現在のプロジェクトの1 つでは、D2PAKパッケージのMC7805を使用して、利用可能な24 VDC電源から5 Vのロジック電源を生成しています。回路に必要な電流は250 mAです。これにより、MC7805の消費電力は次のようになります。

$P=(24\ V-5\ V)*230\ mA=4.37\ W$

PCBは、MC7805を内部に持つ小さなプラスチックハウジングに組み立てる必要があります。配置は次のとおりです。

そのため、たとえばこれらのようなヒートシンクは使用できません。また、ハウジング自体の体積は非常に小さく、加熱されます。

この熱の問題を解決する最初の試みは、ビアをパッドに追加し、PCBの反対側に露出パッドを作成することでした。このように、私は住宅の外側の熱を放散したいと思います。MC7805の熱過負荷保護が約1分後に開始されたため、これでは十分ではなかったようです。

そこで、PCBの裏側にある露出パッドに小さなヒートシンクを追加しましたが、動作しているようです（ヒートシンクはまだかなり熱くなっています！）。

私の試行錯誤のアプローチに加えて、この熱設計をもう少しよく理解して最適化したいと思います（今のところ、接合部の温度はどうなるかは言えません。したがって、これがどれほど信頼できるかわかりません）。

私はすでに他のいくつかの質問を読みましたが、これまでのところまだ完全には明確ではありません（電力を電流、温度を電圧、抵抗を熱抵抗と考えても、熱設計は常に私を困惑させました...）_

したがって、この設計に関しては、いくつか質問があります。

• ビアを使用する場合、ビアのメッキは熱を伝導しますが、ビアホール内の空気は多少隔離されます。そのため、はんだが充填されていない場合、最上層から最下層までの熱抵抗を最小化するために、ビアの銅面積を最大化します。はんだ止めマスクを開いたままにしておくと、ビアははんだペーストで覆われ、リフローはんだ付け中に充填されます。最上層と最下層との間の熱抵抗を最小限に抑えるには、可能な限り「穴」領域を設けることが最善だと思います。この仮定は正しいですか？

• ジャンクションとボトムパッド間の熱抵抗を計算する「信じられないほど複雑ではない」方法はありますか？

• そうでない場合、この温度抵抗を何らかの方法で測定できますか（温度センサーを使用して？

• 上部パッドとD2PAKハウジングもいくらかの熱を放散します。（抵抗のアナロジーに従って）これらを並列に配置できますか？このシステムの熱抵抗ネットワークはどのように見えますか？

この熱設計をさらに最適化したいと思います。

私がすることはできません住宅やPCBのサイズを大きくします。

私がすることができないファンを追加します。

私がすることができない、トップ層のパッドのサイズを大きくします。

ボトムパッドのサイズを最大20 mm x 20 mmに既に拡大しています（上記の写真では、両方のパッドが15 mm x 15 mmであると記載されています）。

• 最適化できることはありますか？

わかりました、最初に熱工学のよい入門書を提供しようとするつもりです、あなたがそれにより良いハンドルを得たいと言うので。用語を理解し、いくつかの数学を見た時点であなたはそのように聞こえますが、真の直感的な理解はまだ発展していない、「あはは！」電球が消える瞬間はまだ起きていません。それは非常にイライラするポイントです！心配しないでください、あなたがそれを続けるなら、あなたはそれを手に入れるでしょう。

熱に関する最も重要な部分：

1.一方向の電気とまったく同じです。それでは、オームの法則を使用しましょう。

熱の流れは電流の流れに似ており、「戻り」はありません。熱は常に常に高いポテンシャルから低いポテンシャルに流れます。この場合、熱エネルギーである可能性。力は私たちの現在です。そして、便利なことに、熱抵抗は...抵抗です。

