Les systèmes de refroidissement pour l’électronique de puissance deviennent de plus en plus essentiels à mesure que la numérisation progresse. Qu’il s’agisse de la mise en réseau des systèmes, de l’industrie 4.0, de l’intelligence artificielle ou de l’électrification, ces évolutions entraînent une utilisation accrue de l’électronique ou l’optimisation des systèmes existants en termes de densité de puissance, d’efficacité et de durabilité.

Puisque chaque système technique présente un rendement limité, les composants génèrent de la chaleur due aux pertes d’énergie. Le rendement est le rapport entre l’énergie utile et l’énergie appliquée. Bien que l’efficacité des composants électroniques augmente, le besoin de refroidissement demeure crucial, car des puissances de sortie toujours plus élevées doivent être atteintes, souvent dans des espaces restreints.

En raison de la haute densité de puissance des systèmes modernes, la convection naturelle ne suffit plus à maintenir les composants électroniques suffisamment refroidis. Par conséquent, un refroidissement actif est devenu essentiel. Alors que le refroidissement électronique était autrefois considéré comme secondaire, la gestion thermique est aujourd’hui essentielle pour assurer la performance à long terme des composants électroniques de puissance. La durée de vie des composants est désormais une priorité dans presque toutes les applications.

 

Quelles sont les conséquences d’un mauvais refroidissement ?

La température de fonctionnement est le facteur ayant le plus d’impact sur la durée de vie des composants électroniques. Une règle générale est que chaque augmentation de 10 Kelvin réduit la durée de vie du composant de moitié. Par conséquent, un refroidissement insuffisant peut entraîner la défaillance prématurée d’un composant conçu pour durer des décennies, parfois en quelques années ou même quelques mois seulement. Chaque degré compte.

Même si vos composants restent fonctionnels à leur température maximale spécifiée, leur durée de vie est toujours réduite en raison de cette corrélation exponentielle entre la température et la longévité.

 

Coûts imprévisibles dus à l’arrêt de production

Une question fréquente : “Quel est le pire scénario en cas de refroidissement insuffisant ?”

La réponse varie, mais implique souvent la défaillance soudaine de composants électroniques essentiels. Que ce soit le serveur traitant toutes vos données, l’électronique contrôlant votre chaîne de production, ou l’électronique de puissance convertissant l’énergie d’une éolienne, la surchauffe peut entraîner des arrêts imprévus.

L’approvisionnement en pièces de rechange devient de plus en plus difficile et chronophage. Les coûts directs comprennent l’achat de pièces de rechange et leur installation, mais l’impact le plus important provient souvent des temps d’arrêt de la production et de leurs conséquences.

 

Comment prolonger la durée de vie de vos composants électroniques ?

Améliorer l’efficacité des composants électroniques est une possibilité. Cependant, la demande croissante de performances élevées compense souvent ces améliorations. Une gestion thermique efficace reste donc essentielle.

Dans la plupart des cas, les solutions de refroidissement sont développées sur mesure pour des systèmes spécifiques. Cette approche garantit des performances optimales. Les méthodes modernes de CAO, comme celles utilisées chez Cool Tec Electronic, permettent des processus de conception itératifs et virtuels basés sur des simulations thermiques, réduisant ainsi le temps et les coûts de développement. La création de plusieurs prototypes physiques devient souvent superflue.

Pour les systèmes existants déjà en production, l’amélioration ou la refonte peut être efficacement soutenue par des simulations thermiques. Cela permet d’évaluer et d’améliorer la gestion thermique, prolongeant ainsi la durée de vie des composants électroniques.