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熱抵抗経路計算機

この熱抵抗経路計算機は、半導体の接合部からケース、熱界面、ヒートシンクを通り、周囲空気へ至る熱の流れを扱います。3つの熱抵抗を°C/W、定常損失電力をWで入力すると、経路全体の熱抵抗と各区間の温度上昇を算出します。周囲温度も指定すれば、ヒートシンク、ケース、接合部の推定温度が得られ、熱設計を手早く確認できます。

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接合部から周囲までの経路を組み立てます

データシートには通常、接合部―ケース間の熱抵抗が記載されています。ケース―ヒートシンク間は熱界面材料の仕様や実装試験から、ヒートシンク―周囲間はヒートシンクの仕様から求めます。3つは同じ定常熱流が順番に通る区間なので、直列抵抗として加算できます。各抵抗を°C/W、電力をWで入力してください。本計算機は合計値だけでなく、各区間の抵抗に電力を掛け、パッケージ、界面、ヒートシンクが温度上昇に占める割合を示します。この内訳により、改善すべき場所を判断できます。たとえば界面抵抗がすでに小さく、ヒートシンク―周囲間が支配的なら、界面材料だけを改良しても接合部温度はほとんど下がりません。必ず同じ実装と運転条件に対応する値を用いてください。自然対流の仕様値と強制空冷の想定を混在させると、一貫した経路になりません。

温度上昇と各節点の温度を読み取ります

定常かつ一次元の熱流では、温度上昇は損失電力と熱抵抗の積です。式はΔT = P × Rθとなり、全温度上昇は電力に3抵抗の合計を掛けて求めます。区間別の値は、それぞれの場所で生じる温度差を表します。周囲温度を指定した場合は外側から内側へ計算し、周囲温度にヒートシンク―周囲の上昇を加えてヒートシンク温度を求め、次にケース―ヒートシンク、最後に接合部―ケースの上昇を加えます。これは平衡状態の推定であり、昇温曲線ではありません。電力と周囲条件が一定で、抵抗値が実装に適合することを前提とします。熱容量、過渡熱インピーダンス、端子や基板を通る並列経路、温度依存の電力、放射や風量の変化は含みません。メーカー上限に対して十分な余裕を確保してください。

入力値を選び、設計余裕を確認します

モデル対象でほぼ全入力電力が熱になる場合を除き、電気入力ではなく実際の損失電力を使用してください。レギュレーターなら、電圧降下と負荷電流の積に、必要な静止損失を加えて見積もります。接合部―ケース熱抵抗は、正しいパッケージと熱流方向の値を選びます。ケース―ヒートシンク熱抵抗には、パッド、グリース、絶縁材、締付圧、接触面積、固定方法を反映させてください。ヒートシンク―周囲熱抵抗は、向き、筐体、高度、風量、周辺面の影響を強く受けます。まず公称条件を計算し、続いて最大電力、最高周囲温度、保守的な抵抗値で再計算してください。結果をデータシート上限と信頼性目標に照らします。APIは1回$0.002で、ブラウザーでは候補をすばやく比較できます。理想区間として0は許容しますが、負の電力や抵抗は物理的に不適切なため拒否します。

活用例

ヒートシンクを選定します

パッケージと界面の抵抗に候補品の値を組み合わせ、想定電力での接合部温度を見積もります。

熱界面材料を比較します

ほかの条件を固定してケース―ヒートシンク抵抗を変更し、温度上昇への効果を確認します。

最悪条件の熱収支を確認します

最大電力、高い周囲温度、保守的な抵抗値を使い、設計余裕を評価します。

よくある質問

どの式を使用しますか？

RθJA,total = RθJC + RθCS + RθSAとΔT = P × RθJA,totalを使用し、各区間も同じ電力と個別抵抗の積で求めます。

入力単位は何ですか？

熱抵抗は°C/W、電力はWで入力します。°CとKの温度差は同じ大きさなので、K/Wも数値上は同等です。

周囲温度は必須ですか？

必須ではありません。3抵抗と電力で合計と上昇を算出でき、周囲温度を加えると各部の絶対温度も推定できます。

起動時やパルス負荷にも使えますか？

使えません。本モデルは定常用です。パルスや昇温には過渡熱インピーダンス曲線または熱RCモデルをご使用ください。

実測温度と異なるのはなぜですか？

実装、風量、向き、基板、測定法で熱抵抗が変わります。接触状態、並列熱経路、変動電力も影響します。

API計算の料金はいくらですか？

1回$0.002です。計算は決定的で、外部サービスには接続しません。

開発者向け — APIアクセス

このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。

エンドポイント

POSThttps://api.kit.forhosting.com/elec/thermal-resistance-stack

Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。

お使いのスタックから呼び出す

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/elec/thermal-resistance-stack \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"junction_to_case":1.2,"case_to_sink":0.3,"sink_to_ambient":4.5,"power":18}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/elec/thermal-resistance-stack", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "junction_to_case": 1.2,
    "case_to_sink": 0.3,
    "sink_to_ambient": 4.5,
    "power": 18
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/elec/thermal-resistance-stack",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "junction_to_case": 1.2,
    "case_to_sink": 0.3,
    "sink_to_ambient": 4.5,
    "power": 18
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/elec/thermal-resistance-stack", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"junction_to_case":1.2,"case_to_sink":0.3,"sink_to_ambient":4.5,"power":18}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"junction_to_case":1.2,"case_to_sink":0.3,"sink_to_ambient":4.5,"power":18}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/elec/thermal-resistance-stack", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

リクエスト例

{
  "junction_to_case": 1.2,
  "case_to_sink": 0.3,
  "sink_to_ambient": 4.5,
  "power": 18
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "elec.thermal_resistance_stack",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。

料金

1リクエストあたり$0.002

単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。

エラー

HTTP	コード	意味
`401`	`unauthorized`	APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。
`402`	`insufficient_balance`	残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。
`404`	`unknown_type`	指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。
`429`	`rate_limited`	リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。

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