それ以外はまったく同じです。ワットはあなたのアンプ、あなたの電流です。そして実際、これは理にかなっています。ワットが増えると熱の流れが増えるからですよね？そして、電圧と同様に、ここの温度は相対的です。私たちはどの時点でも絶対温度について話しているのではなく、物事間の温度差、または電位差についてのみ話している。したがって、たとえば、10°Cの温度ポテンシャルがあると言うとき、それは単に、あるものが、私たちが話している他のものよりも10°C熱いことを意味します。周囲温度は「地面」です。したがって、これらすべてを実際の絶対温度に変換するには、周囲温度が何であれ、それを単純に追加します。

LM7805のような熱を発生するものは、定電流源として完全にモデル化されています。電力は電流であり、定電力デバイスのように機能し、絶えず4.4Wの熱を生成するため、4.4Aを生成する定電流源のようなものです。定電流源と同じように、定電力源は、電流/電力を維持するのに必要な温度まで温度を上げます（定電流源の電圧など）。そして、何が流れる電流を決定しますか？熱抵抗！

1オームは、1Aを通過させるために1ボルトの電位差が必要になると本当に言っています。同様に、単位はファンキー（°C / W）ですが、熱抵抗は同じことを言っています。1°C / Wは1Ωのようなものです。その抵抗に1ワットの熱「電流」を流すには、1°Cの温度差が必要です。

さらに良いことに、電圧降下、並列または直列の熱回路などはすべて同じです。熱抵抗が熱経路（「回路」）に沿ったより大きな全熱抵抗の一部にすぎない場合、熱抵抗全体で「電圧降下」（温度上昇）を見つけることができます。抵抗両端の電圧降下。並列抵抗の場合と同じように、1 /（1 / R1 .... 1 / Rn）を直列に追加できます。すべて例外なく動作します。

2.しかし、物事が熱くなるには時間がかかります！

オームの法則は実際には法則ではありませんが、もともとは天皇のモデルでしたが、後にキルヒホッフの法則のDC限界であることがわかりました。言い換えれば、オームの法則は定常状態の回路に対してのみ機能します。これは、サーマルにも同様に当てはまります。上記で書いたものはすべて、システムが平衡に達した後にのみ有効です。 つまり、電力を消費しているものすべて（一定の「現在の」電源）にしばらくそれをさせ、すべてが一定の温度に達し、電力を増減することによってのみ、相対的な温度が変化することを意味します。

これは通常、それほど長くはかかりませんが、瞬時ではありません。これは、物事が熱くなるのに時間がかかるからです。これは熱容量としてモデル化できます。基本的に、それらは「充電」に時間がかかり、熱い物体と冷たい物体との間で、平衡に達するまでに大きな温度差が見られます。ほとんどのオブジェクトは、少なくとも2つの直列抵抗（1つの熱接点ともう1つの接点、パッドの上下など）の間にコンデンサがあると考えることができます。これは、私たちが関心を持っているのは定常状態だけであるこのような状況では特に意味がなく、有用ではありませんが、完全を期すために言及したいと思いました。

3.実用性

私たちが熱を電流の流れと同一視している場合、それはすべてどこにも流れていますか？環境に流れ込んでいます。すべての意図と目的のために、私たちは通常、環境を巨大な無限のヒートシンクと考えることができます。それは、何ワットを押し込んでも一定の温度を維持します。もちろん、これはそうではありません。部屋は熱くなることがあり、コンピューターは部屋を確実に暖めることができます。ただし、5Wの場合は問題ありません。

ジャンクションからケースへ、次にケースからパッドへ、パッドからPCBの反対側のパッドへ、パッドからヒートシンクへ、最後にヒートシンクから空気への熱抵抗により、熱回路全体と追加されたすべての熱抵抗が形成されます。真の熱抵抗です。あなたが見ているグラフは、システム全体ではなく、システムのほんの一部の抵抗を見ているだけです。これらのグラフから、正方形の銅は1ワットを消費し、50°Cしか上昇しないと思うでしょう。これは、回路基板が魔法のように無限に大きく、ウォームアップしない場合にのみ当てはまります。問題のジャンクションは、回路基板よりも50°ほど熱くなりますが、回路基板を200°Cに加熱した場合はあまり役に立ちません。いずれにしても動作温度を超えました。

