3.4.1 Определение геометрических размеров печатной платы.

Чтобы определить геометрические размеры ПП необходимо учитывать:

1.X1=X2=Y1=Y2=δ , где δ-толщина печатной платы

2.Наличе разъемов

Из условий ТЗ печатная плата имеет прямоугольную форму , на ПП должны быть размещены РЭ и краевые поля показанные на рисунке 3.2

Y1

55

S∙q_s

32 6 32 322333

Х1 Х2 Y2

Рисунок 3.2

Расчет:

Х1=Х2= δ_пл =1.5мм

Размер по Х: L_х=L_плх+2 δ_пл=55+2∙1.5=58 мм

Y1=Y2=2мм

Размер по Y: L_y= L_плy+2Y= 32+2∙2=36мм

Нормальный ряд L_х +L _y = 60×40мм

Ожидаемая площадь для платы управления S_рэ=1770,39 мм²

Площадь платы по ТЗ S_пл= 2400 мм²

Все элементы смогут быть размещены на плате с выбранными геометрическими размерами

3.4.2. Расчет элементов печатной платы

Расчету подлежат диаметры монтажных отверстий и переходных площадок, минимальная ширина проводников на падение напряжений на проводниках, обусловленные сопротивлением проводников. Расчеты геометрических размеров элементов проводятся с целью коррекции изменения размеров элемента в процессе изготовления платы –техническая погрешность.

Выбор класса точности обусловлен, прежде всего элементной базой. Элемент с наименьшим расстоянием между выводами VD4 и оно составляет 2,54мм. Следовательно, оптимальным будет выбор 1класса точности.

1.Минимальный диаметр переходного отверстия d_по

d_по≥K_дт∙h_пл

h_пл – толщина ПП

h_дт=0,5 – отношение диаметра металлизированного отверстия к толщине платы, для ПП 1-го класса точности.

d_по≥0,5∙1,5=0,75мм.

2 .Диаметр монтажного отверстия:

d_мо≥ d_в+2h_r+Δ+δ_д

где d_в – диаметры выводов равные 0,53 мм.

h_r=0.05мм – толщина гальванического осаждения меди в отверстия,

Δ=0,5мм – необходимый зазор между выводом радиоэлемента и поверхностью отверстия,

δ_д=0,12мм – погрешность диаметра монтажного отверстия,

d_мо=1,25мм , выбираем d_мо =1,5 мм.

3.Минимальный диаметр контактной площадки:

где b_н=0,3мм – ширина пояска контактной площадки,

δ_о=0,07мм – погрешность расположения отверстия,

δ_кп=0,15мм – погрешность расположения контактной площадки,

δ_ф=0,06 – погрешность фотошаблона,

h_ф=0,05мм – толщина фольги,

d_кп=2,425 мм

4.Минимальная ширина проводника:

b_п.р ≥ t+ δ_ф +1.5∙h_ф=0,735, выбираем 0,75мм.

где t=0,6 ширина проводника соответствующая 1-му классу точности.

5.Минимальное расстояние между проводниками:

S=l_о.л -(b_п.р+2∙δ_с.п)=0,115мм.

где l_о.л=0,5мм – расстояние между осевыми линиями проводников, предусмотренное топологией печатной платы,

δ_с.п=0,05мм – погрешность смещения проводников.

4. Расчет показателей качества конструкции

ФЯ размещена в корпусе и закрепляется с помощью установочных элементов на направляющие блока. Поверхности корпуса и нагретой зоны приняты за изометрические с температурами t_к и t_з. Суммарную мощность источников тепла обозначим P,Вт. Тепло с поверхности нагретой зоны конвекцией σ_зк, теплопроводностью через элементы крепления σ_зт и излучением через воздушные промежутки σ_зл передаётся на стенки корпуса σ_ст. Передача тепла с корпуса окружающей среде t_с осуществляется за счет конвекции σ_кк и излучения σ_кл.

t_нз – температура нагретой зоны (температура на поверхности печатной платы);

t_с – температура окружающей среды;

t_вк – температура внутри корпуса;

t_к – температура корпуса;

σ_эк – конвективная проводимость нагретой зоны;

σ_зт – кондуктивная проводимость нагретой зоны;

σ_эл – лучевая проводимость нагретой зоны;

σ_ст – проводимость стенки корпуса;

σ_кк – конвективная проводимость корпуса;

σ_кл – лучевая проводимость корпуса.

Для расчета теплового режима необходимо перейти от реального изделия к тепловой модели. Тепловая модель показана на рисунке 4.1

2

1

3

Рисунок 4.1

1 – ФЯ , 2 – корпус ,3 – крепеж

Воспользуемся принципом электротепловой аналогии и перейдем от тепловой модели к тепловой схеме. Тепловая схема показана на рисунке 4.2

Рисунок 4.2

t_нз – температура нагретой зоны (температура на поверхности печатной платы);

t_с – температура окружающей среды;

t_вк – температура внутри корпуса;

t_к – температура корпуса;

σ_эк – конвективная проводимость нагретой зоны;

σ_зт – кондуктивная проводимость нагретой зоны;

σ_эл – лучевая проводимость нагретой зоны;

σ_ст – проводимость стенки корпуса;

σ_кк – конвективная проводимость корпуса;

σ_кл – лучевая проводимость корпуса.