ヒートシンク熱抵抗計算
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Thermal Design

ヒートシンク熱抵抗シミュレーター

フィン効率・熱抵抗ネットワーク・ジャンクション温度をリアルタイム計算。強制対流・自然対流に対応。パワーデバイス・電子機器冷却設計を即座に最適化。

熱設計パラメータ
ヒートシンク材料
冷却方式
発熱量 Q 50.0 W
雰囲気温度 T_a 25 ℃
フィン高さ H 30 mm
フィン枚数 N 10 枚
フィン厚さ t_f 1.5 mm
ベース幅 W 100 mm
熱伝達率 h 50 W/m²K
θ_j-c(デバイス固有) 1.50 K/W
θ_c-s(接触熱抵抗) 0.20 K/W
T_j ジャンクション温度 [℃]
θ_total [K/W]
フィン効率 η [%]
θ_s-a [K/W]
熱抵抗ネットワーク
熱抵抗内訳(積み上げ)
フィン枚数 vs ジャンクション温度

ヒートシンク熱設計理論

フィン効率(矩形フィン):

$$\eta_{fin} = \frac{\tanh(mH)}{mH}, \quad m = \sqrt{\frac{h \cdot P}{k \cdot A_c}}$$

フィンアレイ全体効率:

$$\eta_o = 1 - \frac{N \cdot A_{fin}}{A_{total}}(1 - \eta_{fin})$$

シンク-空気間熱抵抗:

$$\theta_{s\text{-}a} = \frac{1}{\eta_o \cdot h \cdot A_{total}}$$

ジャンクション温度:

$$T_j = T_a + Q \cdot (\theta_{j\text{-}c} + \theta_{c\text{-}s} + \theta_{s\text{-}a})$$
熱設計連携: 上記の1D熱抵抗モデルはIcepak・FloTHERM等のCFD熱流体解析のプレ設計段階で使用します。実際のプリント基板実装では、基板の熱広がりを考慮したFEM解析が必要です。フィンアレイの空気側はCFD解析でhを精度よく求め、その値を本ツールで確認することを推奨します。

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