JP2571321Y2 - Heat dissipation device for heating element - Google Patents
Heat dissipation device for heating elementInfo
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- JP2571321Y2 JP2571321Y2 JP7195292U JP7195292U JP2571321Y2 JP 2571321 Y2 JP2571321 Y2 JP 2571321Y2 JP 7195292 U JP7195292 U JP 7195292U JP 7195292 U JP7195292 U JP 7195292U JP 2571321 Y2 JP2571321 Y2 JP 2571321Y2
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本考案は電源装置等に使用される
電力用トランジスタやダイオード等の発熱する電子部品
をヒートシンクに装着する装置に係り、特に狭隘なプリ
ント基板に搭載される際に空間利用率を最適化する改良
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for mounting a heat-generating electronic component such as a power transistor or a diode used in a power supply device on a heat sink, and particularly to space utilization when mounted on a narrow printed circuit board. Improvements to optimize rates.
【０００２】[0002]
【従来の技術】本出願人は、実開昭６３−１７４４５７
号公報等で発熱素子用の放熱装置を提案している。図３
はこのような従来装置を説明する構成斜視図である。図
において、ヒートシンク２０はアルミ等の熱伝導率の高
い材料よりなるもので、ここでは下隅にはプリント基板
１０（図示せず）にネジ止めする取付け金具２２が設け
られている。ネジ穴２４は発熱素子３０やホルダ４０を
装着するためヒートシンク２０の表面に設けられてい
る。発熱素子３０は電力用トランジスタやダイオード等
の発熱する電子部品で、端子が３本設けられている。ホ
ルダ４０は発熱素子３０がヒートシンク２０に接触した
状態を保持するもので、図示しないネジによりネジ穴２
４に螺合させて行う。2. Description of the Related Art The present applicant has disclosed Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 63-174457.
Discloses a heat radiating device for a heating element. FIG.
FIG. 1 is a configuration perspective view illustrating such a conventional apparatus. In the figure, a heat sink 20 is made of a material having a high thermal conductivity such as aluminum, and a mounting bracket 22 for screwing to a printed board 10 (not shown) is provided at a lower corner here. The screw hole 24 is provided on the surface of the heat sink 20 for mounting the heating element 30 and the holder 40. The heating element 30 is an electronic component that generates heat, such as a power transistor or a diode, and has three terminals. The holder 40 holds the heating element 30 in contact with the heat sink 20.
4 and screwed.
【０００３】図４は図３の装置における放熱機構を説明
する熱抵抗図である。図において、ΔＴnjmaxは発熱素
子３０のジャンクションとヒートシンク２０間の許容温
度上昇、Δｔn(j-f)は発熱素子自身の熱抵抗と接触熱抵
抗の和による温度上昇、Δｔan(f)はヒートシンク許容
温度上昇、Ｔuは周囲温度である。この時、ヒートシン
ク２０の熱抵抗θfはヒートシンク許容温度上昇をヒー
トシンクにのる全熱量Ｐoで除した関係で表すことがで
きる。 θf＝Δｔan(f)／Ｐo (1) ここで全熱量Ｐoは、ヒートシンク２０に装着される数
個の発熱素子３０の各発熱量Ｐ1〜Ｐnを積算したもので
ある。 Ｐo＝Ｐ1＋Ｐ2＋・・・＋Ｐn[Ｗ］ (2) また第ｎ番目の発熱素子３０の許容温度上昇Δｔa(f)は
次式で表すことができる。 Δｔa(f)＝[Ｔjmax−Ｐn(θn(j-c)＋θn(c-f))]min (3) ここでＴjmaxは絶対許容温度上昇で、上述した許容温度
上昇ΔＴnjmaxと周囲温度Ｔuとの間には次の関係があ
る。 ΔＴnjmax＝Ｔjmax−Ｔu (4) 例えばＴjmaxが150[゜Ｃ]で周囲温度Ｔuが25[゜Ｃ]であれ
ば、ΔＴnjmaxは125[゜Ｃ]となる。またθn(j-c)は発熱
素子におけるジャンクション部から発熱素子表面への熱
抵抗を表し、θn(c-f)は発熱素子表面とヒートシンクと
