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※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:ファン選定に関して)

ファン選定に関する質問

2023/10/17 21:32

このQ&Aのポイント
  • 過去に、小生が設計したユニットでヒートシンクに直接ファンを吹き付けるユニットを製作しました。今回は、製作した冷却ユニットについての重要な知識について質問します。
  • 具体的には、Rja、Rjc、Rcfの説明と公式について教えてください。また、ファン選定においては、ヒートシンク+ファンの熱抵抗の計算が必要となります。
  • 適当に選んだファンがヒートシンクの寸法に合うようになっているため、このファン選定について知識を深めたいと考えています。
※ 以下は、質問の原文です

ファン選定に関して

2009/01/28 08:54

各位、いつもお世話になっております。
おはようございます。
過去に、以下のような質問がありました。小生が設計したユニットで
ヒートシンクに直接ファンを吹き付けるユニットを設計、製作し数式
お客様へ納品致しました。
下記の質問は、小生が製作した冷却ユニット(シンク+ファン)を深堀
する上で非常に重要な知識になると思いました。

誠に恐縮ですが、Rja、Rjc、Rcfなどの各語句の説明及び公式を
分かり易くご教示できないでしょうか?
※確かにファンはシンクの寸法に合うように適当に選んだので。

参考図書とう調べましたがいまいちよく分かりませんでした。
【過去の質問内容】
強制空冷機器の熱計算をする上で、それぞれ

 1.高発熱部品(半導体)+ヒートシンクに直接ファンを
   吹き付ける場合
   
     Rja=(Tjmax-周囲温度)/消費電力
     Rfa(必要熱抵抗)=Rja-Rjc-Rcf

     からヒートシンク+ファンを選定する。

質問者が選んだベストアンサー

ベストアンサー
2009/01/29 06:36
回答No.1

R**のRは,熱抵抗という意味
添字は熱抵抗を定義する区間(どのポイントから,どのポイントまで)を表します。
 
 Rja junction-air  ジャンクション(熱源)-雰囲気(周囲の空気)の間の総合熱抵抗

 Rjc junction-case ジャンクション-半導体ケース(放熱フィンへの取付部)の間の熱抵抗
           (半導体パッケージ内部の熱抵抗)
 
 Rcf case-fin   半導体ケース(放熱フィンへの取付部)-放熱フィンの間の熱抵抗
           (接触熱抵抗や熱伝導シートの熱抵抗など)  

 Rfa fin-air    放熱フィン-雰囲気(周囲の空気)の間の熱抵抗 
           (要するにフィン自体の熱抵抗のこと)


等価回路で表すと以下の通り,単純な直列つなぎです。



┌──Rjc──Rcf──Rfa───┐
熱源            雰囲気  
└───────────-──┘

Rjc+Rcf+Rfaの合計が総合熱抵抗

ご質問として記載された式の意味は,
設計条件から所要の総合熱抵抗を求め,
次に半導体パッケージ内部の熱抵抗と放熱器に取り付ける部分の熱抵抗を
差し引けば,どの程度の熱特性のフィンを選定すればいいかという関係。

半導体パッケージ内部の熱抵抗は,半導体のデータシートに書いてあります。
放熱器に取り付ける部分の熱抵抗は,一般的にテキストに書いてある値か,
経験値などを代入

こんな感じなので,「公式」というほどのものはありません。

finとはヒートシンクのことです。
ただし,Rfaの値は,放熱器(フィン)に当たる風量によって変化すること
に留意してください。Rjc、Rcf、Rfaなどの記号は便宜的なものです。

お示しになった図では,ジャンクションがどこにあるか示すことができませ
ん。ジャンクションとは,半導体のp-n接合部を言いますので,半導体素子
を描いた図で説明すると理解できます。

お礼

2009/01/29 13:36

早速の回答有難うございます。
最後に1点だけ教えていただけますか?
上記にご回答のあります、finとはヒートシンクのことなのか
オリエンタルなどのプロペラファンのことですか?
実機を簡単に図示します。
【略図】
  ┌---------┐  ←オリエンタルファン
  └---------┘
  -┴┴┴┴┴┴  ←アルミで製作した串歯状のヒートシンク
 ┌--------------┐
   熱源ステージ

上図の絵は離れていますが実際は全てひっついています。
ヒートシンクと、オリエンタルファンはネジで固定されています。
その状態で熱源ステージ上に置き、ファンの風をシンクに当てることで
素早く常温に戻すようにという目的で効果を発揮しています。
※アルミの熱伝導率が良いのも利用していますが・・・。

 Rjc、Rcf、Rfaが略図のどこに値するか教えて頂けないですか?
お忙しい所、誠に申し訳ありませんが宜しくお願い申し上げます。
以上です

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