電源設計において、スイッチングとリニアレギュレータの選択はどうすべきか？

方式選定の考え方は既に回答が付いていますので、ここでは熱的な検討結果
のみお知らせします。

例えば、銅箔(35μm）ベタパターンのサイズ□40×40基板の中央に発熱部品を
実装し、基板表裏ともに通風が確保されるような構造の時、
（放熱器を使わずに、基板の放熱性のみに頼った放熱設計の場合です）
実装部品から周囲までの熱抵抗はざっくり見積もって35K/W程度です。

発熱部品の発熱量をリニアレギュレータと仮定して、
（Vin－Vout）×Iout＝2.4Wとみると、　温度上昇は35K/W×2.4W＝84K

基板が収容される筐体内温度を50℃と考えると、発熱部品の動作温度（基板
実装部）の温度は、50℃＋84K＝134℃となります。ジャンクション温度は、半
導体パッケージ内の熱抵抗によって134℃より高くなりますので、最大定格を
超えてしまうでしょう。

発熱部品の発熱量をスイッチングレギュレータ（効率85%)と仮定して、
(１－効率)×Vout×Iout＝1.08Wとみると、　温度上昇は35K/W×1.08W＝38K
発熱部品の動作温度（基板実装部）の温度は、50℃＋38K＝88℃となります。
常識の範囲内の動作温度に収まるようです。（いくつもの仮定を重ねています
ので、実際の設計条件で検証は必要です。）

スイッチングレギュレータの場合、発熱部品は１個ではなく、スイッチ素子
ダイオード、コイルなどに分散されるので、上記計算より有利な方向です。

発熱部品が実装されるパターンを可能な限り広げて、基板からの放熱を確保
するように設計するのであれば、スイッチングレギュレータの場合は放熱器
なしの実装が成り立つ可能性ありとみました。

お礼

2009/08/18 08:49

ご回答有難うございます
放熱性も考えスイッチングレギュレータにて検討してみます
有難うございました

質問者

ざっくりと2.4Wとしても、放熱フィン無しではいずれの方式でも困難では？

この電源で、何をしようとしているのか？
方式の選択は、これで自ずと決まります
熱やコストは二次的な要素であって、負荷となる装置に適さない電源では意味がありません