放熱板の作り方

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、

Parents
  • 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

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  • 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

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