死ぬよりクールな方がいい

電源の寿命に温度が重要な役割を果たす事実は、アレニウスの方程式で証明されます。スウェーデンの化学者、Svante Arrhenius が 1889 年に化学反応速度と温度との関係を計算するために開発した方程式です。電子部品の故障の多くは化学物質が原因であるため（腐食、リーク電流、拡散、マイグレーション効果など）、高い周囲温度や動作温度は、通常、電源の早期故障につながる最も過酷なストレス要因になります。


すべての電源は熱を発生します。これは、内部の電力損失によって引き起こされますが、この電力損失は効率と負荷に依存します。効率が高ければ内部の電力損失は少なくなり、同様に出力電力が低ければ内部の熱損失は少なくなります。したがって、電源装置内部の損失電力量は、次の簡単な式から求めることができます。

内部の熱を放散できない（周囲に吸収される）と、熱暴走が発生し、電源の破壊につながる可能性があります。電源の過熱を避けるために、周囲温度が高いときには出力電力をディレーティング（低減）する必要があります。例えば、以下のディレーティング図は、この電源が周囲温度68℃まではフルパワーを供給できるが、周囲温度+85℃での動作ではフルロードの55%に制限しなければならないことを示しています。


微分 Q-dot は単位時間当たりの熱伝達率、h は熱伝達率、A は表面積、T_rise は内部電力損失による温度上昇分を表しています。

同じ温度上昇と表面積であれば、風量を大きくすることで熱伝達率hが向上し、熱伝達率の上昇につながります。上記の例では、自由空気自然対流（風速0m/s）で+68℃からディレーティングが始まりますが、同じ電源で強制風速2m/sでは+85℃、強制風速3m/sで+90℃以上ではフルパワーを発揮することができます。

なお、このディレーティング図は計算結果であることを申し添えます。消費電力が出力負荷や入力電圧に対して一定であること（事実ではない）、熱インピーダンスが任意の風量に対して一定であること（これも事実ではない）を前提として計算されているため、グラフは直線になっています。

ディレーティングを計算ではなく実測定した場合、その結果はディレーティング曲線となります。





風量を段階的に増加させ、部品の温度を監視します。すべてのホットスポットが臨界温度以下になるよう、出力パワーを自動制御します。



各試験のデータをコンピュータに記録し、各風量ステップでの熱伝達率（出力電力1Wあたりの温度上昇値：℃/W）を計算し、熱係数の測定値に基づいて正確なディレーティンググラフを自動的にプロットします。