Анализ назначения и объекта установки

Стр 1 из 4Следующая ⇒

Оглавление

1. Оглавление

2. Техническое задание на разработку конструкции

2.1 Введение

2.2 Основание для разработки

2.3 Источники разработки

2.4 Технические требования и условия эксплуатации

2.5 Стадия разработки

2.6 Исполнители

2.7 Сроки выполнения по этапам

3. Анализ технического задания

3.1 Анализ назначения и объекта установки

3.2 Анализ условий эксплуатации

3.3 Анализ электрической принципиальной схемы

3.4 Анализ элементной базы

4. Описание САПР, используемой при проектировании

5. Разработка интегрированной библиотеки компонент и электрической принципиальной схемы в системе P-CAD 2002

5.1 Выбор электрического соединителя

5.2 Установка фильтрующих конденсаторов

5.3 Порядок разработки библиотеки символов средствами P-CAD 2002

5.4 Порядок разработки библиотеки посадочных мест средствами P-CAD 2002

5.5 Порядок разработки библиотеки компонент средствами P-CAD 2002

6. Разработка конструкции модуля

6.1 Размещение цифрового модуля в конструкции 2-го уровня

6.2 Выбор способа закрепления модуля в конструкции более высокого уровня

6.3 Выбор конструкции цифрового модуля

7. Разработка печатной платы

7.1 Выбор компоновочной структуры и типа печатной платы

7.2 Выбор класса точности ПП

7.3 Выбор метода изготовления ПП

7.4 Расчет габаритов ПП

7.5 Размещение компонент на ПП

7.6 Определение толщины ПП

7.7 Выбор материала основания ПП

7.8 Расчет элементов печатного рисунка

7.9 Трассировка с помощью САПР

8. Разработка сборочного чертежа и спецификации

9. Поверочные расчеты

9.1 Расчет надежности

9.2 Расчет уровня стандартизации и унификации

9.3 Тепловые расчеты

10. Перечень используемых источников

цифровой автомат регулятор зажигание плата

2. Техническое задание

Введение

Настоящее техническое задание распространяется на разработку цифрового автомата – регулятора угла опережения зажигания, предназначенного для управления углом ОЗ в двигателе автомобиля и использования в составе приборов электронного контроля двигателя автомобиля, работающих во внутренних отсеках автомобиля на ходу в умеренном климате.

Основание для разработки

-наименование документов, на основании которых разрабатывается изделие:

ГОСТ 15150-69: Требования по климатическому исполнению.

-тема разработки:

Разработка цифрового автомата – регулятора угла ОЗ.

Источник разработки

Аналогов не имеет.

2.4 Технические требования и условия эксплуатации

-состав изделия:

Данная электронная схема включает в себя:

15 микросхем серии К155, 4 микросхемы серии К555, 1 микросхему серии К176, 16 конденсаторов, 32 резистора, 3 транзистора, 15 диодов.

-технические параметры:

Для питания микросхем используется постоянное напряжение 5В. Так как данные микросхемы являются маломощными (ток потребления одной микросхемой не превышает З0мА), дополнительное охлаждение печатного узла не требуется.

Исполнение микросхем возможно в пластмассовом, керамическом и стеклокерамическом корпусах. Диапазоны рабочих температур серий 155, 555 и 176:

- для пластмассовых: от -10 до +70°С

- для керамических: от -45 до +85°С

Минимальная рабочая температура пластмассового корпуса составляет -10 °С что не удовлетворяет условиям эксплуатации в умеренно-холодном климате, поэтому

необходимо использовать микросхемы с керамическими корпусами серии КМ155, КМ555.

Выберем резистор МЛТ, рабочий диапазон температур которого - 60°С...+120°С.