の間の接触熱抵抗を表している。FIG. 4 is a thermal resistance diagram for explaining a heat radiation mechanism in the apparatus shown in FIG. In the figure, ΔT njmax is the allowable temperature rise between the junction of the heating element 30 and the heat sink 20, Δt n (jf) is the temperature rise due to the sum of the thermal resistance and the contact thermal resistance of the heating element itself, and Δt an (f) is the allowable heat sink. Temperature rise, Tu is the ambient temperature. At this time, the thermal resistance θf of the heat sink 20 can be expressed by a relationship obtained by dividing the rise in the heat sink allowable temperature by the total heat amount Po applied to the heat sink. θf = Δtan (f) / Po (1) Here, the total heat amount Po is obtained by integrating the respective heat amounts P 1 to Pn of several heating elements 30 mounted on the heat sink 20. Po = P 1 + P 2 +... + P n [W] (2) The allowable temperature rise Δt a (f) of the n-th heating element 30 can be expressed by the following equation. Δt a (f) = [T jmax −P n (θ n (jc) + θ n (cf) )] min (3) Here, T jmax is an absolute allowable temperature increase, and the allowable temperature increase ΔT njmax and the ambient temperature Tu described above. Has the following relationship: ΔT njmax = T jmax −Tu (4) For example, if T jmax is 150 [° C] and the ambient temperature Tu is 25 [° C], ΔT njmax becomes 125 [° C]. Θn (jc) represents the thermal resistance from the junction of the heating element to the surface of the heating element, and θn (cf) represents the contact thermal resistance between the surface of the heating element and the heat sink.
【０００４】[0004]
【考案が解決しようとする課題】ここで、ヒートシンク
２０の放熱面積は取り付けられた発熱素子３０のうち最
も許容温度上昇Δｔa(f)の低いものの設計要求値に適合
するように定められる。例えば二個の発熱素子ａ，ｂが
ヒートシンクに取り付けられている場合、発熱素子ａの
熱量Ｐ1はＸ[Ｗ]で許容温度上昇Δｔa1(f)はＹ[゜Ｃ]と
し、他方発熱素子ｂの熱量Ｐ2は0.2Ｘ[Ｗ]で許容温度上
昇Δｔa2(f)は0.5Ｙ[゜Ｃ]とすると、設計条件として低い
ほうの許容温度上昇Δｔa2(f)が問題になる。この場
合、ヒートシンクに必要とされる熱抵抗θfは(1)式より
次のようになる。 θf＝0.5Ｙ／(Ｘ＋0.2Ｘ）＝0.417Ｙ／Ｘ[゜Ｃ／Ｗ] (5) すると、ヒートシンク面積Ｓは次のように定められる。 Ｓ＝Ｋ／θf＝2.40ＫＸ／Ｙ (6) ここでＫは比例定数である。Here, the heat radiation area of the heat sink 20 is determined so as to conform to the design requirement of the lowest allowable temperature rise Δt a (f) among the attached heating elements 30. For example, if the two heating elements a, b are attached to a heat sink, heat P 1 of the heat generating element a is allowed by X [W] Temperature rise Δt a1 (f) is set to Y [deg C], other heating elements When heat P 2 of b 0.2X [W] at the permissive temperature rise Δt a2 (f) is a 0.5Y [deg C], allowable is the lower as a design condition temperature increase Δt a2 (f) becomes a problem. In this case, the thermal resistance θf required for the heat sink is as follows from the equation (1). θf = 0.5Y / (X + 0.2X) = 0.417Y / X [゜ C / W] (5) Then, the heat sink area S is determined as follows. S = K / θf = 2.40KX / Y (6) where K is a proportional constant.
