複数発熱素子の放熱設計について

質問

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No.3

ohkawa3

＞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。

回答No.2

mzee

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。

回答No.1

TIGANS

２つの素子の耐熱温度は同じですか？
２つの素子の発熱量は常に一定ですか？
0.5℃/Wの放熱器に離してつければ大丈夫そうだけど
２つよりも返ってサイズが大きくなるような気がします。