Конденсатор К50-40, транзистор КТ3102Б, диод КД522А также удовлетворяют заданным условиям эксплуатации. В качестве разъёма выберем СНО54-40/70x9Р-1-В с золотыми контактами (для предотвращения окисления в условиях умеренно - холодного климата). Диапазон рабочих температур такого разъёма составляет от -60 до +100°С, допустимые механические вибрации с частотой 1-2000Гц, перегрузки до 10g.

-требования к надежности:

P(t)=0, 99 за 24 часа

T₀=5 т.ч.

t₂=10 лет

-требования по стандартизации и унификации:

Показатели унификации и стандартизации - 75%.

-конструктивные требования:

Т.к. изделия может находиться в двигательном отсеке автомобиля, требуется защита от высоких температур и загрязнения. На габариты и способ крепления ограничения не накладываются.

-условия эксплуатации:

Климатическое исполнение: УХЛ

Группа объекта размещения: 3

-требования безопасности:

Отсутствуют.

-требования к упаковке, маркировке, транспортировке и хранению:

Транспортировка на всех видах транспорта на неограниченное расстояние, при погрузке, выгрузке требуется защита от ударов.

-требования к патентной чистоте:

Необходимо обеспечить патентную чистоту в России и странах СНГ.

Стадия разработки

Техническая документация с литерой " О"

Исполнители

Рогожин К. О.

Сроки выполнения по этапам

-разработка технического задания 4-я неделя семестра,

-выполнение схемы электрической и перечня элементов 6 неделя семестра,

-выполнение чертежа печатной платы, сборочного чертежа и спецификации -8 неделя семестра,

-выполнение пояснительной записки – 12 неделя семестра,

-защита курсового проекта 13-14 недели семестра.

3. Анализ технического задания

Анализ назначения и объекта установки

Устройство предназначено для управления углом опережения зажигания в двигателе внутреннего сгорания автомобиля. Оно относится к 7 группе видов размещения вычислительных средств на объекте, т.е. является портативным, предназначенным для длительной переноски и работающим на ходу. Устройство располагается в двигательном отсеке автомобиля, поэтому должно находиться в закрытом корпусе для защиты от грязи, влаги и др. внешних воздействий.

Анализ условий эксплуатации

Климатические факторы, воздействующие на изделие:

Рабочая температура, верхняя: нижняя:	+40º С -45º С
Предельная температура, верхняя: нижняя:	+45º С
Относительная влажность	80% при 20 градусах С 98% при 25 градусах С
Интенсивность дождя	3 мм\мин.

Параметры механических воздействий:

Воздействующий фактор	параметры	Значение
Вибрация на одной частоте	Частота, Гц.	20
	Ускорение q	2
	Время выдержки, час.	0, 5
Вибрация в диапазоне частот	Частота, Гц.	10-70
	Ускорение q	0, 25-1, 1
	Время выдержки, час.	4
Одиночные удары	Длительность.мс.	-
	Число ударов в 1 мин	-
	Ускорение, q	-
	Общее число ударов	-
Многократные удары	Длительность.мс.	50-10
	Число ударов в 1 мин	40-80
	Ускорение, q	10
	Общее число ударов	6000
падение	Высота, мм	750

По таблице определяем группу жёсткости для изделия: группа 2.

Воздействующий фактор	Группа жесткости печатной платы
Воздействующий фактор	1	2	3	4
Верхнее значение температуры, градусы Цельсия	55	85	100	120
Нижнее значение температуры, градусы Цельсия	-25	-40	-60	-60
Относительная влажность, в %	75	98	98	100

Исходя из воздействующих на конструкцию факторов определяем приоритеты при конструировании:

-надежность,

-механическая прочность, вибропрочность, вибростойкость,

-устойчивость к внешним воздействиям: пыли, туману, перепадам температуры, влажности и пр.

А нализ электрической принципиальной схемы

Электрические параметры схемы, которые необходимы при расчете элементов печатного монтажа:

-максимально допустимое падение напряжение: Up 10% от питания.

