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複数発熱素子の放熱設計について
2023/10/19 22:52
- 複数発熱素子を1つの放熱器に取り付ける際の放熱設計について相談です。
- 各素子の温度や熱抵抗を考慮し、どのような放熱器を選ぶべきかお教えください。
- また、計算結果からわかるように、0.5℃/Wの放熱器で十分なのかご判断ください。
複数発熱素子の放熱設計について
2018/11/21 11:43
現在、1つの放熱器に複数素子を取り付けようとしておりますが、放熱設計に頓挫しております。
Tj 150℃
Rth(j-c) 0.5℃/W
Rth(c-s) 0.5℃/W
損失 100W
の素子
Tj 170℃
Rth(j-c) 0.25℃/W
Rth(c-s) 0.25℃/W
損失 50W の素子
があるとします。周囲40℃です。
それぞれ、1℃/W、2.1℃/W以下の放熱器が必要である
という計算はできるのですが、これらを1つの放熱器に取り付けるとき、どのような計算になるのかが解りません。
0.5℃/Wの放熱器に付ければ十分ということでしょうか。
ご教授願います。
回答 (3件中 1~3件目)
>それぞれ、1℃/W、2.1℃/W以下の放熱器が必要であるという計算はできるのですが、
周囲温度を何℃として計算しているのでしょうか? 温度ディレーティングを考慮しないとしても、少々疑問がある数値です。
損失100Wの素子は、150℃-(0.5℃/W+0.5℃/W)×100W=50℃ の放熱器に取り付ければTjを定格に保てます。
損失50Wの素子は、170℃-(0.25℃/W+0.25℃/W)×50W=145℃ の放熱器に取り付ければTjを定格に保てます。
両者を共通の放熱器に取り付けるのであれば、損失100W素子の温度条件を採用する必要があります。
放熱器温度:50℃
周囲温度:25℃
合計損失:100W+50W=150W の条件から、
放熱器に求められる熱抵抗は、(50℃ー25℃)/150W=0.167 ℃/W と求められます。
周囲温度は、仮に25℃とおきましたが、設計条件に応じて置き換えてください。
また、期待する信頼性を考慮して、温度ディレーティングを考慮した方がいいと思います。
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回答ではありません。参考になるか分かりませんが、日刊工業新聞社刊「エレクトロニクスのための熱設計完全入門」に「複数のパワーデバイスを搭載したヒートシンクの温度分布計算」という項があり、アルミ板に3個のデバイスを載せた、Excelによる簡易熱シミュレーション例があります。ヒートシンクをエリア分割し、熱回路網を作成、その熱等価回路からヒートシンク、デバイス、ジャンクション温度を計算しています。