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ZEPマガジン

2025年9月23日号 　 [基板/実装/3Dプリンタ] [ノイズ/放熱対策]
熱対策ターゲットの絞り込み
定量的な放熱設計においては，全部品の外形寸法，消費電力，許容温度を把握し，周長や表面積を計算することで，部品ごとの放熱能力を数値化する
2025年9月22日号 　 [基板/実装/3Dプリンタ] [ノイズ/放熱対策]
高密度時代の熱対策技術
SoCやパワー・マネジメントICなど特定デバイスに発熱が集中する傾向が強まっており，1チップで300Wから400Wを消費するケースもある
2025年9月21日号 　 [基板/実装/3Dプリンタ] [ノイズ/放熱対策]
強制空冷時の放熱器の包絡体積
強制空冷時の放熱性能はヒートシンクの熱抵抗と包絡体積で評価できる．風速を上げれば必要な包絡体積は小さくなる一方で騒音が増えるため，風速と騒音のトレードオフを理解すべき
2025年9月20日号 　 [基板/実装/3Dプリンタ] [ノイズ/放熱対策]
間違いだらけの熱伝導シート選び
熱伝導シートは，熱伝導率が高ければよいと考えがちだが，熱抵抗や圧力特性によって実使用時の性能が大きく変わる
2025年9月19日号 　 [基板/実装/3Dプリンタ] [ノイズ/放熱対策]
冷却能力は熱流束÷熱伝達率
熱設計では，部品温度を直接の設計目標とするのではなく，熱抵抗と熱流束を指標にすることが重要
2025年9月18日号 　 [基板/実装/3Dプリンタ] [ノイズ/放熱対策]
設計目標は温度ではなく熱抵抗
熱設計に必要な条件は，許容温度，周囲温度，発熱量の3つ．これらを1つの値としてまとめたときに得られるのが目標熱抵抗
2025年9月17日号 　 [基板/実装/3Dプリンタ] [ノイズ/放熱対策]
初歩のヒートシンク設計 3つの熱抵抗を決める
ヒートシンクの設計を考えるときに重要なのは温度そのものではなく，目標熱抵抗を明確にすること
2025年9月16日号 　 [基板/実装/3Dプリンタ] [ノイズ/放熱対策]
放熱設計=熱抵抗設計
1701年にニュートンが提唱したニュートンの冷却法則は，物体が周囲に放出する熱量が温度差に比例するという経験式
2025年9月15日号 　 [基板/実装/3Dプリンタ] [ノイズ/放熱対策]
リボン・ケーブルの放射電界強度
平行なリボン・ケーブルに意図的にグラウンドを追加すると不平衡が上がり放射が低減される
2025年9月14日号 　 [基板/実装/3Dプリンタ] [ノイズ/放熱対策]
コモン・モード電圧の発生メカニズム
マイクロストリップ線路とツイスト・ペア線の結合部に生じる同相電圧は，差動モード電圧にインターフェース部での両線路の不平衡率の変化を乗じたもの
2025年9月13日号 　 [基板/実装/3Dプリンタ] [ノイズ/放熱対策]
差動が同相に変換される1つの条件
ディファレンシャル・モード信号がコモン・モードに変換されるのは，伝送線路の電気的な平衡度が変化した場合に限る
2025年9月12日号 　 [基板/実装/3Dプリンタ] [ノイズ/放熱対策]
誘電体の厚みと特性インピーダンス
基板材の比誘電率が高いほど，同じ配線構造でもインピーダンスは低くなる．信号伝搬速度や反射特性にも影響がある
2025年9月11日号 　 [基板/実装/3Dプリンタ] [ノイズ/放熱対策]
偶数次と奇数次の比較でわかる！ノイズ放射源の推定
クロック周波数の偶数次高調波が奇数次よりも強く現れる場合，電源バスを流れるCMOS貫通電流が主な原因
2025年9月10日号 　 [基板/実装/3Dプリンタ] [ノイズ/放熱対策]
電圧の遷移が速いほど高調波が大きい
ディジタル信号の遷移時間が短いほど高周波成分が強調され，高調波の振幅が大きくなる．10MHz，振幅3.3Vの場合，第5次高調波の実効値は数百mV程度になる
2025年9月9日号 　 [基板/実装/3Dプリンタ] [ノイズ/放熱対策]