不幸な現実は、自然対流はものを冷やすのにかなりひどいということです。ヒートシンクには、対流冷却を高めるために多くの表面積があり、放射冷却を高めるために黒く陽極酸化されることがよくあります（黒い物体はほとんどの熱を放射しますが、光沢のある/反射性の物体はほとんど放射しません。暗くて黒いものは太陽の下でとても暑くなり、光沢のあるものはほとんど暑くなりません。それは両方の方法で機能します。しかし、ほとんどのヒートシンクは自然対流に対してかなり高い熱抵抗を持っていることがわかります。データシートを確認してください。多くの場合、ヒートシンクの熱抵抗は、ヒートシンク上を流れる特定の最小CFPMの熱抵抗です。つまり、ファンが空気を吹いているときです。自然対流が多くなります 熱性能が劣る。

接合部とヒートシンクの間の熱抵抗を維持することは比較的簡単です。はんだ接合の熱抵抗はごくわずかです（はんだ自体は少なくとも銅に比べて熱伝導性があまり良くありませんが）、銅は銀に次ぐ（少なくとも通常の非エキゾチックな材料の中で、ダイヤモンド、グラフェンなどはより熱伝導性が高いですが、Digikeyでは利用できません。回路基板のファイバークラスの基板でさえ、熱を伝導するのに完全にひどいわけではありません。良くありませんが、ひどいものでもありません。

難しい部分は、実際に環境に熱を放散しています。それが常にチョークポイントです。そして、エンジニアリングが難しい理由。個人的に、私は（特に）高出力DC / DCコンバーターを設計しています。効率はあなたが望むものでなくなり、あなたが必要とするものになります。DC / DCコンバーターを必要なだけ小さくするために、％の効率が必要です。これは、追加の廃熱を単に流すことができないからです。この時点では、個々のコンポーネントの熱抵抗は無意味であり、いずれにしても銅のスラブ上ですべて密に結合されています。モジュール全体が平衡に達するまで加熱されます。実際には、個々のコンポーネントは理論的に過熱するのに十分な熱抵抗を持ちませんが、バルクオブジェクトとしてのボード全体は、可能な場合ははんだがなくなるまで加熱できます。

そして、先ほど言ったように、自然対流はものを冷やすのに本当にひどいものです。また、主に表面積の関数です。そのため、銅のプレートと同じ回路面積の回路基板は、環境に対して非常に類似した熱抵抗を持ちます。銅は熱を全体にわたってより均一にしますが、グラスファイバーよりも多くのワットを流すことはできません。

それは表面積にまで及びます。そして、数字は良くありません。1 cm ^ cは約1000°C / Wの熱抵抗を表します。したがって、100mm x 50mmの比較的大きな回路基板は、50平方、それぞれ1平方センチメートル、および1000°C / Wの並列熱抵抗になります。そのため、このボードは周囲温度に対して20°C / Wの抵抗があります。したがって、4.4Wの場合、ボード上で何をするか、パッドのサイズ、サーマルビアなどは関係ありません。4.4Wは、そのボードを周囲温度の約88°Cに加熱します。そして、それを回避することはできません。

ヒートシンクが行うことは、多くの表面積を小さな体積に折り畳むことです。したがって、ヒートシンクを使用すると全体的な熱抵抗が低下し、すべてが熱くなりません。しかし、すべてがウォームアップします。優れた熱設計とは、ウィジェットから熱を除去するのと同様に、熱が流れる場所を誘導することです。

