大家好，我是解決方案開發課的武者。我的名字看上去很威武，但本人卻是性格溫厚的普通人。本稿是我首次在專欄中投稿，請大家多多關照。

今天的話題是不能采用常規方法的散熱器選型作業。
在某項工作中，需要考慮功率放大器的散熱器選型。所使用的功率放大器容量非常大，電流達到40A，功率則達到400W。
我的任務就是使用這款放大器，驗證在功率達到200W時能夠充分散熱的散熱器。

散熱器選型的條件

散熱器采用鋁合金材質的帶鳍片的散熱片。以下将散熱器稱為散熱片。安裝位置受到制約，其高度限制約為40mm。必須和使用風扇的強制空冷并用，實現功率放大器功率達到200W時所産生内部損失的散熱。
實際需要達到的狀态是，在25℃的環境溫度下，功率放大器的機箱溫度為70℃。另外，功率放大器采用的是散熱面一側帶銷的DIP型，大小為40mm×40mm。形狀略顯不規則，在安裝方面很是苦惱。

散熱片的選型

依據耗電量，連接點－外殼間的熱阻，外殼－散熱片間的熱阻，放大器的連接點溫度，環境溫度等計算散熱片熱阻。另外還涉及到通過風扇進行強制空冷的問題，因此結合冷卻風的特性數據，選擇了通用的散熱片。
最終，選擇的散熱片寬202mm×長200mm×高30m，基座厚度5mm（圖1）。

安裝功率放大器，在排出方向并排安裝4個風扇，然後加電。随着功率慢慢升高，當達到100W左右時，功率放大器的外殼溫度快要上升到70℃。
因此，考慮增加風量，提高靜壓，于是在相反方向的吹入方向追加了4個風扇。繼續慢慢升高功率，當達到120W左右時，外殼溫度又上升到了70℃左右。

這時，确認了散熱片的溫度分布情況（圖2）。從确認結果來看，隻有功率放大器附近溫度上升，這說明熱量沒有充分擴散。

為了進一步促進熱量擴散，使用散熱膏在散熱片上粘貼了高導熱的銅闆（圖3）。增加銅闆後，散熱效果改善了30W左右，但未能取得更大進展。

厚度發揮作用！

正在一籌莫展的時候，我接受了同事提出的建議，那就是增加基座厚度。于是準備了基座厚度為10mm的通用散熱片，這已經接近了高度限制的極限。
這是寬154mm×長200mm×高30m，基座厚度10mm的散熱片（圖4）。

我一度擔心，面積縮小後是否會出現什麼影響，但實際加電後發現，當功率達到200W時，溫度成功控制在70℃左右。好像是基座的厚度起到了擴散熱量的作用。
最終的結論是，發熱部分集中在很狹小空間範圍的情況下，增加基座厚度比擴大散熱片面積更有效果。我以前從未想過，基座厚度隻是增加5mm就會發生這麼大的變化。

在日常工作中并不僅限這件事，我以前也一直試圖理解案頭計算的設計與現實之間的差距，但這次有了更加真實的體驗。
特别是這種散熱設計對電子儀器來說是非常重要的規格。“在規格書上應該沒事”的想法是非常危險的。必須通過預備試驗等方式對實物進行确認。

其中，本次的實物如下所示（照片1）。僅供參考。