-максимально допустимый ток в статике и динамике: Imax, Imax d. Ток во время переключения логических элементов на порядок больше тока в статике. Для его расчета необходимо выявить в схеме максимальное количество одновременно переключаемых цифровых элементов, увеличить их ток потребления по сравнению со статическим режимом в 10 раз. Помехи, которые возникают в цепях питания и управления, как правило, определяются токами в динамическом режиме работы цифровых схем;

- максимально допустимое падение напряжения U_p = 10%

- максимальная тактовая частота F_max = 1024 Гц

- сопротивление изоляции 15 Мом

- максимальное напряжение 12 в

Анализ элементной базы.

№	Тип компонента	Символ на Э3	Конструкция, тип корпуса	Посадочное место
1	Резистор R
2	Конденсатор С
3	Кварц-генератор ZQ1
4	Транзистор
5	Диод VD
7	Микросхема DD1
8	Микросхемы DD2, DD3, DD7
9	Микросхемы DD4, DD8
10	Микросхема DD5
11	Микросхема DD6
12	Микросхемы DD9, DD10, DD11

Выбор конструкции модуля

В состав конструкции модуля 1-го уровня будут входить следующие элементы:

-монтажная плата,

-соединитель,

-компоненты,

-элементы закрепления модуля.

Т.к. плата не содержит теплонагруженных элементов, то дополнительное охлаждение не требуется, избыточное тепло выводится через крепежные элементы на корпус.

Разработка печатной платы

Выбор класса точности ПП

Конструктивная сложность и тактовая частота печатной платы невысоки, но в то же время условия эксплуатации довольно жёсткие. Объем выпуска ПП серийный. Выбираем 2й класс точности. Согласно 2-му классу точности:

- t = 0, 45 мм

- S = 0, 45 мм

- b = 0, 20 мм

- d/H = 0, 4

- ∆ t_v₀ (без покрытия) = +0, 10 мм

- ∆ t_v₀ (без покрытия) = -0, 10 мм

- ∆ t_n₀ (с покрытием) = +0, 15 мм

- ∆ t_n₀ (с покрытием) = -0, 10 мм

- T_t = 0, 10 мм

t - наименьшая номинальная ширина проводника,

S - наименьшее номинальное расстояние между проводниками,

b - минимально допустимая ширина контактной площадки,

d\H - отношение минимального диаметра контактной площадки к толщине платы,

(мм) – верхнее предельное отклонение ширины печатного проводника или контактной площадки от номинального значения,

(мм) - нижнее предельное отклонение ширины печатного проводника или контактной площадки от номинального значения,

- позиционный допуск на размещение проводника.

Указанные допустимые значения являются минимальными и их необходимо соблюдать в узких местах платы. На остальных участках ширина печатных проводников и расстояния между ними могут выполняться большего размера, чем указанный размер по данному классу.

Размещение компонент на ПП

Задача компоновки и размещения компонент на плоскости платы является сложной комбинаторной задачей, при решении которой конструктор должен предусмотреть:

-обеспечение наиболее простой трассировки,

-обеспечение требуемой плотности размещения,

-учет тепловых режимов,

-учет механических воздействий,

-обеспечение быстродействия,

-обеспечение технологических требований.

Формализованных алгоритмов, которые бы учитывали все требования, нет. В некоторых САПР, например SPECTRA, имеются алгоритмы для автоматического размещения, которые в основном используют критерий минимум суммарной длины связей. В САПР данная задача решается конструктором. Ниже приводятся рекомендации для конструктора, решающего данную задачу.

1.Компоненты, имеющие большое число внешних связей располагать ближе к соединителю.

2.Компоненты, имеющие большое число взаимных связей, устанавливать рядом.

3.Крупногабаритные компоненты устанавливать ближе к элементам крепления модуля.

4.Микросхемы по возможности располагать рядами с одинаковой ориентацией.

5.Дискретные компоненты располагать в ортогональных направлениях.