ヒートシンクとエンクロージャーのセットアップでかなり良い仕事をしました。しかし、あなたは間違ったことを心配しています。PCBを介してパッドの熱抵抗を計算する簡単な方法はありませんが、減少するリターンが激しくなる前に、ビア専用のパッドの面積の約17％しかかかりません。通常、1mmの間隔で0.3mmのビアを使用し、そのようにサーマルパッドを充填すると、得られる品質が得られます。そうするだけで、実際の価値を心配する必要がなくなります。1つのジャンクションではなく、システム全体が重要です。

接合部からより大きな回路基板への熱抵抗と、環境に熱を放出する表面の熱抵抗が高すぎるため、コンポーネントが過熱するという問題がありました。熱は、放散面の残りの部分に十分な速さで拡散できなかったか、できたかもしれませんが、十分に速く環境に放散するのに十分な面がありませんでした。LM7805からヒートシンクへの低インピーダンスの熱経路を提供することで、両方の可能性に対処しました。これにより、表面積が増え、熱を逃がすための余分な場所が多くなります。

もちろん、エンクロージャー、回路基板などは最終的にはまだ暖かくなります。電流と同様に、抵抗に比例するすべての経路をたどります。総抵抗を小さくすることで、熱「電流」源としてのLM7805はそれほど熱くなる必要がなく、他の経路はそれらの間でワット数（「電流」）を分割し、最小抵抗経路（ヒートシンク）は比例して取得されます暑い。ヒートシンクに優先的な熱経路を提供することにより、他のすべてをより低い温度に保ちます。しかし、それ以外のすべては、多かれ少なかれ、まだ助けになり、まだウォームアップに行きます。

したがって、特定の箇条書きの質問に答えるに は、ボトムパッドへのジャンクションの熱抵抗を測定する必要はなく、それが有用な情報ではないことを知る必要があります。それは何も変えないだろうし、とにかくあなたが持っているものを超えてそれを本当に改善することはできない。

このような多くの電力が消費される線形レギュレータを使用することはお勧めできません。PCBはヒーターのようになります。これは、5.52ワットの電力から1.15だけが有用な電力となり、20.8％の効率が得られることを意味します。それは恐ろしく低いです。

効率を上げられますか？はい、もちろん。110 / 230VACソースを使用した場合、変圧器でより適切なものに電圧を下げ、後で12VDCのように変換して入力として使用し、2.76ワットから1.15ワットを使用して41.7パーセントの効率を得ることができます。入力の電圧を下げると役立ちます。もちろん、低ドロップアウト（LDO）電圧レギュレーターと見なされたとしても、エネルギー的に非常に効果的ではないという事実を理解する必要があります。レギュレータの部品に電圧降下があるため、彼らはそうすることになっています。エネルギー損失が本当に低い場合にのみレギュレーターを使用し、高速なソリューションが必要になります。

私が見るように、24VDCソースをすでに持っているので、この提案はおそらくオプションではありません。それでは、スイッチングレギュレータを使用することを常にお勧めします。リニアテクノロジー、Maxxim、TIなど、多くのメーカーから提供されているものが非常に多くあります。それらのほとんどは、役に立つガイドとなるいくつかの回路図を添付しています。それらの多くは、さらに調整することなく機能します。データシートを適切に読み、コンポーネントが配置されるはずであるため、コンポーネントを配置することを確認してください。90％以上の効率が得られる可能性があります。

最適化できることはありますか？

考えすぎずに、約10 11 12 13が思い浮かびました。

1. サーマルパッドエリア
2. 接合部からケースまでの熱抵抗
3. 薄いPCB
4. 銅または銀充填ビア
5. サーマルエポキシ
6. MCPCB
7. 熱封止材
8. 裸の銅
9. ヒートスプレッダープレーン
10. ケース放射率
11. 通気孔
12. オリエンテーション
13. スイッチャー
    

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使用した熱線図でOn Semiを使用しているように見えます。
データシートを見るとき、最も重要な特徴は何ですか？

