雷インパルス流入時のZnO 避雷素子発生熱のFDTD 解析

摘要

酸化亜鉛（ZnO）素子は，近年の小型化・省電力化された電子機器を，雷過電圧等から保護する目的で取り付けられる。しかし，ZnO 素子に仕様以上の大電流が流入すると，それによる発熱により劣化や故障する可能性がある。このため，雷電流流入時のZnO 素子の発生熱やその空間分布を解析することができれば有用である。本論文では，ZnO 素子に雷インパルス電流が流入した際の電磁界と発生熱をFDTD 法を用いて解析する。熱計算は，FDTD 法に熱伝導方程式に基づく熱計算ルーチンを組み込むことで実現している。ZnO 素子の非線形特性は，実測されたZnO 素子の電圧－電流特性を抵抗率－電界特性に変換した電界依存抵抗率を持つセル群で模擬する。