il y a 10 ans.
Mais dernièrement en démontant une imprimante j'ai vu que c'était utilisé à l'intérieur c'est un signe que c'est bien répandu maintenant.

Ha mince, j'ai essayer de chercher un peu sur internet mais comme je ne vois pas trop à quoi ça ressemble ... Si quelqu'un a une référence ou une dénomination plus précise que "mousse" je suis toujours preneur !

Sinon je pense avoir trouver chez radiospares des petit radiateur autocollant ! Je ferais un retour quand j'aurais des certitudes mais si vous voulez jeter un coup d'oeil et me donner vos avis, la référence RS : 103-932

rhum187:
...
Seulement je ne parviens pas à savoir quel type de radiateur j'ai besoin car je ne vois même pas comment placer physiquement le radiateur...(entre le pcb et le composant? face arrière du PCB?)

Bonsoir
regarde le pdf suivant qui concerne l’évaluation board, il y a une bonne description d'implantation et la reference du radiateur

Alors la un grand merci à toi.

Je ne sais pas ou tu as réussi à trouve cette doc mais c'est génial je vais pouvoir faire un pcb niquel chrome !

Merci merci :wink:

rhum187:
Je ne sais pas ou tu as réussi à trouve cette doc mais c'est génial je vais pouvoir faire un pcb niquel chrome !

:grin:
Doc trouvée directement chez le crémier . 8)

C'est une démarche assez générale chez tous les grands producteurs que de proposer des "évaluations boards/kit, dés lors que le composant est "un peu" particulier.
L'avantage c'est que la réflexion autour du compo est faite en amont chez le fabricant, ça évite au client/prospect de se "taper" toute une phase d'implantation/détermination dans le prototypage.

rhum187:
Ok ok , est ce que tu pourrais me donner les références de cette mousse et de la colle accessoirement que tu as utilisée ?

Fais une recherche google avec ces mots clés "gap pad"

Merci fdufnews,

1/ Je me suis concentré sur un des moins chères (référence RS 707-3421) et je trouve que les résistances thermiques sont vraiment faibles comparé à un radiateur avec une Rth de 10°C/W... certe c'est mieux mais je me demande pourquoi... Et est-ce que il y a besoin de colle pour la mousse ? si oui c'est de quel type ?

2/ J'en profite au passage pour vous demandez si il est nécessaire d'ajouter en sortie de ponts (OUT_A, OUT_B, OUT_C, OUT_D) les bobines et les deux capa dites "stuff options for DC output" car je ne comprends pas le rôle joué par ces 3 composants...
J'ai en effet remarqué que dans la datasheet du DRV8432, ces composants n'étaient pas présents alors que dans la datasheet de la carte d'évaluation DRV8432EVM ils sont présents.

3/ Dans la doc du kit d'évaluation, le dissipateur thermique a cette référence : HeatSink_DRV-EVM_35Wx80Lx38Tx40P de chez Heavy Metal. Alors Google et moi en ce moment ça va pas fort, mais je vous mets tout de même au défis de le trouver...

Moi post est horrible... même moi je ne voudrais pas y répondre alors désolé ^^

Merci

Et est-ce que il y a besoin de colle pour la mousse ?

Non le gap pad adhère sur les surfaces. Ensuite il est pincé entre le composant et le dissipateur (radiateur ou face du boitier).

rhum187:
3/ Dans la doc du kit d'évaluation, le dissipateur thermique a cette référence : HeatSink_DRV-EVM_35Wx80Lx38Tx40P de chez Heavy Metal. Alors Google et moi en ce moment ça va pas fort, mais je vous mets tout de même au défis de le trouver...

bonjour
là , mais ça ne va pas t'avancer beaucoup :grin:
http://www.heavymetalinc.net/

début d'explication ici

comme tu a les cotes, il faut éplucher les catalogues professionnels pour y débusquer un radiateur à peu prés équivalent
voir chez