このデバイスには2つあります。

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サーマルパッドエリア

On Semi'sは、STSのサイズの73％と小さくなりました。

STS pad     12.20 x 9.75 = 118.95
ON Semi pad 10.49 x 8.38 =  87.9062 

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接合部からケースまでの熱抵抗

STSは、オンセミよりもサーマルパッドへの熱抵抗接合部が40％少なかった。

On Semi 5 C°/W
STS     3 C°/W  40% Less 

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薄いPCB

簡単にダブルまたはトリプルのサーマルビアの熱伝導率。

熱伝導率の式

d距離

PCBを薄く（距離を小さく）し、サーマルビアの熱伝導率を上げます。

ラミネート厚：0.003 "〜0.250"

現在のPCB厚0.062

0.031に下げるのに費用はかかりません。熱伝導率は2倍になります。

370HR PCB材料はFR4と同様に高温ですが、0.020の厚さで非常にリーズナブルなアップチャージで利用でき、3倍の導電性があります。

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銅および銀充填ビア

PCB製造業者は、しばらくの間、銅を充填したマイクロビアを行ってきました。
銅は空気よりも伝導性が優れています。

銅または銀

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熱エポキシ充填ビア

銅がベンダーおよびポケットブックで機能しない場合は、標準の熱エポキシでビアを埋めます。熱エポキシの伝導率は常に向上しています。

非導電性フィルの熱伝導率は0.25 W / mKですが、導電性ペーストの熱伝導率は3.5〜15 W / mKです。対照的に、電気めっきされた銅の熱伝導率は250W / mKを超えます。

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熱封止材

ボードを熱伝導性材料でカプセル化できます。空気よりも良い。Mean Wellは、これをHLGシリーズのような電源に行います。

1. アンダーフィルと封止材
2. 熱伝導性接着剤（1パートまたは2パート）
3. EMIシールドおよびコーティング
4. 電気または熱伝導性接着剤
5. 垂れ下がらない接着剤またはゲル
6. 導電性接着剤（エポキシECAまたはシリコーンECA）
7. 高性能エポキシ、例えば低CTEエポキシ
8. 低CTE接着剤
9. コンフォーマルコーティング、またはポッティングまたはカプセル化
10. 特殊用途向けのエポキシ接着剤、例えばLED用の光学エポキシ
11. サーマルギャップ充填材
12. 熱伝導性接着剤（1パートまたは2パート）
13. RTVシーラント、または熱硬化接着剤およびシーラント

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MCPCB

メタルコアPCB

誰かがアルミニウムPCBについて言及しました。銅PCBについては誰も言及していませんが、アルミニウムのPCB材料サプライヤーの一部は、アルミニウムの代わりに銅も供給しています。

固体銅

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裸の銅

サーマルパッドはHASLコーティングされています。むき出しの銅ではありません。

ほとんどの人が銅の酸化を心配しています。私は酸化が好きです。クレイジーと呼びますが、銅の放射率は約0.04です。これは、研磨された銅の場合、酸化銅は酸化アルミニウムと同じ0.78です。

銅パッドがどれだけ消散するかを計算します。

コンポーネントのワット数を入力すると、銅面積が温度を取得します。

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ヒートスプレッダープレーン

内部層を埋め込みビアとともに使用して、拡散プレーンを作成できます。サーマルビアの概念は、ヒートスプレッダーとして使用される内部層に依存しています

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ケース放射率

ケースは、高い熱伝導率と高い放射率を持つポリマーでできている可能性があります。

熱伝導性ポリマー

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通気孔

循環のためにPCBに穴を開けます。エンクロージャの通気孔。

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オリエンテーション

あなたの箱は逆さまです。

底面のヒートシンクは最悪です。サイドまたはトップの方がはるかに優れています。

この500ワットの受動冷却デバイス25.0” L x 15” W x 3” H
ヒートシンクをデバイスの上部に取り付けました。

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スイッチャー

これはリニアレギュレータの仕事ではありませんでした。スイッチャーを使用した場合、これらの問題は発生しません。誰かがスイッチャーを78xxサイズ以下のケースに入れたと思います。彼らはそこにあり、安価です。

