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。
やまさん
「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。
Ｋｉｊｏさんすみません。カフェルネマークがオレンジになっていたので書き込みの連絡がとどかなくなっていました。
プロセッサの殻割はしましたが、パッケージ磨きはしませんでした。
銅埋め込みの黒色アルマイトの剣山風のヒートシンクが一番熱抵抗が低くなりました。真空管アンプもいいシャーシは黒色アルマイトでしたが、シャーシパンチであける時に傷がつきやすくて気をつかいました。 アンプはＤ級が一番ですね。高音に混変調が無いのでバイオリンが非常にきれいに聞こえます。効率も良いから、つけっぱなしでも気になりません。
ベルウッドさん回答をありがとうございます。ベルウッドさんはオーバークロックを趣味にしているとか？オーバークロックを趣味にしていて「オーシー野郎」と呼ばれたがっている同僚がいました。ベンチマークで記録が出たと喜んでました。当然CPUクーラやケースの良し悪しは比較するようですが、ヒートシンクとパッケージ表面を磨いて密着性を良くすると言ってました。グリスがあるので話が矛盾するように私は感じてます。「殻割り」をやったということはヒートシンクはもちろん、シートやグリスの選択ノウハウなどもお持ちと言うことと思います。そこまでいらないようにも思いますが、もともとのスレッドタイトルに非常に有効な情報と予想します。
私は違いが分からないバカ耳ですが、無帰還2A3シングルとＤ級の2台だけが現役になってます。少し前に8cmフルレンジにマイブームがあったので狭い部屋にスピーカーが5セットになってます。
Ｋｉｊｏ さんありがとうございます。
真空管は12ＡＸ7や12ＡＵ7で作ったイコライザは長く使いましたが、パワーアンプは6ＢＭ8で、小Ｗのものを使ったぐらいで、6ＣＡ7やＯＹシリーズの出力トランスを買い集めただけで作らずにトランジスタアンプに移ってしまいました。最初は喫茶店で聞いたＪＢＬにあこがれて4343のユニットを買って使っていましたが、某スタジオに仕事で出入りしていた時に聞いたＴＡＤの音が忘れられず、ＴＡＤの16インチＷや2インチスロットドライバーユニットを買って今も愛用しています。ただ、家族には邪魔なガラクタに見えるようです。
ベルウッドさん私は片耳高音が少し聞こえにくいということでして、興味の無い家族に理解してもらうのは大変でしょうね、家族の好きな音楽でもあれば少しは理解してもらえるかも、ＴＡＤですか、私よりもずっとハイエンドですね、kijoさん無帰還2A3シングルとＤ級の2台お持ちなんですね、スピーカーが5セットぐらいになっちゃいますよね、押し売りですがスイートボックスのCDって聞かれたことは
ところで、放熱で大切なのはグリース（銀粉いりが良いとされていますが）よりも風の流れです。ファンを付けるか煙突状の通り道を作って対流を促進すると効果的にΘjaを下げられます。ちなみに２０ピンのSOPでは風速0ｍで150℃/Wのものが、風が1ｍ/Sあるだけで100℃/Wまで下がります。
ベルウッドさんそうなんですね、パソコンのcpu放熱ゴムシートですが２ミリも厚さがあるので本当に放熱効果あるんかいなと思いテストしてみましたが思いのほかアルミよりも熱伝導率が高いようです、最近テレビで奇妙なものを見ました、それは灰色の紙のような薄いペーパーなのですが氷の塊がこれでナイフで野菜を切るようにスパッと切れるのです、なんでも放熱用に最近開発された最先端の放熱シートらしいです
チョコです。
> 放熱で大切なのはグリース（銀粉いりが良いとされていますが）よりも風の流れです。
ちょっと違うような気がします。熱抵抗が一番大きいところがボトルネックです。そこに
対策すべきだと思います。
150℃/Wだと、放熱器はついていないのではないかと思います。グリースが気になって
くるのはよれよりも1/10以上小さな領域ではないでしょうか。
チョコさん。文章全体からチョコさんが何か勘違いされているように思えます。アロイか銅、基板実装かパッケージ単体かにより大きく異なるとは思いますが、ベルウッドさんのに20ピンのSOP150℃/Wはリーズナブルに思えます。また、ベルウッドさんもSOに放熱板は無いの前提と思います。私の知ってるパッケージ屋は結構攻めているようでDIPでもSOでもダイコンパウンドの熱抵抗は結構気にしているようです。冷やすには冷たいところにどれだけ密に付けられるのかが重要なので確かにそれぞれで異なるボトルネックがあるとは思います。電源アダプタの樹脂ケースとか大変そうに思えます。オーディオアンプにファンはあり得ないですしね。
