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事例のご紹介1

熱解析・筐体設計・電源基板設計技術を活用した開発事例をご紹介します。

No.001 電源機器小型化の課題を解決する筐体・基板・熱設計

  • お客様

    某電源機器メーカー 様

  • 業種

    パワー半導体,電源,電装製品の製造及び販売

モジュール配置のイメージ
困っている人

■お困りごと

  • 電源機器に搭載する筐体や基板を設計したいが、製品内の熱や風の流れを考慮した部品配置に苦戦
  • 筐体だけではなくヒートシンク等の放熱部品配置、沿面距離や空間距離を仕様通り確保したい
  • 各設計プロセスに知見がありトータルな設計が出来る、専門会社の支援がほしい

当社の提供技術:筐体設計、基板設計、熱解析・熱設計

各プロセスで様々な技術を活用したトータルな設計をいたします。

それぞれの技術を活用したトータルな設計

それぞれの技術を活用したトータルな設計

  • 現状の製品サイズ・レイアウト構想において、必要な規格/仕様(熱、沿面距離、空間距離)を満たすように部品配置を行うと、要求仕様通りの基板レイアウト/筐体サイズにまとめることが不可能でした。そこで、当社から次の仕様変更を提案、技術提供しました。

    1.部品実装・配線面積の拡張(筐体設計)

    当初は基板内に実装することになっていた大型部品を、直接筐体に取り付ける仕様へ変更し、部品実装・配線面積の拡大を図った。
    →FAN用信号/電源/GNDを筐体内でケーブル配線し、一次回路と干渉させない設計とした。

    2.ヒートシンクの最適配置(熱解析/熱設計)

    冷却が必要な発熱部品やヒートシンクを基板内に詰めて配置していたが、1.の施策によりヒートシンクの基板内配置を回避、それにより確保できた隙間を効率的に使い、発熱部品からの放熱を解析、最適配置。ファンからの風流入も同時に確保し、温度上昇を要求仕様内に収めることに成功した。

    3.端子間距離の確保、調整(基板回路設計)

    高電圧回路内にて、選定した耐電圧部品の端子間距離が要求を満たしていなかったが、DIP部品として端子クリンチ、面実装部品直下に基板スリットの設置、またコネクタにおける中間端子抜きを提案。各部品の設置位置を調整し、沿面距離を確保に至った。

  • Before After
↓

これらの設計を3週間で実施。お客様との迅速・綿密な進捗確認、調整、データ交換(DXF、3D、Data)を行い、
各プロセスの検討待ち時間を作らないことでロスを削減し、短納期での設計完了を達成しました。

■設計物の概要

  • AC/DCインバータ
  • 筐体サイズ:254×220×50(mm)
  • 基板仕様:244×210×1.6mm、4層貫通、表層銅箔35μm/内層銅箔70μm
  • 入力電源:AC450V/7A 出力電源:DC255V/15A,DC24V,DC5V インターフェース:JTAG,CAN通信
  • 沿面距離:7.15mm 空間距離:2.7mm 部品数:約1000点 ピン数:約2200pin ネット数:約400

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