Des réseaux stables exigent une électronique froide, avec le moins de maintenance possible

Dans l'alimentation électrique, le refroidissement à air atteint généralement sa limite au-delà d'environ 5 à 10 W/cm² de densité de flux thermique. Ce qui est déterminant n'est pas la puissance absolue, mais la surface par laquelle elle doit être évacuée. Un module IGBT de 3 kW de puissance dissipée sur une grande semelle reste maîtrisable en refroidissement à air ; ces mêmes 3 kW sur un module SiC d'un quart de la surface ne le sont pas. La deuxième limite est l'encombrement : un refroidisseur à air a besoin de hauteur d'ailettes et de volume d'air, une plaque froide non. Repère pratique issu de projets clients : à partir d'environ 2 kW par sous-ensemble, ou lorsque des températures de dissipateur inférieures à 60 °C sont exigées pour 40 °C ambiants, le refroidissement liquide devient le plus souvent la solution la plus simple. À l'inverse : tant que l'air suffit, l'air est moins cher et demande moins de maintenance, et il n'y a pas de raison de passer au liquide.

Une résistance thermique imposée s'atteint par trois grandeurs : la structure interne de la plaque froide, le débit volumique et la position des sources de chaleur. Pour des exigences de l'ordre de 0,02 K/W avec plusieurs sources de chaleur, un refroidisseur à tubes ne permet en règle générale pas d'atteindre l'objectif ; il faut une plaque à structure interne dont le canal passe directement sous la source. Important pour la demande : un Rth n'est pas vérifiable sans indication du débit volumique, de la température d'entrée et de la surface de référence. La même plaque atteint à 8 l/min une valeur nettement meilleure qu'à 2 l/min. Nous calculons le dimensionnement par simulation thermique et indiquons la valeur atteinte avec les conditions aux limites correspondantes. Limite : en dessous de certaines valeurs, la perte de charge augmente à tel point que la pompe devient le poste de coût dominant, ce que nous vérifions également.

Un dissipateur thermique peut être porté à un potentiel. C'est un cas courant en électronique de puissance, qui influe surtout sur le choix du fluide de refroidissement et des raccords. Pour les refroidisseurs sous potentiel, on travaille avec des tronçons de flexible isolants de longueur définie, de l'eau déionisée ou des couches intermédiaires isolantes ; les distances se règlent selon la coordination de l'isolement (DIN EN 60664-1, EN 50124 dans le domaine ferroviaire). Pour les essais de décharges partielles de l'ordre de quelques kilovolts, l'arrondi des arêtes et la qualité de surface sont eux aussi déterminants, car les pointes de champ naissent sur les bavures. COOLTEC fabrique et contrôle la partie mécanique ; le dimensionnement de l'isolation et l'essai de décharges partielles de l'ensemble incombent au fabricant du système, car ils dépendent de l'environnement complet. Nous fournissons pour cela les indications de plan relatives aux arrondis et aux surfaces, et nous accordons la géométrie des raccords en conséquence.

Avec un bon dimensionnement, la plus grande résistance individuelle de tout le chemin thermique est l'interface entre le module et la plaque froide, et non la plaque froide elle-même. Trois éléments sont déterminants : la planéité de la surface de vissage, la rugosité de surface et un schéma de serrage régulier des vis. Pour les modules de puissance, nous usinons la surface de contact par surfaçage avec une planéité de 0,05 mm sur la surface du module et indiquons les valeurs atteintes sur le plan. La pâte thermique ou le film ne compense que les défauts de planéité résiduels ; une couche de pâte épaisse dégrade l'interface au lieu de l'améliorer. Limite : pour de très grandes surfaces de module, c'est la déformation du module lui-même qui limite le résultat. Une planéité encore meilleure de la plaque n'apporte alors plus rien, et l'on travaille par le schéma de vissage et la force de serrage.

