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システム構築技術講座 講座詳細

講座概要
講座名 CT21 「EXCELによる熱設計演習」
日数 1日 時間 7時間
品質・信頼性向上
講座詳細

【ね ら い】
熱設計の重要性・必要性から説き起こし、熱設計・放熱を考える上で絶対的に必要な伝熱の基礎を電卓/PCを使った演習を交えて学習する。そして、具体的商品事例を元にEXCELを使って熱回路網法による実践的な熱設計を学ぶ。

【対  象】
➢ 電子機器の回路設計、機構設計技術者で、実践的な熱設計の基本を学びたい方。

【講義内容】

1章  熱設計の目的と最近のトレンド
  1. 熱設計の入出力と目的
  2. 最近の機器は「放熱限界ぎりぎり」で戦っている
  3. 最近の部品は自分で自分を冷やせない!
  4. 機能・性能要因「熱暴走」する
  5. 寿命要因 化学的な劣化が進んで速く壊れる
  6. 寿命要因 熱疲労で破壊する(機械的要因)
  7. 寿命要因 絶縁破壊や減磁が起こる
  8. 安全要因 利用者が低温やけどする
2章  熱設計に必要な伝熱の基礎知識
  1. ミクロに見た熱の移動熱の伝わり方には3つの形態がある
  2. マクロに見た熱の移動伝熱・対流・放射もマクロには一つ
  3. マクロに見た熱の移動(熱のオームの法則)
  4. 電気との相似形を使うと熱抵抗の合成が簡単
  5. 機器冷却における伝導・対流・放射の役割
    【問題1】発熱体の大きさと発熱量・温度の関係
  6. 熱伝導
    【問題2】多層材料の熱対策(1)
    【問題3】多層材料の熱対策(2)
  7. 対流
    【問題4】対流 ○×問題
    【問題5】基板の実装位置と温度
    【問題6】平板の置き方と放熱能力
  8. 熱放射
    【問題7】:熱放射 ○×問題
    【問題8】:塗装をかけると何℃下がるか?
  9. 物質移動による熱輸送
    【問題9】:冷却に必要な換気風量
3章  EXCELを使った伝熱計算手法
  1. 式のまとめ
    【問題10】iPADの消費電力限界値
  2. 電気・熱・流れは「回路」で解ける
  3. 熱回路網法による計算例
  4. 伝熱経路のモデル
    【問題11】多層材料の熱対策(1)
    【問題12】多層材料の熱対策(2)
    【問題13】熱回路網法の簡単な例題
    【問題14】非定常非線形熱解析問題
4章  電子機器の放熱経路と熱対策
  1. 機器の放熱経路
  2. 機器の放熱等価回路と熱抵抗
  3. 熱対策の分類
  4. 熱設計は「熱抵抗」を軸にして考える
  5. 最初に「熱抵抗」を決める熱設計手順
5章  温度測定と測定誤差
  1. 温度測定と誤差要因
  2. 熱電対の測定誤差とその対策
  3. 放射温度計の誤差とその対策
熱設計 解答集

【問題1】発熱体の大きさと発熱量・温 度の関係

【問題5】基板の実装位置と温度(解答1)

【問題5】基板の実装位置と温度(解答2)

【問題6】平板の置き方と放熱能力

【問題8】塗装をかけると何℃下がるか?

【問題9】冷却に必要な換気風量

【問題11】多層材料の夏対策(1)

【問題12】多層材料の夏対策(2)


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