IKUZOさん。スイートボックスは初耳です。ドイツのグループはベルリンフィル程度ですね。コンポーザ―だと３B程度です。私は、ジャンルにこだわりはありませんが、結果としてギターインスツルメンツが多いようです。
kijo さんスイートボックス(Sweetbox)はポピュラーですがクラシックを多くやっているのでクラシック好きの人にはそれなりに聞けると思いますよ、ベルリンフィルは有名ですねカラヤンとか、コンポーザ―だと３B程度というのは検索してみたのですが、手がかりつかめずでした、ところで２A3というのは４本足でしたよね、HHPGでしたかヒーターが直熱２．５V１Aとかでしたか
チョコさんコメントありがとうございます。
主旨は熱抵抗に占めるグリースの値はそれほどでないという意味です。言いたかったのは、熱量の運搬Caが温度差を熱抵抗で割った値になるので、乾いた雑巾を絞るように熱抵抗を下げることに注力するよりも、放熱先の温度を下げることの方が効果があるということです。
ちなみに
Rth（j-c) ジャンクション-ケース熱抵抗
Rth（c-a) ケース-周囲空気熱抵抗
Rth（i) 絶縁版熱抵抗
Rth（H) ヒートシンク熱抵抗
としたときに総合Rth（j-a)は
Rth（j-c)+（Rth（c-a)*（Rth（i)+Rth（H))/（Rth（c-a)+（Rth（i)+Rth（H)）
となります。 絶縁版熱抵抗でも Rth（i)＝0.5℃/W ぐらい。ただのグリースだとさらに小さくなります。
アルミ地金だと Rth（H) ＝2℃/W もある場合があります。
以外と熱抵抗が大きく、アルミの中で熱が拡散しないので熱が集中しやすく、ヒートスプレッダでアルミとの境界面積を増やすため銅を埋め込んだりします。
熱抵抗を下げるのと、j-a間の温度差を増やすのは等価という意味で、空気の流れでaの温度を下げることは効果的ですと言いたかったのですが舌足らずで失礼いたしました。
IKUZOさん。変な書き込みで申し訳ありません。ピンとくると思って、半分ジョークで書き込んでしまいました。ドイツ3Bはバッハ、ベートーベン、ブラームスです。ブラームスが偉大なる先輩にあやかった宣伝文句との説もあります。高校や中学の音楽で習うこともあります。
2A3はヒータ2本とグリッドとプレートがそれぞれ1本で計4本足です。真空管の最初の数字はヒータ電圧と覚えたのですが、2A3が従っているのかを私は知りません。確かに2.5Vです。AB級トランジスタアンプを組み立て、オシロで当たっていくと、ヒータ電圧の低い三極管シングルアンプに大きな期待が生まれます。でも、聞いても良くわかりません。
kijoさん、言葉が不足していたようで、申し訳ありません。
グリースが意味を持つのは、数℃/Wの領域です。いつでも無意味ではない
と言いたかっただけです。
150℃/W程度の20ピンのSOPでは、グリースを使うような放熱器は意味は
ありません。20ピンのSOPでは、ピンからの放熱がほとんどだと思われます。
空気の流れを作るのも一つの方法でしょうが、電源やグランド他の信号線の
面積を広げて、そこから放熱する（基盤の材質の検討も）のが有効だと思い
ます。どの方法がより効率的かは個々のケースで違ってきます。
ベルウッドさん、式を書かれてますが、そこにあるRth（c-a）と
Rth（i)+Rth（H）のパラになった部分には注意が必要です（放熱器を
つけると、その分Rth（c-a）は大きくなってしまいます）。
kijoさん、
>2A3はヒータ2本とグリッドとカソードがそれぞれ1本で計4本足です。
あの～。ヒータがカソードではないでしょうか（直熱式）。
>真空管の最初の数字はヒータ電圧
私もそうだと覚えています。
ちなみに、50BM8（6BM8のヒータ50V版）×2＋ダイオードで倍圧
整流して電源トランスレスのアンプを作りましたが、ハムがひどくて
使い物になりませんでした。
そうです。プレートです。２～３度は読み直しているんですけど、ミスがなくなりません。お恥ずかしい話です。
応用に依存することはそのとうりですね。電気ストーブやオーディオでファンは有り得ないと思います。逆に、アマ無のトランシーバーでは専用ダイキャストフレーム(ケース)内のファンが作る空気の流れに関してカタログでウンチクが述べられて、ウリになってます。