SIMPLE SWITCHER $ 2.00 WITH SMALL10μHインダクタ
24V _で、5V、_うち、250ミリアンペア

BOM

Cin   TDK          C1005X5R1V225K050BC $0.10
Cout  MuRata       GRM31CR61A226KE19L $0.15
L1    Coilcraft    LPS4018-103MRB  $0.80
Rfbb  Vishay-Dale  CRCW0402383KFKED
Rfbt  Vishay-Dale  CRCW04022M00FKED
Rpg   Vishay-Dale  CRCW0402100KFKED
U1    TI           TPS62175DQCR  $1.00

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ファンなしの理由

ファンが好きな人はいません。どうして？

これは私の10のアイデアにカウントされません。

「自然対流は物を冷やすのに本当にひどい」理由は、空気の流れが必要だからです。そして、それは多くを必要としません。ほんの少しの空気の流れが物事を大いに改善します。

これらの小さな30db（A）ファンでいくつかの実験を実行している場合。1つは4.5 cfm、0.32ワット、直径40mmで、もう1つは13.2 cfm、0.34ワット、直径60mmです。

20ワット、13.2 cfmファンでLEDを実行する

61.2°C対44.6°Cファン付き

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上記のファンを90ワットのLEDでテストしていました。悪いことに、接続パッドがこれまでに2回溶けてしまいました。事は地獄を通り抜け、80ワットとして人生で始まりました。使用および乱用。

LEDは銅棒1 "x 0.125" x 12 "に取り付けられています。

LEDの上の銅棒の裏側にファンを置きます。

そのマスタード色のものは温度計です。

その電源は、熱エポキシでカプセル化されたものの1つです。最大600ワット、ファンなし。7年間の保証。

ところで、私はさまざまなサーミスタを試しましたが、カプセル化されたVishay NTCLGガラスが好きです。

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LEDの2番目の写真には赤い丸があり、そこには、いサーミスタがありますが、Phillips Luxeon Rebel LEDのサーマルパッドを指すのは丸です。そのボードに取り付けられているLEDはCree XPEです。円の下には、非常に悲しい形で火傷を負ったLuxeonがいます。

今では、このサーマルビアがボードコンセプトの反対側に貫通しているのでうまくいきません。これは、すべてのLEDメーカーが推奨するものです。何をすべきか言われるのは好きではありません。

あなたが見ることができるように私はとにかくそれをやった。

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PCB上のサーマルビア（青い円）

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これは、これらのサーマルビアの性能です。

最後の行ですべてを説明します。375 mAおよび129°C。

シアンの列は光合成の活性放射線です。最高の効率は、温度が3.5 PAR / Wで約45〜50°Cであるが、1アンペアの定格の1/10である100mAのみである場合でした。したがって、サーマルビアはそれをカットしません。

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ここにあるのは、私がそのすべてを手に入れたところです

抵抗が最小の経路は、ボードの背面を通りません。

PCBは薄く（0.31）、銅棒の下で見るのは困難です。ネジはサーマルパッドの大きなホールドを通過します。

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LEDのサーマルパッドは、大量の銅で上面にはんだ付けされています。2〜4オンスの銅パッドの熱抵抗は、サーマルビアを使用してFR4を通過するよりもはるかに小さくなります。

そこで、PCBを銅棒に取り付けます。ここに描かれている銅の棒は、厚さ0.62 "、幅0.5"です。私がテストしてきた多くの種類と厚さがあります。

これらは、Cree XP-E Deep Photo Red 655nmです。

それで終わりではありません。

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Luxeon Rebel ESロイヤルブルー450nm LEDを搭載したこれには、厚さ0.125インチのバーがあります。

最小抵抗の経路は...