【０００５】従って、複数の発熱素子間において熱損失
の差の大きなもの同士、或いは許容温度仕様範囲に大き
な差のある発熱素子同士の実装においては、単体にヒー
トシンクを設けて発熱する場合に比較してヒートシンク
が大型化していまい、実装上で好ましくない。他方回路
配置の都合などにより、単一のヒートシンクで複数の発
熱素子を冷却せざるをえない場合があった。本考案はこ
のような課題を解決したもので、各発熱素子の放熱を確
実に行いつつ放熱面積が最小化される多連止めのヒート
シンクを用いた発熱素子用の放熱装置を提供することを
目的とする。[0005] Therefore, when mounting a plurality of heating elements having a large difference in heat loss among a plurality of heating elements or between heating elements having a large difference in an allowable temperature specification range, compared with a case where a single heat sink is provided to generate heat. As a result, the heat sink becomes large, which is not preferable in mounting. On the other hand, a plurality of heat generating elements have to be cooled by a single heat sink in some cases due to the circuit arrangement. The present invention solves such a problem, and an object of the present invention is to provide a heat dissipating device for a heating element using a multi-stop heat sink that minimizes a heat dissipating area while reliably dissipating heat from each heating element. And
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
る本考案は、ヒートシンク２０に複数の発熱素子３０が
取り付けられる発熱素子用の放熱装置において、個々の
発熱素子の冷却に必要な放熱面積を有すると共に、各放
熱領域を熱絶縁穴を用いて連結するヒートシンクを有す
ることを特徴としている。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a heat radiating device for a heating element in which a plurality of heating elements 30 are mounted on a heat sink 20. And a heat sink for connecting each heat radiation area using a heat insulating hole.
【０００７】[0007]
【作用】本考案において、ヒートシンクは熱絶縁穴によ
り各発熱素子に対応する領域に区分されているので、こ
の各領域の放熱面積を対象となる発熱素子にあわせて定
めることによりヒートシンクの放熱面積が最小化され
る。しかも多連止めのヒートシンクを用いているので、
実装作業も容易になる。In the present invention, since the heat sink is divided into regions corresponding to the respective heating elements by the heat insulating holes, the heat radiation area of each region is determined according to the target heating element to thereby reduce the heat radiation area of the heat sink. Be minimized. And because it uses a multi-stop heat sink,
Mounting work is also easy.
【０００８】[0008]
【実施例】以下図面を用いて、本考案を説明する。図１
は本考案の一実施例を示す構成斜視図である。なお、図
１において前記図３と同一作用をするものには同一符号
を付して説明を省略する。図において、熱絶縁穴２６は
ヒートシンク２０に設けられたもので、これによりヒー
トシンク２０は放熱面積Ｓ1の領域と放熱面積Ｓ2の領域
に二分されている。連結部２８は熱絶縁穴２６で区分さ
れた放熱領域Ｓ1と放熱領域Ｓ2を構造的に連結するもの
で、その板厚方向の断面積Ａ1はヒートシンク２０の元
来の断面積Ａ2に比較して十分小さくしてある。各放熱
領域には各発熱素子３０が装着される。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. FIG.
FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, components having the same functions as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In the figure, the heat insulating hole 26 is provided in the heat sink 20, whereby the heat sink 20 is divided into a heat radiation area S 1 and a heat radiation area S 2 . The connecting portion 28 structurally connects the heat radiating region S 1 and the heat radiating region S 2 divided by the heat insulating hole 26, and the cross-sectional area A 1 in the plate thickness direction is equal to the original cross-sectional area A 2 It is sufficiently small compared to. Each heat generating element 30 is mounted in each heat radiation area.
