グリーンデバイスの熱特性と放熱設計技術

LED照明やインバータは省電力/高効率/長寿命機器として、市場が急速に拡大しています。これらは一見、熱の問題は少ないように見えますが、放熱が極めて重要な課題になっています。 　LEDは他の照明と異なり、光源からの赤外放射が少ないため、伝導と対流による放熱ルートを巧妙に作り上げないと性能・寿命を満足できません。 　機器やデバイスの小型化でエネルギー密度が高まり、信頼性確保のためにインバータへの熱設計が必須になっています。 　これら、グリーンデバイスの熱設計には共通した熱設計手順があり、これに従って実施することで失敗のない製品設計が可能になります。

1. グリーンデバイスの熱設計が重要な理由
   1. 温度を制限する様々な理由
   2. 温度と性能・寿命の関係
2. 放熱対策のための基礎知識
   1. 熱の伝わり方 (伝導・対流・放射)
   2. 伝熱の基礎式 (熱のオームの法則)
   3. 熱伝導・対流・放射
3. 熱設計に必要な熱計算とその手法
   1. 伝熱式による温度計算
   2. 熱回路網法による熱計算
   3. 熱流体解析ソフトによる温度計算
4. LEDの熱特性と放熱の基本
   1. LEDの放熱構造と放熱ルート
   2. LEDの設計に使う熱計算式とEXCELを使った計算方法
   3. LED照明で用いる高熱伝導基板とその使い方、効果
   4. TIMの活用
   5. 自然空冷ヒートシンクの最適設計
5. パワーデバイスの熱特性と放熱の基本
   1. パワーモジュールの現状と課題
   2. パワーモジュールの放熱の特徴
   3. パワーモジュールの熱設計に使う計算式
   4. モジュール熱回路モデル
6. パワーモジュールパッケージの低熱抵抗化
   1. モジュールの構成と放熱経路
   2. チップ温度の分布計算
7. インバータ主回路基板の熱設計
   1. 配線基板のジュール発熱計算
   2. 基板への熱拡散
8. モジュールの接触熱抵抗低減事例
   1. 直冷式構造
   2. 両面冷却方式
9. インバータ向け強制空冷ヒートシンクの設計
   1. 強制空冷ヒートシンクの設計上の注意点
   2. 最適ヒートシンク設計
   3. 水冷モジュールの設計
10. インバータ筐体の熱設計
    1. ファン特性と実効風量
    2. 吸排気口面積の設定
    3. ファンダクトの設計

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