Серед обраних компонентів наявні такі, що мають наступні діаметри виводів: 0,46мм (CD4052BCM); 0,5 мм (3R4SC-B, 3G4SC-B, 3Y4SC-B, TLP627-4, MF-RX375, WH2-2); 0,559 мм (1N4148); 1,2 мм (MICRO-FIT-2P, MICRO-FIT -6P, MICRO-FIT -8P, MICRO-FIT -10P, MICRO-FIT -20P); 1 мм (PV38Z).
Всі перелічені розміри мають однаковий порядок і близькі за значеннями, тому згрупуємо їх та оберемо єдиний розмір монтажного отвору для кожної з груп.
Отже, нехай монтажні отвори першої групи радіоелементів мають розмір D=0,6 мм., другої - D=1,1 мм, третьої - D=1,3 мм.
При виробництві ДП для створення отворів використовується ряд стандартних розмірів свердел за СТ СЭВ 235 (1-1935).
Діаметр всіх монтажних отворів повинен бути більше мінімального, який розраховується за формулою:
,
де γ - відношення мінімального діаметру металізованого отвору до товщини плати (для 3-го класу точності γ=0,33), h – товщина ДП.
мм.
Для всіх монтажних отворів виконується нерівність.
Розрахуємо мінімальний діаметр контактної площадки навколо монтажного отвору для кожної з груп:
де d - діаметр виводу елементів;
- верхнє граничне відхилення діаметра отвору;
- верхнє граничне відхилення діаметра контактної площадки;
- нижнє граничне відхилення діаметра контактної площадки.
Для першої групи отворів:
=0,9 мм.
Для другої групи отворів:
=1,4 мм.
Для третьої групи отворів:
=1,6 мм.
Окремо для забезпечення електричного зв’язку передбачимо наскрізні (перехідні) металізовані отвори у шарі металізації діаметром d = 0,5 мм. та d = 1 мм.
4.3.4.2 Розрахунок друкованих провідників і відстаней між ними
Розрахуємо номінальне значення ширини провідника за формулою:
де - мінімальне значення номінальної ширини провідника, - нижнє відхилення ширини провідника.
Мінімальне значення номінальної ширини провідника:
де ρ- питомий електричний опір провідника (для міді ),
- довжина провідника, м;
- максимальний струм в провідниках кіл живлення ДП;
- максимальний струм в інших колах ДП;
=35мкм - товщина фольги ДП;
напруга живлення в колах живлення ДП;
В - напруга живлення в інших колах ДП;
Номінальне значення відстані між сусідніми елементами провідного рисунку, мм:
де - мінімальна відстань між провідниками, - верхнє відхилення ширини провідника.
Мінімальне значення номінальної ширини провідника становитиме:
1) Для кіл живлення:
2) Для інших кіл:
Номінальне значення ширини провідника становитиме:
Номінальне значення відстані між сусідніми елементами провідного рисунку:
4.3.5 Розрахунок маси
Розрахунок проводимо за формулою:
де - густина склотекстоліту, a, b, h – відповідно довжина, ширина та товщина ДП.
г.
Для розрахунку маси радіоелементів скористаємося даними таблиці 4.3.3
Масу друкованого вузла розраховуємо за формулою:
Конструктивно розроблений пристрій має вигляд алюмінієвого корпусу з жорстко закріпленою всередині друкованою платою. Проведемо аналіз теплового режиму розробленого радіоелектронного засобу (РЕЗ).
Бокові стінки пристрою мають отвори, тобто розроблений пристрій відноситься до РЕЗ у перфорованому корпусі.
Для проведення аналізу використаємо спрощену теплову модель за. Друкована плата (шасі) з розташованими на ній компонентами має горизонтальну орієнтацію і жорстко закріплена у корпусі з двох боків (останні дві сторони сперті на стінки корпусу). Таким чином конвективні потоки розвиваються тільки у верхньому напрямку, у нижньому відсіку (під шасі) конвекція практично відсутня (рух прошарків повітря затримується поверхнею шасі). При вертикальній орієнтації шасі висхідні та низхідні конвективні потоки розвиваються в обох відсіках. Через високу щільність компонування, променистий теплообмін між компонентами і корпусом РЕЗ пов’язаний лише з поверхнями, які безпосередньо зорієнтовані до корпусу. Теплова модель корпусу представлена на Рис.4.1.