【０００９】図２は図１の装置の放熱機構を説明する熱
抵抗図である。図において、θ1-2は連結部２８による
放熱領域Ｓ1と放熱領域Ｓ2との間の熱伝導等による拡が
り熱抵抗である。またｎ個の発熱素子をn-1個の熱絶縁
穴２６により区分してある場合に、ｎが３であるときは
θ2-nが放熱領域Ｓ2と放熱領域Ｓnとの間の拡がり熱抵
抗を表している。またθfnは放熱領域Ｓnの熱抵抗で、
この放熱領域Ｓnに取り付けられる発熱素子のヒートシ
ンク許容温度上昇Δｔan(f)と発熱量Ｐnを用いて次のよ
うに表せる。 θfn＝Δｔan(f)／Ｐn (7)FIG. 2 is a thermal resistance diagram for explaining the heat radiation mechanism of the apparatus shown in FIG. In the figure, θ 1-2 is the spread thermal resistance due to heat conduction or the like between the heat radiation area S 1 and the heat radiation area S 2 by the connecting portion 28. Spread between the hand when the n number of heating elements are divided by (n-1) thermal insulation holes 26, when n is 3 theta 2-n is a radiating area S 2 and the heat radiation region S n Indicates thermal resistance. The .theta.f n in the thermal resistance of the heat radiating area S n,
Expressed as follows by using the heat sink permissible temperature increase Δt an (f) and the heating value P n of the heating elements attached to the heat radiating area S n. θf n = Δt an (f) / P n (7)
【００１０】次に、前出と同一条件で放熱面積を比較す
る。まず、二個の発熱素子ａ，ｂがヒートシンクに取り
付けられて、発熱素子ａの熱量Ｐ1はＸ[Ｗ]で許容温度
上昇Δｔa1(f)はＹ[゜Ｃ]とし、他方発熱素子ｂの熱量Ｐ
2は0.2Ｘ[Ｗ]で許容温度上昇Δｔa2(f)は0.5Ｙ[゜Ｃ]と
する。この場合、発熱素子ａを担当する放熱領域Ｓ1の
熱抵抗θf1は(7)式より次のようになる。 θf1＝Δｔa1(f)／Ｐ1＝Ｙ／Ｘ[゜Ｃ／Ｗ] (8) すると、放熱領域Ｓ1の面積は次のように定められる。 Ｓ1＝Ｋ／θf1＝ＫＸ／Ｙ (9) 同様にして、 発熱素子ｂを担当する放熱領域Ｓ2の熱抵
抗θf2は(7)式より次のようになる。 θf2＝Δｔa2(f)／Ｐ2＝0.5Ｙ／0.2Ｘ＝2.5Ｙ／Ｘ (10) すると、放熱領域Ｓ2の面積は次のように定められる。 Ｓ2＝Ｋ／θf2＝0.4ＫＸ／Ｙ (11) よってヒートシンクの総面積Ｓ0は次のようになる。 Ｓ0＝Ｓ1＋Ｓ2＝1.4ＫＸ／Ｙ (12) すなわち、(6)式の場合に比較して42％減少することが
わかる。Next, the heat radiation areas are compared under the same conditions as described above. First, two of the heating elements a, b are attached to a heat sink, heat P 1 of the heat generating element a is allowed by X [W] Temperature rise Δt a1 (f) is set to Y [deg C], other heating elements b Calorie P of
2 is 0.2X [W] and the allowable temperature rise Δta2 (f) is 0.5Y [゜ C]. In this case, the thermal resistance θf 1 of the heat radiation area S 1 serving as the heating element a is as follows from the equation (7). θf 1 = Δt a1 (f) / P 1 = Y / X [゜ C / W] (8) Then, the area of the heat radiation region S 1 is determined as follows. S 1 = K / θf 1 = KX / Y (9) Similarly, the thermal resistance θf 2 of the heat radiation area S 2 that is in charge of the heating element b is as follows from the equation (7). θf 2 = Δt a2 (f) / P 2 = 0.5Y / 0.2X = 2.5Y / X (10) Then, the area of the heat radiating area S 2 is defined as follows. S 2 = K / θf 2 = 0.4 KX / Y (11) Therefore, the total area S 0 of the heat sink is as follows. S 0 = S 1 + S 2 = 1.4 KX / Y (12) That is, it is understood that the value is reduced by 42% as compared with the case of the equation (6).
