お世話になります、パワーデバイス（トランジスタ等）に放熱板を付けたいのですが、データシートから見てどのように計算するのでしょうか？すでに経験されたかたがいらしゃったらアドバイスをお願いしたいのですが、
IKUZOさんこんにちは、NAKAです。
放熱板を作ると、熱抵抗とかを計測評価しないといけないと思いますけど、材料とか、構造-熱解析の方法を知りたいのでしょうか？NAKAは、市販のデータが載っているヒートシンクしか使う程度の事しか考えたことないです。あるいそのヒートシンクより十分に大きなアルミ板をつけるとか金属筐体につけるとか......汗）
最高周囲温度が50℃で、あるトランジスタのTjが150℃でトランジスタの損失が1Wで、放熱グリスの熱抵抗が0.2℃/Wの時、((150-50)/1)-0.2=99.8℃/Wにマージンを加えてヒートシンクメーカのカタログから選ぶくらいです。自然対流なのか強制的にファンで冷やすのか？(熱抵抗-風速特性などのデータが必要かも)とかヒートシンクの向きによる熱抵抗の違い等、ヒートシンクメーカにデータをもらって検討することが必要になってくるので、結局マージンをどれだけとるかなのか？なのかもしれませんね。
楽しそうなことやってますね。
まず、パワーデバイスが何W発熱するか想定すると、それに見合う熱抵抗からヒートシンクに必要な性能が見積もれると思います。 わたしもNAKAさん同様市販品を使うことが多いですね。
自作する場合はアルミ表面に油性マジックで色をつけたり、アルマイト塗装しないと赤外放熱分が稼げないので、アルミむき出し状態は避けたいですね。
あと、流体力学が得意な人にレイノルド数を計算してもらえば、ヒートシンクの構造から空気の粘度による自然対流への影響なんかも計算することができますよ。
一般的に自然対流の場合は空気の粘度による影響を減らすためフィンの間隔を広げて(5mm程度以上)、 強制冷却ならフィンの間隔を2mmくらいまで狭くすることで冷却能力を稼ぐことができます。
IKUZOさん 放熱板の問題ではないのですが、0.5Wや1W程度のチップ部品のパターンの不具合例を紹介します。表示灯の電流を制限する目的の抵抗で以下の問題が出ました。この抵抗は1時間程度、負荷がかかって発熱し、1時間程度冷えて、これを繰り返していました。このような動作の場合はチップ部品の放熱環境に十分なマージンを持たないと、ハンダ付け部分の収縮膨張で物理的なストレスがかかり、数年でパターンが断線することがあります。連続的に加熱される場合は問題は出ません。電力部品はディスクリートの部品の方が熱的には問題は少ないです。
IKUZOさん
私のはヒートシンクなどの機構部品は組み立て費が掛かるので基板に放熱するような設計が多いですね。 ファンもコストと故障率があがるのでなるべくつけないでいいような放熱を選択しています。
レギュレターなどのアプリケーションノートには基板で放熱するために必要な銅箔面積の図なんかがよく掲載されていますから、基板で放熱するのがセオリーなんじゃないんでしょうか。 ふつうに数年運用していても半田故障とか聞きませんし。
やまさん
寒冷地で使用する装置は、半田クラックが良く起きますねー。 特に1005サイズ以下のチップ類は頻度が高いです。
やっぱり春夏秋冬朝昼晩の温度サイクルで収縮幅がおおきいんでしょうかねー。 なので屋外使用の基板は可能な限り部品サイズを大きく、パターンを太くすることで軽減してますけども。
ちなみに宇宙だと太陽があたる面と裏側で200度くらい温度差がでるので、カプトンテープとかで保護しないとあっと言う間に藻屑になるそうです^^;
PCBパターンによる放熱効果ですが、ルネサスのパッケージ熱抵抗も基板に実装しての値です。金属が露出していないようなパッケージではチップからの熱はリードフレームを通してPCB経由で放熱される分がほとんどです。380はマルツのキットではないですが私も使用したことがあります。14ピン380も7ピンが一般的にパターンの面積が広いグランドで、放熱を期待してます。効率は2.9W、280mA、18Vだから2.9/(0.28*18)*100=58[%]でNPN-PNPのコンプリメンタルAB級として効率は少し高いモノのいい線だと思います。
KA-9900は定格出力150W＋150Wで定格消費電力400Wなので効率が良すぎますから、定格消費電力の条件がフル出力ではないように思えます。ヒートシンクは横から見え、他のアンプなどに比べて大きいので、やはり熱よりもビジュアルだと思います。全く話がずれてしまいますが、"プリ部・トーン部にそれぞれ独立した専用巻線と定電圧電源"と記載され電源のプロック図に"TO PREAMP"と"TO FLAT AMP"ですが、アンプブロック図に"PREAMP"が見当たりません。私の知識では、MCヘッドアンプとイコライザとフラットアンプを合わせてプリアンプ(Primarily AMP)で後段のパワーアンプを通してスピーカーを鳴らします。今は、CD/DVD/iPadなのでプリアンプを使いません。PREはPRIのミスタイプとして、FLATはPOWERの間違えだと思うのですが、私に誤りがあるのかな？