Рис.4.1. Схематичне зображення розробленого РЕЗ (а), його теплова модель (б), теплова схема (в): 1 – корпус; 2 – шасі; 3 – елементи; 4 – нагріта зона. На рисунку позначено:
Р – потужність, яка виділяється в нагрітій зоні;
RЗК – тепловий опір нагріта зона-корпус РЕЗ;
RК – тепловий опір стінки корпусу;
RКС – тепловий опір корпус-середовище;
tЗ – температура нагрітої зони;
tКВ – температура внутрішньої поверхні корпуса;
tКН – температура зовнішньої поверхні корпуса;
tС – температура середовища.
Обравши найгірший випадок умов роботи пристрою, визначимо вихідні дані для терміналу:
· Термінал встановлений на транспортному засобі під панеллю приладів:
· Максимальна температура середовища tс=55°С;
· Максимальна напруга живлення Uж=35 В;
· Максимальний споживаний струм I=250 мА;
· Матеріал корпусу – алюміній;
· Характер навколишнього середовища – повітря.
· Тиск повітря Н1 = Н2 = 0,1 МПа;
· Коефіцієнт заповнення КЗ = 0,6;
· Габаритні розміри корпуса дорівнюють 135х70х30 мм.
Розраховуємо поверхню корпуса блоку за формулою:
Sк = 2∙[L1L2 +L1+L2)L3] =2∙(0,135∙0,07+(0,135+0,07) 0,03)=0,031 м2
Визначаємо умовну поверхню нагрітої зони за формулою:
Sз=2∙[L1L2+(L1+L2)L3Kз]=2∙(0,135∙0,07+(0,135+0,07) 0,03∙0,6)=0,026 м2
Визначаємо питому потужність, яка розсіюється корпусом блоку за формулою:
qк = РЗ/SК,
де РЗ=Uж·I= 1,32– максимальна потужність, яку споживають всі елементи пристрою.
qк = (12·110·10-3)/ 0,031 = 42,31 Вт/м2
Визначаємо питому потужність нагрітої зони за формулою:
qЗ = РЗ/SЗ = 1,32/0,026 = 50,21 Вт/м2
В загальному випадку перегрів корпусу визначається залежністю:
υ1=0,1472∙qк-0,2962∙10-3 qк2+0,3127∙10-6∙qк3,
де qк – питома потужність корпусу приладу, Вт/м2
υ1=0,1472∙42,31 -0,2962∙10-3∙42,312+0,3127∙10-6∙42,313= 5,72°С
Перегрів нагрітої зони визначається аналогічною залежністю
υ2=0,1390∙q3-0,1223∙10-3∙q32+0,0698∙10-6∙q33,
де q3 – питома потужність нагрітої зони, Вт/м2
υ2=0,1390∙50,21 -0,1223∙10-3∙50,212+0,0698∙10-6∙50,213=6,69°С
Зміна атмосферного тиску зовні корпусу впливає на перегрів корпусу приладу відносно температури навколишнього середовища, а в середині корпусу – на перегрів нагрітої зони відносно температури корпусу приладу. Виходячи з цього перегрів нагрітої зони в загальному випадку визначається як:
υз=υ1 КН1+( υ2- υ1) КН2·KП,
де перший доданок є перегрів корпусу:
υк=υ1 КН1,
коефіцієнт КН1 визначається тиском повітря зовні приладу:
КН1=0,82+1/(0,925+4,6∙10-5∙Н1),
а коефіцієнт КН2 залежить від тиску середовища у середині приладу та визначається за формулою:
КН2=0,80+1/(1,25+3,8∙10-6∙Н2),
де Н1 та Н2 – атмосферний тиск, МПа, зовні та у середині приладу відповідно.
Виходячи з цього маємо:
КН1=0,82+1/(0,925+4,6∙10-5∙0,1)=1,9
КН2=0,80+1/(1,25+3,8∙10-6∙0,1)=1,6
KП – коефіцієнт, який враховує перфорацію корпусу:
KП=0,82·0,32·(Sотв/Sпп),
де Sотв – плаща отворів на вході блоку, Sпп – площа поперечного перерізу порожнього блоку.
KП=0,06
υк=5,72 1,9=10,87°С
υз=5,72 1,9+(6,69-5,72)∙1,6·0,06=10,96°С
По отриманим значенням визначаємо перегрів повітря у приладі:
υп=0,5∙( υк +υз),
де υз – перегрів нагрітої зони.
υп=0,5∙(10,87+10,96)=10,92°С
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16