したがって、抵抗が最小のパスは

• LEDサーマルパッドから
• PCB theramlパッドへ
• 銅棒に
• 丸い銅管に

はい、銅管、1/2 "水道管。

最も弱いリンクはPCBの銅パッドです。薄いです

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銅パイプの右側には、水で汲み上げられているチューブがあります。

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ウォータータワー

右側のライザーには、下部のリザーバーから上部の水タンクに水を送るチューブが含まれています。

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それは価値がありました？

350mAで燃焼した（129°C）ボードが700mA（Imax）で動作し、その上に結露が生じたとき、それは価値があったと思います。

周囲温度23°C、30ワットPCB、LEDケース温度21°C

熱構成の分析は、やや不完全なようです-特に銅と空気のインターフェースに関しては。

この問題は、抵抗分割器と同様に扱うことができます。ジャンクションと空気は電圧（たとえば70）で、電流は消費する必要のある電力（4.5）です。総合的な熱ソリューションは、15度/ワット以下を提供する必要があります。これは、ジャンクション銅1、銅1銅2、銅2空気の直列のすべての部品の合計です。

引用した図からわかるように、単純な銅プレーン上のデバイスは、プレーンを横切る熱の流れが大きくなり始めると、3W以上で動作するのに苦労します（より大きなプレーンでも）。これを計算するのは簡単ではありません。

シナリオでは、PCBの背面のみが熱を放散するのに効果的です（上面は平衡に達するまで時間がかかる場合がありますが、エネルギーの吸収は停止します）。裏面のみを考慮してください。0.5 Wがカバーを通過する可能性があります（これを並列ネットワークと見なします）が、抵抗が高くなり、すべてのコンポーネントが暖かく保たれます。

ヒートシンクを15度/ワット以上にする必要があることはすでにわかっています。パッシブラジエーターの意味をおおまかに理解するには、おそらく10度/ワットが空中からの出発点として適切です（対流気流が違いをもたらす可能性があります）。すでに、これはヒートシンクの表面が周囲温度より45度高いことを意味します。

ビアパッドの有効性を判断するには、PCBの両側間の温度降下を測定する必要があります。これはパッドの露出した端でも可能ですが、ヒートシンクの熱抵抗よりはるかに小さい可能性があります。おそらく2Wの電力レベルを目指していた場合、それは結果でより重要になりますが、何らかのヒートシンクが必要であることは既に知っています。

よくあるエラーの1つは、他の人のシミュレーションをシミュレートしたり見たりしないことです。PCBの銅熱伝導に基づく各設計は、最良の場合で約2 Wに制限されています。これは、銅の断面積が非常に小さいためです。シミュレーションでは、多数のビアを備えた巨大な銅パッドにもかかわらず、ホットエレメントの周囲のホットスポットのように見えます。

市販のヒートシンク製品をいくつか購入するか、アルミニウム（金属コアボード）PCBに行くことをお勧めします。いずれにせよ、戦略は空気接触面積を最大化すると同時に、ジャンクションとラジエーターの各ポイント間の「熱抵抗」を減らす（実際には熱伝導率を向上させる）ことです。

多くの質問を1つの投稿にまとめ、他の人が他の質問に対処しているので、部分的な回答をします。

そうでない場合、この温度抵抗を何らかの方法で測定できますか（温度センサーを使用して？

インターフェースを流れる熱を知っています（〜4.4 W）。別の答えが言ったように、システムが平衡化するのを待つと、PCB上面から出る熱はかなり低くなります。

ケースボードのインターフェースにできるだけ近いボードの上部にサーミスターを置きます。その下のボードの裏側にもう1つを置きます。これで測定できます$\Delta{}T$。

これで、少なくともおおよそ、ボードを1つで割ることで熱抵抗を見積もることができます。

あなたはすでにあなたの質問に対する答えを持っているので、「実用的な」解決策を提案したいと思います。
レギュレータをプラスチック製ハウジングの外側に置きます。この方法では、発生する熱はプラスチックハウジング内のコンポーネントに影響を与えず、通過する「障壁」が少ないため、より簡単に放散できます。