ES2347864B1 - Sistema de disipacion de calor para transistores de potencia. - Google Patents
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Abstract
Sistema de disipación de calor para transistores
de potencia, según el cual en relación con cada transistor de
potencia se dispone un respectivo disipador de calor (4) de
aluminio, estableciéndose la unión entre los transistores de
potencia (1) y los disipadores de calor (4) correspondientes sobre
el borde o por fuera del borde de un circuito impreso (2) sobre el
que se conectan los transistores de potencia (1).
Description
Sistema de disipación de calor para transistores
de potencia.
La presente invención está relacionada con los
transistores de potencia que se disponen en aplicaciones como los
dispositivos de control de las instalaciones de climatización de los
automóviles, proponiendo un sistema de disipación del calor de
dichos transistores de potencia, en particular de aquellos
ensamblados mediante tecnología de montaje superficial con unas
características ventajosas para dicha función.
Las instalaciones de climatización de los
automóviles incluyen un dispositivo de control electrónico, el cual
se implementa con transistores de potencia que pueden alcanzar
elevadas temperaturas durante su funcionamiento, de modo que es
necesario incorporar un sistema de refrigeración que proteja a
dichos transistores de sobrecalentamientos cuando son atravesados
por una corriente eléctrica.
Los dispositivos de este tipo se vienen
realizando cada vez más compactos, para reducir sus dimensiones,
debido a la limitación de los espacios en los montajes de
aplicación, debiendo utilizarse transistores de potencia para
montaje superficial directamente sobre la placa de circuito impreso,
los cuales no disponen de medios para aplicarles un disipador de
calor como antaño, requiriendo de soluciones que permitan fijar
elementos disipadores del calor sobre los transistores de potencia
en unas buenas condiciones de transmisión térmica, ya que la
fijación de dichos elementos disipadores del calor sobre el circuito
impreso de conexión de los transistores de potencia no resulta
adecuada, debido a que el circuito impreso no es buen conductor del
calor.
Para esa función de refrigeración se han
desarrollado diferentes soluciones de montaje de disipadores de
calor, como la de la Patente ES 2.227.452, que establece la
transmisión del calor hacia un disipador mediante taladros
metalizados en el circuito impreso al que van conectados los
transistores de potencia, con lo cual se complica y encarece la
realización de dicho circuito impreso de conexión de los
transistores, debido a los taladros que hay que practicar en él.
Otra solución, recogida en la Patente ES
2.328.018, establece la refrigeración a través de un elemento
termoconductor insertado en una abertura realizada en el circuito
impreso de conexión de los transistores de potencia y un elemento de
enfriamiento fijado mecánicamente al elemento termoconductor, lo
cual resulta, a su vez, de un montaje complicado y caro, debido al
conjunto de elementos que se tienen que incorporar.
De acuerdo con la invención se propone un
sistema de disipación del calor, aplicable para los transistores de
potencia en particular de aquellos ensamblados mediante tecnología
de montaje superficial de los dispositivos de control de las
instalaciones de climatización de automóviles, o aplicaciones
semejantes, con unas características que facilitan el montaje y no
afectan a la estructura del circuito impreso de conexión de los
transistores.
Según el sistema preconizado, en relación con
cada transistor de potencia se dispone asociado un disipador de
calor de aluminio, incluyendo entre ambos una capa de unión de un
material aislante eléctrico y buen conductor térmico, mediante la
cual se establece unión de adherencia entre los dos elementos,
determinando conducción térmica y aislamiento eléctrico entre
ellos.
Los disipadores de calor se extienden con unas
aletas hacia una zona de flujo de aire, pasando a través de una
carcasa aislante de alojamiento del conjunto, respecto de la cual
los disipadores pueden ir insertados o sobremoldeados, mientras que
la unión de dichos disipadores de calor sobre los transistores de
potencia se establece en el borde o por fuera del borde del circuito
impreso de conexión de los transistores de potencia.
De esta forma los disipadores quedan fijados a
los transistores de potencia correspondientes por medio de la capa
de unión, en unas condiciones de conducción térmica y aislamiento
eléctrico que permiten el paso del calor con gran efectividad desde
los transistores de potencia, para la disipación de dicho calor a
través de las aletas de los disipadores de calor en la zona de flujo
de aire.