ディジタル信号の高調波レベル計算
高調波のレベルの理解は基板のEMI対策に直結する．たとえば，振幅3.3Vのクロック信号の第1次高調波の振幅は，3.3Vに対しておよそ3分の2の約2.1V
2025年9月8日号 　 [基板/実装/3Dプリンタ] [ノイズ/放熱対策]
セラミック・キャパシタのESLの正しい理解
ESLはキャパシタ単体の固有値ではなく，キャパシタが接続される回路構成や電流ループによって大きく変化する
2025年9月7日号 　 [基板/実装/3Dプリンタ] [ノイズ/放熱対策]
基板が薄いならパスコンは位置より量が重要
電源層とGND層の間隔が小さい基板では，各キャパシタの位置精度はそれほど影響を与えない．重要なのは，大電流を引き出すIC付近に十分な数を配置すること
2025年9月6日号 　 [基板/実装/3Dプリンタ] [ノイズ/放熱対策]
高周波の磁界は銅配線に浸透する？
銅のように導電率が高い材料ほど，入射磁界を打ち消す渦電流と逆向きの磁界が生じるため，銅板や銅配線の内部には磁界が浸透しにくい
2025年9月5日号 　 [基板/実装/3Dプリンタ] [ノイズ/放熱対策]
並走2線間の容量と基板の厚み
相互キャパシタンスの減少は，容量性クロストークの低減に直結する．容量性クロストークは$C_{12}$に比例するため，基板厚を小さくすることで信号干渉を抑制できる
2025年9月4日号 　 [基板/実装/3Dプリンタ] [ノイズ/放熱対策]
往路電流と復路電流がつくる磁界
往路と復路の両者がそろってはじめて電流ループが閉じ，その周囲に磁界が生じる．往路と復路の配置は，磁界強度や放射ノイズの大小に直接関係する
2025年9月3日号 　 [基板/実装/3Dプリンタ] [ノイズ/放熱対策]
高速信号-裏面グラウンド間の電界に着目せよ
電界が強いほど基板内の寄生容量が増し，不要な結合やクロストークが生じる．高速信号を配線するときは，信号線の高さを無闇に下げすぎないようにする
2025年9月2日号 　 [基板/実装/3Dプリンタ] [ノイズ/放熱対策]
差動と同相 電流は2種類
ディファレンシャル・モード電流とコモン・モード電流を区別して理解することが，不要なノイズを抑える基板設計の必須事項
2025年9月1日号 　 [信号処理/セキュリティ] [電磁気/数学/統計/力学]
量子鍵配送プロトコルBB84の仕組み
量子計算機による暗号解読の脅威への対策の1つは，古典的な計算資源で解読が困難な耐量子暗号の研究．もう1つはBB84のように量子力学の原理に基づいて安全性を確保する量子通信
2025年8月31日号 　 [電源/電池/パワエレ]
フライバック・コンバータの回路設計事例
USB電源供給下での安全性と低リプル化を重視し，ポリスイッチやLCフィルタを用いて安定した出力を実現するフライバック・コンバータ設計事例
2025年8月30日号 　 [電源/電池/パワエレ]
電源用絶縁トランスの1次巻き数の計算と磁束密度
電流容量，巻き数，線径を満たした安全で効率的なフライバック・コンバータ用の絶縁トランスの設計事例
2025年8月29日号 　 [電源/電池/パワエレ]
電源用絶縁トランスのコア材質とエネルギ蓄積容量
トランスのコア材質とサイズは，必要なエネルギ蓄積容LI^2に応じて決める．扱えるエネルギ量には上限があり，1次インダクタンスと最大電流の積で求める
2025年8月28日号 　 [電源/電池/パワエレ]
フライバック・コンバータのスイッチング電流と電圧
フライバック・コンバータの出力電圧は，負荷で消費される電力とインダクタに蓄積されるエネルギのバランスで決まる
2025年8月27日号 　 [電源/電池/パワエレ]
絶縁型スイッチング電源の回路方式の超定番
絶縁型スイッチング電源の回路方式の超定番はフライバック方式．1次側SW ONのときトランスにエネルギを蓄え，OFFのときに出力側にエネルギを放出する

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