ACTUALITÉ - ECHANGE DE CHALEUR / DISSIPATEUR THERMIQUE :
27/08/2013

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Comparatifs de plusieurs dissipateurs thermiques

infos :

Alvéotec a réalisé un test comparatif avec Piseo.

Afin de comparer les performances des différents radiateurs, nous avons sélectionné des dissipateurs couramment utilisés sur le marché de l’éclairage. Ces radiateurs ont été usinés aux mêmes dimensions, peint en noir et une led de puissance Citizen Electronics a été montée au centre de chacun d’eux avec de la pâte thermique.

  

De cette manière, en mesurant directement la température de jonction de la led montée sur les différents radiateurs, un classement de ces derniers en fonction de leur efficacité permettra de valider la conception actuelle du radiateur alvéolé et de le situer par rapport aux autres solutions existantes sur le marché.

Moyens de mesure

Le Trister est un outil de mesure très particulier basé sur la théorie du comportement d’un composant led, la diode.

Protocole de mesure

La mesure de la température de jonction d’un module led monté sur un radiateur se déroule en 3 étapes:

  • Caractérisation du composant seul, c’est-à-dire tracer le « K factor » servant de référence afin de retrouver la température de jonction une fois la led en situation. Le « K factor » n’est autre que l’évolution de la tension de seuil Vf de la led fonction de la température. Pour ce faire, le composant est monté sur un système Peltier permettant de faire varier la température de l’interface thermique. L’interface thermique entre le composant et le module led est assuré par de la pâte thermique. On fait ensuite varier la température de l’interface de 15°C à 75°C tout en mesurant la tension Vf pour un courant d’alimentation constant de 1mA. Voici une photo du module Citizen monté sur le Peltier et alimenté à 1mA.

              

  • Une fois la courbe tension Vf fonction de la température d’interface obtenue, la led est montée sur un radiateur, placée en enceinte climatique, alimentée à son courant nominal (1.1A dans notre cas) puis stabilisée en température jusqu’à l’équilibre (plus aucune variation du Vf)
  • Lorsque l’ensemble est stabilisé, ce qui peut prendre plus d’une heure, le Trister est alors utilisé.
    L’alimentation stabilisée nominal du module led est coupée en quelques dizaines de microsecondes et basculée sur l’alimentation stabilisée à 1mA de référence, comme pour l’obtention du « K factor » propre au composant seul. La tension de seuil Vf est monitorée, ce qui permet, par correspondance sur la courbe « K factor » réalisée précédemment, de remonter à la température de jonction du module en fonctionnement. La première tension Vf directement mesurée lors du passage de 1.1A à 1mA donne l’indication sur la température de la jonction du module en fonctionnement, puis, en monitorant ce même Vf pendant toute la phase de refroidissement de l’ensemble led + module jusqu’à la température de l’enceinte, soit 16°C, on obtient les différentes résistances thermiques propre à chaque interface constituant le modèle étudié. Dans notre cas la résistance thermique du radiateur étudié est le second paramètre recherché après la température de jonction.


Résultats

Pour une puissance d'alimentation de 40W  du composant électronique, nous obtenons les températures de jonctions, ce qui nous permet de tracer les courbes Cth = f(Rth) et en déduire les Rth du système complet et de chaque élément.

Nous avons donc déduit les Rth des dissipateurs, nous obtenons les 

En première position, le radiateur Alvéotec avec un Rth de 1.2 K/W

En seconde position, le radiateur extrudé avec un Rth de 1.3 K/W

En troisième position, le radiateur moulé avec un Rth de 1.4 K/W

Conclusions

Ce test réalisé par les experts de Piseo ont permis de mettre en lumière les performances très intéressante du dissipateur intégrant des alvéoles.

Cette technologie de rupture même s'elle n'est pas optimisée se montre très intérréssante avec un gain de 10 %. Il est évident que ces gains pourront être améliorés par des études complémentaires.

Source:

Piseo