6.Выводы компонент располагать в узлах координатной сетки. Если шаг выводов компонента не соответствует шагу координатной сетки, то в узле располагается первый вывод компонента.

7.Теплонагруженные элементы располагать равномерно по площади платы.

8. Помехочувствительные компоненты не размещать рядом с компонентами, которые могут быть источниками помех.

9.Если схема содержит цифровую и аналоговую части, то следует их на плате по возможности разместить на разных участках, так как чувствительные аналоговые элементы, например, компараторы, могут ложно срабатывать при переключении цифровых схем.

10.Если схема содержит последовательные каскады, то целесообразно их размещать в той же последовательности.

11. При наличии в схеме информационных шин, компоненты подключаемые к этой шине, стараться расположить по возможному направлению шины.

12.Компоненты, требующие особых мест размещения, например, цифровые индикаторы, органы управления, устанавливаемые на печатной плате, должны быть строго привязаны к заданным координатам.

Компоненты необходимо размещать относительно равномерно по плоскости платы.

После размещения компонент может возникнуть необходимость в уточнении габаритных размеров ПП.

Определение толщины ПП

Устройство является быть портативным, предназначенным для длительной переноски и работающим на ходу. Поэтому необходимо увеличить жесткость платы, толщину платы возьмем 1, 5 мм.

Трассировка с помощью САПР

Бессеточный трассировщик P-CAD Shape-Based Router предназначен для интерактивной и автоматической трассировки многослойных печатных плат с высокой плотностью размещения компонентов. Особенно эффективен для компонентов с планарными контактами, выполненных в разных системах единиц измерения. Автотрассировщик обрабатывает печатные платы, имеющих до 30 слоев, до 4000 компонентов, до 5000 контактов в одном компоненте до 1000 цепей и до 16 000 электрических соединений в проекте.

Запускается программа или непосредственно из редактора P-CAD РСВ или автономно из среды WINDOWS (файл SR.EXE).

Настройка стратегии трассировщика производится после его запуска с помощью диалогового окна Options/Auto-Router.

Диалоговое окно имеет три закладки: Routing Passes, Parameters и Testpoints.

В закладке Routing Passes в областях Router Passes и Manufacturing Passes устанавливаются различные процедуры (проходы) трассировки:

В закладке Parameters устанавливаются параметры трассировки для различных слоев платы.

В закладке Testpoints задаются параметры генерации контрольных точек электрических цепей, в качестве которых могут использоваться существующие контактные площадки и переходные отверстия, появившиеся в результате трассировки.

Для каждой электрической цепи можно задать индивидуальный набор атрибутов, который будет использоваться при автотрассировке. Нужные атрибуты цепей устанавливаются в окне Net Attributes, которое вызывается командой Edit/Net Attributes.

В этом окне можно задать:

Display - режим отображения цепи на экран (True/False);

Priority — очередность автотрассировки цепей (до 20 цепей);

Length Minimize - режим минимизации длины конкретной цепи: None - нет требований к длине цепи, Min Dist - минимизация общей длины цепи, Daisy — сохранение последовательного соединения контактных площадок (стиль Daisy-chain), Horizontal — горизонтальная прокладка цепи (обычно используется для цепей " питание" и " земля", Vertical - вертикальная прокладка цепи (обычно используется для цепей " питание" и " земля" );

Route Action — стиль автотрассировки: Default — стандартный стиль автотрассировки (если печатная плата двухслойная, то стрингеры создаются только для планарных контактных площадок), Route — трассировка цепи без генерации стрингеров, No Route - запрет трассировки цепи, Locked - запрет перетрассировки ранее проложенной цепи, Fan Out/Route - предварительная генерация стрингеров для планарных контактных площадок (если таковые имеются) выбранной цепи, а затем ее трассировка, Fan Out/Plane -предварительная генерация стрингеров для планарных контактных площадок (если таковые имеются) выбранной цепи, без ее трассировки (для слоев " земли" и " питания" );

Route Layers - выбор слоев трассировки для конкретной цепи: Аll Routing - трассировка на всех сигнальных слоях, Тор - трассировка только на верхнем слое, Bottom - трассировка только на нижнем слое;

Width - ширина трассы конкретной цепи (по умолчанию всем трассам назначается ширина, определенная в поле Primery Trace Width закладки Parameters окна Autorouter Setup).

