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第Ⅰ章 伝熱の基礎計算
1 概説 ～熱設計の基礎知識～
1.1 熱対策から熱設計へ
1.2 熱が電子機器に与える影響
(１) 部品の機能的障害
(２) 部品寿命の低下
(３)機械的障害
(４)化学変化の促進による障害
(５)人に対する障害
2 伝熱計算の基礎(１) ～熱の用語と基礎知識～
2.1 温度、温度差、温度上昇（℃、Ｋ）
2.2 熱と熱量（ジュール：Ｊ）
2.3 熱流量（Ｗ）と熱流束（Ｗ／ｍ２）
2.4 定常状態と非定常状態
2.5 熱容量（Ｊ／Ｋ）と比熱
2.6 熱伝導率と熱伝達率
2.7 熱伝導率と温度伝導率（熱拡散率）
2.8 熱抵抗と熱コンダクタンス
3 伝熱計算の基礎(２) ～熱伝導～
3.1 熱伝導のメカニズム
3.2 熱伝導の基本的計算
3.3 接触熱伝導の計算
3.4 広がりのある熱伝導の計算
3.5 熱抵抗の直列・並列合成
3.6 等価熱伝導率
4 伝熱計算の基礎(３) ～熱伝導の計算演習～
4.1 多層板の温度上昇
4.2 円管の温度上昇
4.3 半導体チップの熱抵抗
4.4 プリント基板の等価熱伝導率
4.5 金属の接触熱抵抗
5 伝熱計算の基礎(４) ～対流～
5.1 対流による熱移動
5.2 対流熱伝達率の表現に使われる無次元数
5.3 自然対流熱伝達率の計算
5.4 強制対流熱伝達率の計算
5.5 熱通過率
6 伝熱計算の基礎(５) ～対流熱伝達の計算演習～
6.1 平板からの自然対流伝熱量
6.2 平板からの強制対流伝熱量
6.3 壁面の熱通過による放熱量
7 伝熱計算の基礎(６) ～熱放射(輻射)～
7.1 ２面間の放射伝熱量
7.2 放射係数
7.3 形態係数
7.4 電子機器に適用する場合の簡略化
8 伝熱計算の基礎(７) ～放射熱伝達の計算演習～
8.1 平板からの放射伝熱量
8.2 形態係数の計算
9 伝熱計算の基礎(８) ～フィン効率の計算～
9.1 フィン効率
9.2 フィン効率を考慮した放熱量の計算
10 伝熱計算の基礎(９) ～過渡熱応答の計算～
10.1 加熱・冷却時の温度変化
10.2 温度上昇時間の計算
11 流れの基礎(１) ～換気による放熱量の計算演習～
11.1 換気による熱輸送量
11.2 機器内部空気温度上昇の予測
12 流れの基礎(２) ～圧力損失と通風抵抗～
13 流れの基礎(３) ～通風抵抗の計算演習～
第Ⅱ章 電子機器の放熱経路と熱計算
1 電子機器の放熱経路
1.1 放熱経路を構成する熱抵抗
1.2 通風孔からの放熱（換気ルートの熱抵抗）
1.3 熱対策の分類
2 電子機器筐体の熱計算式の導出
2.1 筐体の簡易熱計算手法
2.2 筐体の温度計算式の導出
2.3 筐体内部温度上昇計算式
3 強制空冷機器の熱計算式
3.1 強制空冷機器に必要な換気風量の計算
3.2 ファンをつけた場合の実効風量の予測
3.3 機器内部風速の計算
4 日射受熱筐体の温度計算
4.1 日射量の計算
4.2 日射を受ける機器の温度上昇計算
5 電子機器筐体の熱計算演習
5.1 密閉筐体内部温度の計算演習
5.2 自然空冷通風筐体の計算演習
5.3 強制空冷筐体の計算演習
5.4 強制空冷機器の通風孔面積の計算
5.5 騒音を考慮したファン選定
6 日射受熱による温度上昇計算演習
第Ⅲ章 電子部品の熱計算
1 電子部品・ユニットの熱計算