Con esta disposición se obtiene por lo tanto una
perfecta disipación del calor de los transistores de potencia, sin
taladros en el circuito impreso ni incorporación de piezas
intermedias entre los transistores de potencia y los disipadores de
calor, por lo que la realización del montaje no tiene coste
incrementado por estos factores.
La unión de los transistores de potencia con sus
respectivos disipadores de calor, puede establecerse a través de
unas aberturas practicadas por fresado en el borde del circuito
impreso de conexión; pero también pueden disponerse los transistores
de potencia sobresaliendo por el borde del circuito impreso de
conexión, estableciéndose la unión de los disipadores de calor sobre
la zona sobresaliente de los transistores de potencia, por fuera del
circuito impreso, con lo cual se reduce en mayor medida en coste de
la realización del circuito impreso.
Por todo ello, el sistema de la invención
resulta de unas características ventajosas para la aplicación a la
que está destinado, adquiriendo vida propia y carácter preferente
respecto de las soluciones conocidas en el estado de la técnica para
la misma función.
La figura 1 muestra una perspectiva explosionada
de la disposición del sistema de la invención, según un ejemplo de
realización.
La figura 2 es una vista del montaje de un
transistor de potencia y su correspondiente disipador de calor, en
relación con el circuito impreso de conexión, según el sistema de la
invención.
La figura 3 es una vista correspondiente a la
sección III-III indicada en la figura anterior.
La figura 4 es una perspectiva explosionada de
la disposición del sistema de la invención según otro ejemplo de
realización.
El objeto de la invención se refiere aun sistema
de disipación de calor, para eliminar el calor que generan en el
funcionamiento los transistores de potencia (1) de los dispositivos
de control de las instalaciones de climatización de los automóviles,
o aplicaciones semejantes, los cuales se disponen conectados a un
circuito impreso (2) mediante tecnología de montaje superficial,
incluyéndose el conjunto alojado dentro de una carcasa aislante
(3).
El sistema preconizado dispone en relación con
cada transistor de potencia (1) un respectivo disipador de calor (4)
de aluminio, con unión de ambos elementos mediante una capa (5) de
material aislante eléctrico y buen conductor térmico, la cual hace
de adhesivo, aislamiento eléctrico y conducción térmica, en la
unión.
Los disipadores de calor (4) determinan en un
extremo una conformación (4.1) de acoplamiento a los
correspondientes transistores de potencia (1), mientras que en el
otro extremo se extienden con unas aletas (4.2), pasando a través de
la carcasa aislante (3) hasta una zona de flujo de aire; en relación
con la cual carcasa aislante (3) los disipadores de calor (4) pueden
ir insertados o sobremoldeados.
La unión de los disipadores de calor (4),
mediante su conformación (4.1), sobre los correspondientes
transistores de potencia (1), se establece en el borde o por fuera
del borde del circuito impreso (2) de conexión de los transistores
de potencia (1), determinando la conformación (4.1) de los
disipadores de calor (4) un escalón (7) que sirve de apoyo sobre el
circuito impreso (2), con lo cual se obtiene una capa (5) de
material de unión uniforme y de grosor determinado, entre los
transistores de potencia (1) y los disipadores de calor (4)
respectivos.
De este modo, cada transistor de potencia (1)
queda asociado individualmente a un respectivo disipador de calor
(4), produciéndose a través de la capa (5) de unión una efectiva
transmisión del calor que genera en el funcionamiento el transistor
de potencia (1), de manera que el calor pasa al disipador de calor
(4), disipándose a través de las aletas (4.2) del mismo en la zona
de flujo de aire.
Según una realización de montaje, conforme el
ejemplo de la figura 1, la unión de los disipadores de calor (4)
sobre los respectivos transistores de potencia (1) se establece a
través de aberturas (6) practicadas por fresado en el borde del
circuito impreso (2) de conexión de los transistores de potencia
(1).
Según otra realización, conforme el ejemplo de
la figura 4, los transistores de potencia (1) se disponen
sobresaliendo del borde del circuito impreso (2) de conexión,
estableciéndose la unión de los disipadores de calor (4), sobre los
correspondientes transistores de potencia (1), en la zona de éstos
que sobresale del circuito impreso (2), con lo cual en el circuito
impreso (2) no hay que realizar aberturas (6), resultando más
reducido el costo del mismo.