Перед началом трассировки рекомендуется выполнить команду Reports/Pre-Route Synopsis, которая кратко информирует о возможных будущих результатах трассировки (файл SR.RPT). При анализе файла пользователь принимает решение о начале трассировки или о частичном изменении параметров стратегии трассировки или параметров печатной платы.

По команде View/Density можно получить цветную графическую карту плотности трассировки печатной платы. На этой карте красным цветом обозначена наибольшая плотность трасс, голубым — наименьшая плотность. Если на печатной плате одно или несколько пятен красного цвета, занимающие более 10-20% площади печатной платы, то для успешной трассировки рекомендуется переразместить компоненты.

Ручная трассировка новых соединений или редактирование существующих трасс производится после выполнения команды Tools/ Manual route. Перед началом работы на печатной плате должны быть размещены компоненты и определены соединения между контактами компонентов по команде Place/Connection или загружена полученная ранее информация о соединениях командой Utils/Load Netlist. Необходимо проверить также наличие всех слоев для трассировки (в противном случае необходимо выполнить команду Options/Layers и настроить слои трассировки). Трассировка производится только в сигнальных слоях. При попытке использовать для трассировки несигнальные слои появляется сообщение об ошибке.

Трасса на печатной плате фиксируется щелчками левой кнопки мыши в местах начала трассы, ее изломов и конца трассы. В случае нарушения допустимых зазоров между объектами на печатной плате ошибка помечается маркерами (кружками) желтого цвета.

Переход трассы из одного слоя на другой с автоматической вставкой переходного отверстия производится нажатием на клавишу номера сигнального слоя. Клавиша L позволяет переключать сигнальные слои.

Для удаления последнего сегмента трассы в контекстном меню нажимается строчка Undo. Если нужно прервать трассировку в том месте, где находится курсор (при нажатой левой клавиши мыши), можно воспользоваться клавишей / (прямой слэш). Эта клавиша либо прерывает прокладку трассы, либо показывает кратчайший путь от прерванного места до контакта. Этот кратчайший путь называется оптимизацией частично выполненной трассировки, и этот режим включается флажком Optimize Partial Route команды Options/Configure.

В процессе выполнения ручной трассировки после нажатия на правую кнопку мыши появляется контекстное меню, которое позволяет выполнить следующие операции:

Exit - завершение прокладки трассы (трасса остается неразведенной);

Finish — автоматическое завершение трассы программой;

Lock - прекращение прокладки трассы (трасса остается недоразведенной).

Интерактивная трассировка выполняется с помощью набора команд меню Tools.

Autorowte Connection (автоматическая трассировка одного соединения) — пользователь последовательно, цепь за цепью, указывает порядок трассировки соединений.

Autoroute Net (автоматическая трассировка одной цепи) — после выбора нужной цепи будет произведена ее трассировка с соблюдением всех обусловленных ранее ограничений на трассировку указанной цепи.

Autoroute Component (автоматическая трассировка всех связей компонента) — выбор компонента производится указанием мышью на один из его выводов. Затем автоматически проводятся все цепи, инцидентные всем контактам выбранного компонента.

Autoroute Area (автоматическая трассировка в выбранной области) — необходимо очертить область печатной платы, после чего все соединения, начинающиеся или заканчивающиеся в этой области, будут проведены автоматически.

Для соединения контактов надо щелкнуть по контакту (или по электрической связи, проложенной ранее), к которому подходит нужная связь. От контакта к контакту будет проложена трасса с возможными переходами из слоя в слой.