【００１１】[0011]
【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば実
装上の制約により複数の発熱素子を同一のヒートシンク
で冷却する場合に、熱絶縁穴２６により各発熱素子の放
熱領域を絶縁して相互干渉を低減しているので、各発熱
素子に必要とされる放熱面積のみを各放熱領域に設けれ
ばよくヒートシンクが小型化される。小型のヒートシン
クを用いることで、材料費が低減化されるとともに、プ
リント基板に実装する際に配線パターンの自由度が増大
するという効果もある。As described above, according to the present invention, when a plurality of heat generating elements are cooled by the same heat sink due to mounting restrictions, the heat insulating holes 26 insulate the heat radiating areas of the respective heat generating elements. Since the mutual interference is reduced, only the heat radiating area required for each heat generating element needs to be provided in each heat radiating area, and the heat sink is miniaturized. The use of a small heat sink has the effects of reducing material costs and increasing the degree of freedom of wiring patterns when mounting on a printed circuit board.
【図１】本考案の一実施例を示す構成斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of an embodiment of the present invention.
【図２】図１の装置の放熱機構を説明する熱抵抗図であ
る。FIG. 2 is a thermal resistance diagram for explaining a heat radiation mechanism of the device of FIG.
【図３】従来装置の構成斜視図である。FIG. 3 is a configuration perspective view of a conventional device.
【図４】図３の装置の放熱機構を説明する熱抵抗図であ
る。FIG. 4 is a thermal resistance diagram for explaining a heat radiation mechanism of the apparatus of FIG.
２０ ヒートシンク ２６ 絶縁穴 ２８ 連結部 ３０ 発熱素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Heat sink 26 Insulation hole 28 Connecting part 30 Heating element
Claims (2)
取り付けられる発熱素子用の放熱装置において、 個々の発熱素子の冷却に必要な放熱面積を有すると共
に、各放熱領域を熱絶縁穴を用いて連結するヒートシン
クを有することを特徴とする発熱素子用の放熱装置。1. A heat radiating device for a heat generating element in which a plurality of heat generating elements 30 are mounted on a heat sink 20. The heat radiating area has a heat radiating area necessary for cooling each heat generating element, and each heat radiating area is connected by using a heat insulating hole. A heat radiating device for a heating element, comprising: a heat sink.
れる発熱素子の発熱量Ｐとヒートシンク許容温度上昇Δ
ｔa(f)若しくはこの放熱面積での熱抵抗θｆを用いて、 Ｓ＝Ｋ／θf＝ＫＰ／Δｔa(f) （Ｋ：比例定数） で定められることを特徴とする発熱素子用の放熱装置。2. A heat radiation area S according to claim 1, wherein the heat generation amount P of the heat generating element to be mounted and the heat sink allowable temperature rise Δ
S = K / θf = KP / Δta (f) (K: proportional constant) using t a (f) or the thermal resistance θf in this heat radiation area. apparatus.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7195292U JP2571321Y2 (en) | 1992-10-15 | 1992-10-15 | Heat dissipation device for heating element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7195292U JP2571321Y2 (en) | 1992-10-15 | 1992-10-15 | Heat dissipation device for heating element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0638251U JPH0638251U (en) | 1994-05-20 |
| JP2571321Y2 true JP2571321Y2 (en) | 1998-05-18 |
Family
ID=13475335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7195292U Expired - Lifetime JP2571321Y2 (en) | 1992-10-15 | 1992-10-15 | Heat dissipation device for heating element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2571321Y2 (en) |
-
1992
- 1992-10-15 JP JP7195292U patent/JP2571321Y2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0638251U (en) | 1994-05-20 |
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