Claims (4)
1. Sistema de disipación de calor para
transistores de potencia, para eliminar el calor que producen en su
funcionamiento los transistores de potencia (1) de dispositivos en
los que los transistores de potencia (1) van conectados a un
circuito impreso (2) mediante tecnología de montaje superficial,
alojándose el conjunto dentro de una carcasa aislante (3),
caracterizado porque en relación con cada transistor de
potencia (1) se dispone un respectivo disipador de calor (4) de
aluminio, con una capa (5) de material eléctricamente aislante y
buen conductor térmico incluida en la unión entre ambos,
determinando el disipador de calor (4) en un extremo una
conformación (4.1), mediante la cual se establece la unión sobre el
correspondiente transistor de potencia (1), sobre el borde o por
fuera del borde del circuito impreso (2) de conexión de los
transistores de potencia (1), mientras que el otro extremo del
disipador de calor (4) se extiende con unas aletas (4.2) hasta una
zona de flujo de aire, pasando a través de la carcasa aislante (3)
de alojamiento.
2. Sistema de disipación de calor para
transistores de potencia, de acuerdo con la primera reivindicación,
caracterizado porque la conformación (4.1) de los disipadores
de calor (4) determina un escalón (7), el cual sirve de apoyo sobre
el circuito impreso (2) para determinar una capa (5) uniforme y de
grosor determinado del material de unión entre los transistores de
potencia (1) y los disipadores de calor (4) respectivos.
3. Sistema de disipación de calor para
transistores de potencia, de acuerdo con la primera reivindicación,
caracterizado porque la unión entre los transistores de
potencia (1) y los respectivos disipadores de calor se establece a
través de aberturas (6) realizadas en el borde del circuito impreso
(2) de conexión de los transistores de potencia (1).
4. Sistema de disipación de calor para
transistores de potencia, de acuerdo con la primera reivindicación,
caracterizado porque los transistores de potencia (1) se
disponen sobresaliendo del borde del circuito impreso (2) de
conexión, estableciéndose la unión de los disipadores de calor (4),
sobre los correspondientes transistores de potencia (1), en la zona
de éstos que sobresale del circuito impreso (2).
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES201000768A ES2347864B1 (es) | 2010-06-11 | 2010-06-11 | Sistema de disipacion de calor para transistores de potencia. |
| IT000324A ITBO20110324A1 (it) | 2010-06-11 | 2011-06-06 | Sistema di dissipazione di calore per transistori di potenza |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES201000768A ES2347864B1 (es) | 2010-06-11 | 2010-06-11 | Sistema de disipacion de calor para transistores de potencia. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2347864A1 ES2347864A1 (es) | 2010-11-04 |
| ES2347864B1 true ES2347864B1 (es) | 2011-06-16 |
Family
ID=42984655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES201000768A Active ES2347864B1 (es) | 2010-06-11 | 2010-06-11 | Sistema de disipacion de calor para transistores de potencia. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2347864B1 (es) |
| IT (1) | ITBO20110324A1 (es) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11647611B2 (en) | 2019-04-05 | 2023-05-09 | Dana Tm4 Inc. | Thermal interface for plurality of discrete electronic devices |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3627372C3 (de) * | 1986-08-12 | 1994-04-14 | Loewe Opta Gmbh | Anordnung, bestehend aus einer Leiterplatte, einem Kühlkörper und zu kühlenden elektronischen Bauelementen |
| DE19601649A1 (de) * | 1996-01-18 | 1997-07-24 | Telefunken Microelectron | Anordnung zur Verbesserung der Wärmeableitung bei elektrischen und elektronischen Bauelementen |
| DE20301773U1 (de) * | 2003-02-05 | 2003-04-17 | Leopold Kostal GmbH & Co. KG, 58507 Lüdenscheid | Elektrische Einrichtung |
| SE529673C2 (sv) * | 2004-09-20 | 2007-10-16 | Danaher Motion Stockholm Ab | Kretsarrangemang för kylning av ytmonterade halvledare |
-
2010
- 2010-06-11 ES ES201000768A patent/ES2347864B1/es active Active
-
2011
- 2011-06-06 IT IT000324A patent/ITBO20110324A1/it unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11647611B2 (en) | 2019-04-05 | 2023-05-09 | Dana Tm4 Inc. | Thermal interface for plurality of discrete electronic devices |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ITBO20110324A1 (it) | 2011-12-12 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20101104 Kind code of ref document: A1 |
|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2347864 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B1 Effective date: 20110616 |