Puissance dissipée dans le transistor

On suppose que l'alimentation continue ( voir 4 ) fournit une tension parfaitement constante égale à V = 24 v. La résistance de la bobine du frein à poudre est R = 20 W . On néglige l'influence du shunt ( 1 W ).
Calcul de la puissance maximale dissipée dans le transistor:
Vce = V - R . I et P = Vce . I = V . I - R . I²
La puissance est maximale lorsque la dérivée de P par rapport à I devient nulle.
0 = V - 2 . R . I
I = V / (2 . R) = 24 / 40 = 0,6A
Vce = 24 - 20 x 0,6 = 12v
P = 12 x 0,6 = 7,2W



Choix du dissipateur pour le TIP 121:
TIP 121: Vce=80v Ic=5A P=65W b =1000
Pd=T(v-j)max - Tamb / Rth(r-amb) =
Pd=T(v-c)max - T amb / Rth(j-c) + Rth(c-r) + Rth(r-amb)
Pd= puissance dissipée
T(v-j)max= température de jonction maximale
Tamb= température ambiante
Rth(j-c)= résistance thermique jonction - boîtier
Rth(c-r)= résistance thermique boîtier - dissipateur
Rth(r-amb)= résistance thermique dissipateur - ambiance
Tc= température boîtier
Tr= température dissipateur

Rth(c-r) du T 220

• 1.4 direct
• 0.3 °C/W avec graisse thermoconductrice
• 2.2 °C/W avec isolant
• 0.8 °C/W avec isolant + graisse thermoconductrice

Rth(r-amb) = [T(v-j)max - Tamb / Pd] - [Rth(j-c) + Rth(c-r)]
On a :
Pd = 7.2 W
T(v-j)max = 150°C
Tamb = 40°C
Rth(c-r) = 1.4 (donné par le fabricant)
Rth(j-c) = 2 (donné par le fabricant)
Rth(j-c) = 2°C/W
Rth(j-amb) = 70°C/W
Rth(r-amb) = [ (150 - 40) / 7.2 ] - [ 2 + Rth(c-r) ]

Fonctionnement normal:
Pour Rth(c-r) =1.4 (direct) on a : Rth(r-amb) = 11.88 °C/W
0.5 °C/W (avec graisse) Rth(r-amb) = 12.78 °C/W
2.2 °C/W (avec isolant) Rth(r-amb) = 11.08 °C/W
0.8 °C/W (avec graisse + isolant) Rth(r-amb) = 12.48 °C/W

Fonctionnement en court-circuit :
V=Vce et I=1 A
P = Vce * I P = 24 W
On a :
Rth(r-amb) = 1.18 °C/W
Rth(r-amb) = 2.08 °C/W
Rth(r-amb) = 0.38 °C/W
Rth(r-amb) = 1.78 °C/W

Les calculs nous proposent donc un dissipateur pour un fonctionnement dans le cas le plus défavorable, c'est à dire en court-circuit : Rth(r-amb) = 0.38 °C/W.

On a donc le choix entre deux dissipateurs aluminium anodisé (d'après SCHAFFNER) :
-WA 207 (longueur :124 mm ; largeur :72 mm ; poids :11.07 kg/m)
-WA 290 (longueur :125 mm ; largeur :81.2 mm ; poids :8 kg/m)

On constate que les dissipateurs sont beaucoup trop volumineux pour l'application à laquelle on les destine (dimensions du dissipateur trop importantes par rapport à celles du boîtier). On fixera donc le transistor sur le boîtier du générateur de courant en prenant soin de l'isoler électriquement de celui-ci grâce à une rondelle de mica. La carcasse de ce boîtier étant suffisante pour dissiper la puissance engendrée par le transistor.