При интерактивной трассировке выполняются заданные атрибуты цепей:

WIDTH - ширина трассы;

VIASTYLE — стиль переходного отверстия;

CLEARANCE - величина любого зазора;

PADTOPADCLEARANCE — зазор между контактами компонента;

PADTOLINECLEARANCE - зазор между контактом и линией трассы;

LINETOLINECLEARANCE - зазор между линиями трасс;

VIATOPADCLEARANCE - зазор между контактной площадкой и переходным отверстием;

VIATOLINECLEARANCE — зазор между контактной площадкой и линией трассы;

VIATOVIACLEARANCE - зазор между контактными площадками.

Если результаты трассировки не удовлетворяют пользователя, то можно выполнить следующие команды:

Unroute All Nets - удаление всех проложенных цепей.

Unroute Conflicts — удаление всех цепей, имеющих помеченные на печатной плате конфликтные точки.

Unroute Net — удаление всей трассы одной цепи.

Unroute Connections - удаление трассы, соединяющей две контактные площадки.

Unroute Segment — удаление сегмента цепи.

При интерактивной трассировке рекомендуется перед окончательным проведением цепи использовать команду Tools/Sketch Route. При указании на цепь подсвечивается вся электрическая цепь. Далее указывается один из контактов цепи и, не отпуская левую клавишу мыши, вычерчивается (неровной линией) предполагаемая трасса, которая после отпускания клавиши мыши проводится окончательно с соблюдением всех установленных правил трассировки.

Автоматическая трассировка производится после выполнения команды Tools/Start Autorouter в меню автотрассировщика P-CAD ShapeBased Router. В процессе трассировки в строке состояний отражается ход трассировки: название текущего прохода трассировки, число разведенных цепей и количество введенных переходных отверстий, наличие конфликтов и т. д.

Перед началом трассировки система выполняет анализ печатной платы и выбирает подходящую стратегию трассировки. В случае появления сообщения One or more connection cannot be routed (одно или более соединений не может быть проведено) проанализируйте текстовый файл *.LOG, внесите нужные исправления и начните трассировку заново.

На начальных этапах трассировки программа Shape-Based Router прокладывает трассы с нарушением технологических зазоров и даже с пересечением трасс на одном слое. Такие конфликты указываются на экране кружочками желтого цвета. На последующих проходах конфликты устраняются, а если это не удается сделать трассировщику, то результаты трассировки вместе с оставшимися конфликтами передаются в редактор РСВ Editor и редактируются самим пользователем.

Автотрассировку можно остановить по команде Tools/Pause Autorouter, возобновить по команде Tools/Restart Autorouter и прекратить по команде Tools/Stop Autorouter.

При автотрассировке возможно задание еще нескольких ее локальных режимов (для этого необходимо остановить процесс автоматической трассировки):

Autoroute Connection (автоматическая трассировкга отдельных фрагментов электрической цепи) - автоматическая трассировка производится при последовательном выборе того или иного контакта электрической цепи;

Autoroute Net (автоматическая трассировка всей электрической цепи) - выбирается любой контакт нужной электрической цепи, а затем вся цепь разводится в автоматическом режиме;

Autoroute Component (автоматическая разводка всех связей компонента) — автоматическая разводка производится после указания на любой контакт выбранного компонента;

Autoroute Area — автоматическая трассировка области, выбранной пользователем.

Для возвращения в программу P-CAD РСВ с целью просмотра результатов трассировки и возможного редактирования этих результатов выполняется команда Save and Return.