IKUZOさんはかなりのハイレベルでそんなに初心者だとは思っていないのですが、本当に半田ごても持ったことの無い初心者にも個別部品によるトランジスタオーディオアンプの組み立てを私はお奨めします。ケース加工、熱設計、電源トランスの性能、トランジスタの動作などなど、勉強になる事が盛りだくさんです。ラックスキットやケンクラフトなどのメージャーメーカのキットが無くなったのは残念ですが、探せばいろいろとあるようです。
「1時間程度、負荷がかかって発熱し、1時間程度冷えて、これを繰り返していました。」部品の収縮が思わぬ故障になることを、貴重な経験を教えていただきありがとうございます、「ディスクリートの部品」の方が熱的には問題は少ないということで、いわゆるDIP部品ですよね、
Kirinさん
「ふつうに数年運用していても半田故障とか聞きません」Kirinさんもそうでしたら安心します「寒冷地で使用する装置は、半田クラックが良く起きますねー。特に1005サイズ以下のチップ類は頻度が高いです。」なるほど抵抗等の場合はあまりWの小さいのも良くないのですね。
注意しないといけないポイントが頭に浮かんできました、ありがとうございました。後は防湿処理ですが、黒い色のものはあるのかな、探してみよう
kijoさん
オーディオ作りとかの趣味をお持ちなんですか？kijoさんそれは6CA7ではないですか？それとも6L6GC?真空管ですからなんとなくkijoさんを想像できます、「PREはPRIのミスタイプ」よく気が付かれましたね、なかなか気が付かないと思うのですが、私がローレベルかハイレベルか？面白いですね－．趣味を楽しむのにレベルが関係するんですかね？kijoさんはレコード派ですか？何を聞かれるのですか？クラシック？どんな曲？時間が取れればお聞かせください、kijoさんにいろいろ聞いてみたくなりました。
松下 6CA7 フラットトップ
www.tubeworks.jp/.../kit_6ca7pp.html
失礼しましたぁ
こんなのを知ってる方を素人呼ばわりしちゃった
私の方が遥かにローレベルでした
何しろ耳の分解能が低くて
指揮者が楽譜をめくる音とか
バイオリンの絃が切れる音とか
全く聞こえません
マニアの方曰く
「どゃバイオリンの絃が切れる音がハッキリと聞こえるやろ！」
私
「ウーームさすがですねぇ、やっぱりこの巨大な放熱板のおかげですかねぇ」
などと、見当違いの事をほざいて逃げるのが精一杯
lumiheart さん、これはすごいキットですねーこれを製作すると一生物になるかもしれませんよ、音の聞こえ方ですが人間60代になると20代に比較すると聴力が半分ぐらい、特に高音がなるそうですよ、でもアンプの方で補正してやれば十分楽しめると思います、lumiheart さんは芯からアナログ派なんですね、私も自慢させていただくとアナログアンプはメーカー製を30台ほど保存していますが、これはたんなる物的魅力で置いています、使用しているのは自分設計の1ビットのデジタルアンプ?(変換器?)です、自分の趣味なのでなんでもいいと思っています、「世界で一番だー」等と自己満足しています、その機械で吉田真理子の翼をくださいなど再生して元気をもらっています、バッハのアリアとかジプシーキングのインスピレッションやディブブルーベックのテイクファイブ等もいいですね、かさばるのでレコードはやっていません、CDオンリですが、ルネサスのマイコンでネットワークプレヤーでもできないかな
>音の聞こえ方ですが人間60代になると20代に比較すると聴力が半分ぐらい、特に高音がなるそうですよ、
いやぁ、若い頃からなんですよ実は
子供の頃に爆竹で遊んだ祟りと良く謂われたが
導火線が短くて投げる前に耳のそばで爆ぜた
>その機械で吉田真理子の翼をくださいなど
って誰それ？
昔、キャンディーズとか百恵、淳子を聞いてたら
「アンプやスピーカを作ったメーカの方々に申し訳ないとか思わんのかぁ！」
とか
「アンプの泣き声が聞こえんのか？」
などとよく怒られた
ベートーベンだって
「モモエチャーーン」って叫んでるじゃん
と、小声で言い返してた
lumiheart さん両耳が悪いのですか？実は私も左耳の高音の聞こえが悪いです、若いころからです、一時メーカーのスピカー検査工程で検査していたころ、左の耳でスピーカーを検査していたせいではないかと思っています、「吉田真理子の翼をください」ですが２０年ほど前のCDアルバムですから知る人は少ないでしょう、有名ではない人でもとてもいいものもあると思っています、久野香のバラードなどもとても良いですよBOOKOFF等で見かけたら気にかけてみてくださいね、lumiheart さんみたいにいつも怒られていたら、私の場合持ちませんわ、音楽聞くどころではなく、心臓病になってしまいそう。
ＩＫＵＺＯさんも左耳の昔高音の聞こえが悪いんですか？昔はちゃんと075と2405の差が聞こえてていたつもりだったが、左耳は高音が聞こえにくくなった。若いとき長時間の飛行機出張でエンジン音に対抗するため、ＭＤをヘッドホンで聞いて寝ていたせいかもしれない。いまでは、せっかく20ＫＨｚまで使えるホーンを使っているのに聞こえなくなった分2405を足して補っています。