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至急 発熱素子の放熱設計について 現在、1つの放熱器に複数素子を取り付けよう...

ppf********さん

2018/11/2111:05:18

至急 発熱素子の放熱設計について

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。

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fried_turnipさん

2018/11/2111:46:20

素子の取付位置によって異なるので、
最悪条件となる同じ位置に並べて取り付ける事を想定します。

素子1にとって放熱器の許容できる上限温度は、
Ts₁=Tj₁-(Rθjc₁+Rθcs₁)×P₁=150-(0.5+0.5)×100=50℃

素子2にとって放熱器の許容できる上限温度は、
Ts₂=Tj₂-(Rθjc₂+Rθcs₂)×P₂=170-(0.25+0.25)×50=145℃

Ts=min(Ts₁,Ts₂)=min(50,145)=50℃

放熱器に求められる熱抵抗は、
Rθsa=(Ts-Ta)/(P₁+P₂)=(50-40)/(100+50)=0.067℃/W

素子1と素子2の差が非常に大きいので別々に分ける方がメリットが
大きいと思います。


ちなみに、
質問者さんは素子1単独の場合の計算結果を 1℃/W としていますが、
0.1℃/W の計算違いです。元々かなり大きな差がありました。

なお、必要な放熱器の計算に使う損失Pは、素子の許容損失ではなく、
実際に使用する場合の最大損失です。Tj、Rθjc、Rθcsが素子固有の
値であるのに対して損失は動作条件で変わる事に注意してください。

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