1.1 部品の温度上昇計算
1.2 部品温度上昇計算式の使用方法と精度
1.3 半導体部品のジャンクション温度の推定
1.4 パルス発熱部品
1.5 コンデンサの消費電力と内部温度上昇
1.6 モータの温度計算式
1.7 ブロック形状物の温度計算式
1.8 トランスの温度計算式
2 電子部品単体の熱計算演習
2.1 電子部品の定常温度計算
2.2 電子部品の過渡熱応答計算
2.3 パルス電力印加時のジャンクション最高温度計算
2.4 ブロック形状物の温度計算演習
3 プリント基板および実装部品の熱計算
3.1 単体プリント基板の温度上昇概算
3.2 プリント基板の等価熱伝導率
3.3 プリント基板の放熱能力推定
3.4 配線パターンからの放熱量
4 プリント基板および実装部品の熱計算演習
4.1 単体プリント基板の温度計算演習
4.2 プリント基板の等価熱伝導率計算演習
4.3 配線パターンを考慮した部品の温度計算演習
4.4 ヒートスプレッドと最適サーマルビア本数計算演習
5 プリント基板シエルフの熱計算
5.1 自然空冷シエルフの温度計算
5.2 自然空冷シエルフに実装された部品の温度計算
5.3 強制空冷シエルフの温度計算
5.4 強制空冷シエルフに実装された部品の温度計算
6 プリント基板シエルフの熱計算演習
6.1 自然空冷シエルフの温度概算演習
6.2 自然空冷シエルフに実装された部品の温度計算演習
6.3 強制空冷シエルフの温度計算演習
6.4 強制空冷シエルフに実装された部品の温度計算演習
7 筐体内部に実装された部品の温度計算
7.1 自然空冷筐体に実装された部品温度推定の考え方
7.2 自然空冷筐体に実装された部品の温度演習
7.3 強制空冷筐体に実装された部品の温度演習
8 ヒートシンクの温度計算
8.1 ヒートシンクに必要な熱抵抗の計算
8.2 必要なヒートシンクの包絡体積の見積
8.3 自然空冷ヒートシンクのフィン枚数計算
8.4 自然空冷ヒートシンクの性能計算
8.5 自然空冷ヒートシンクの設計演習
9 筐体を放熱器として使用する
9.1 部品を筐体に接続した場合の温度予測演習
9.2 筐体の材質による放熱効果の差
9.3 部品と筐体との間の接触熱抵抗
第Ⅳ章 熱回路網法によるシミュレーション
1 熱回路網法の基礎
1.1 熱計算基本式と熱抵抗
1.2 熱回路網法の特徴
1.3 節点方程式 ～熱回路網法の基礎式～
1.4 熱回路網法の解析手順
1.5 熱コンダクタンスの計算
1.6 数値計算
2 ＥＸＣＥＬによる熱回路網法プログラム
2.1 定常熱回路網法ＶＢＡソースコード
2.2 定常熱回路網法ソフトの使用例
3 熱回路網法モデルの作成方法
3.1 伝導・対流・放射によって放熱を行う発熱ブロック(１)
～熱伝達率を固定値としたモデル～
3.2 伝導・対流・放射によって放熱を行う発熱ブロック(２)
～熱伝達率を固定値として分割を細かくしたモデル～
3.3 伝導・対流・放射によって放熱を行う発熱ブロック(３)
～熱伝達率を計算式で求めるモデル～
3.4 伝導・対流・放射によって放熱を行う発熱ブロック(４)
～熱伝達率の非線形性を考慮したモデル～
4 熱回路網法演習
4.1 筐体内の部品のジャンクション温度
4.2 筐体内の部品の熱対策シミュレーション
5 EXCEL熱設計計算ソフト
5.1 熱回路網ソフト(Nodalnet)
5.2 熱設計プロセスナビゲータ(Thermocalc) |