Les pièces unitaires et les petites séries sont la règle, pas l'exception : une grande partie de nos demandes commence par 1 à 10 pièces, souvent en prototype avant une décision de série. Pour les plaques froides sur mesure, il n'y a pas de quantité minimale au sens classique. Le prix unitaire baisse avec la quantité, parce que les frais de réglage et de programmation se répartissent. Il en va autrement pour un profilé extrudé propre : il faut alors un outillage qui n'est rentable qu'à partir d'une certaine quantité annuelle ; jusque-là, on travaille avec un profilé existant de la base de profils et on l'adapte mécaniquement. Limite : pour les pièces unitaires, les frais de mise en train dominent le prix à tel point que le prix unitaire n'est pas comparable à un calcul de série. Ce n'est pas une politique tarifaire, c'est du temps de réglage.

COOLTEC est certifiée selon DIN EN ISO 9001:2015 (TÜV Thüringen), domaine d'application : développement, production et distribution de dissipateurs thermiques et de cold plates ainsi que d'accessoires pour l'industrie électronique. Pour les exigences propres à un secteur (par exemple le comportement au feu dans le véhicule ferroviaire ou les justificatifs matière dans l'aéronautique), nous apportons les preuves par les certificats matière et les procès-verbaux d'essai de nos fournisseurs ainsi que par nos propres procès-verbaux de contrôle, et non par une certification système propre selon la norme sectorielle concernée. Concrètement, cela signifie : nous livrons des certificats matière, des procès-verbaux d'essai d'étanchéité et de pression et des procès-verbaux dimensionnels, et nous connaissons les exigences de la norme concernée. La déclaration de conformité du produit fini est établie par le fabricant du système. Si tu as une certification particulière comme exigence fournisseur, dis-le nous tôt. Nous clarifions alors avant l'offre si nous pouvons y répondre.

Nous partons de ton cas de charge : puissance dissipée, répartition sur la surface, température de composant admissible, température d'entrée, débit volumique et encombrement. Il en résulte le budget Rth, que nous confrontons en simulation thermique à des variantes de tracé des canaux, avant que la conception ne commence.

Nous calculons avec le profil de charge plutôt qu'avec le maximum de la fiche technique et prévoyons une réserve pour l'encrassement et le vieillissement du circuit. Nous examinons en outre la tenue aux cycles de charge, car c'est elle qui détermine la durée de vie des zones d'assemblage.

Cuivre, cupronickel, acier inoxydable et aluminium. Le choix suit trois critères : la conductivité thermique, la compatibilité avec les fluides et l'exigence mécanique. Nous combinons fréquemment : un matériau conducteur à la source de chaleur, un matériau résistant au contact du fluide.

Le standard est l'essai de pression de chaque pièce ; pour les applications exigeantes, nous contrôlons en plus par test de fuite à l'hélium et documentons le taux de fuite par pièce. Le taux de fuite cible est défini avant la conception.

Du refroidisseur à microcanaux de 30 mm de long à la plaque froide de 3 m (30 000 mm), jusqu'à la grande pièce de précision entièrement refroidie. Ce qui est réalisable ne dépend pas de la seule taille, mais du matériau, du mode de construction et de la tolérance : donne-nous tes dimensions, nous te dirons dans quel mode de construction nous les fabriquons.

Oui. Des longueurs de pièce jusqu'à environ 3 m et des cold plates de grande surface font partie de notre gamme standard.

La cause la plus fréquente est le couple de matériaux, pas la pièce elle-même. Nous accordons ensemble le matériau, le fluide et l'inhibiteur ; dans les installations mixtes, nous recommandons des circuits séparés.

Échantillons en 6-8 semaines environ en délai de livraison standard, en 2-4 semaines en express. Pour la série, nous fabriquons de manière hautement automatisée en Allemagne ; les pièces standard sensibles au coût proviennent de nos joint-ventures en Asie.

Oui, c'est pour nous la règle. Nous signons ton accord de confidentialité ou fournissons le nôtre. Par principe, nous ne transmettons ni les projets clients ni les détails d'application.