Поверочные расчёты

Расчет надежности

№	компонента	k1	k2	k3
1	Резистор	1, 46	2, 5	1	1	1, 5	0, 5*10^-8	2, 74*10^-8	8, 76* 10^-7
2	Конденсатор				1	1, 5	0, 8* 10^-8	4, 38* 10^-8	7, 01* 10^-7
3	Транзистор				1	1, 5	0, 2* 10^-7	1, 1*10^-7	3, 3* 10^-7
4	Диод				1	1, 5	0, 1* 10^-7	5, 48* 10^-8	8, 28* 10^-7
5	Микросхема				1	1, 5	0, 1* 10^-7	5, 48* 10^-8	6, 03* 10^-7

- Коэффициент k1, учитывает механические воздействия. Он определяется объектом размещения. Выбираем для объекта " портативное": 1, 07

- Коэффициента k2 зависит от максимальной температуры и влажности при которых эксплуатируется изделие. Он определяется в зависимости от температуры и влажности из таблицы в нашем случае 2, 5

- Коэффициент K3 зависит от высоты над уровнем моря и определяется по таблице. В этом проекте он равен 1.

Коэффициенты k1, k2, k3 для всех элементов одинаковы.

- Коэффициент k_ni нагрузки.

k_ni = Эр\Эдоп

Где Эр –рабочий параметр компонента. Находится путем расчета режима работы схемы.

Эдоп –допустимый рабочий параметр компонента. Находится по справочным данным для каждого конкретного компонента.

Если kn для отдельных элементов рассчитать не удается, то он принимается равным 1.

- Коэффициент зависит от k_ni и от температуры корпуса компонента. В общем случае эта зависимость сложная и нелинейная. Для учебных целей используем линейную зависимость и рассчитываем по формулам:

=1, 5* k_ni -при температуре корпуса компонента от 30 до 50 градусов Цельсия.

- В графе 7 указывается интенсивность отказов элементов , которая находится по справочникам. В связи со сложностью получения этих данных (Фирмы иногда эти данные не публикуют в открытой печати), берем значения из методического пособия.

- В графе 8 указываются интенсивности отказов компонент и элементов печатного монтажа с учетом условий эксплуатации и режимов работы.

определяется по формуле:

=k1*k2*k3* *

- В графе 9 записываются значения произведений , где n_i –число элементов указанных одной строкой таблицы.

Интенсивность отказов печатного блока будет определяться по формуле:

(1\час)

3, 34* 10^-6(1\час)

Наработка на отказ определяется по формуле:

Т₀ =1\ =3, 0*10⁵(час)

Вероятность безотказной работы за время t определяется по формуле:

Вероятность отказа за время t определяется по формуле:

t = 24часа

=0, 99954

=0, 00046

В ходе проверки оказалось, что схема соответствует изначальным требованиям с большим запасом надежности.

Тепловые расчеты

1) Находим мощность рассеваемую модулем.

Узел потребляет от источника питания напряжение 12В, ток 1мА, 0, 012 Вт

2) Находим площадь, через которую будет рассеиваться тепло. Печатную плату с установленными на ней компонентами условно представляем моделью в виде пластины и считаем, что площадь рассеивания равна двум площадям платы.

=2*(0.12 *0.15)=0, 036м²

где H и L - габаритные размеры платы.

Считаем, что тепло распределяется по поверхности платы равномерно (Если данное условие не выполняется, то площадь платы в расчете необходимо уменьшить до величины площади, занимаемой теплонагруженными компонентами).

3) Находим удельную мощность рассеивания на единицу площади:

P=0, 012/0, 036=0, 33 Вт/м²

4) По диаграмме Рис. 1 находим точку, характеризующую тепловой режим работы модуля и определяем зону, в которую она попала.

Рис.1.

5) Точка, характеризующая режим работы субблока находится в зоне 1, следовательно требуется естественное охлаждение.

Естественное охлаждение предполагает:

1. Обеспечение обтекания всех элементов конструкции

2. Теплонагруженные элементы располагаем ближе к элементам корпуса

3. Теплонагруженные элементы не располагаем под термочувствительным элементом

4. Использование перфорации на корпусе