5.4.1.1 Расчет теплового режима резисторов

Расчет теплового режима резисторов R9. Значения q, r, h при l=1,2 мм, b=0,4 мм:

h=0,6+0,1=0,7 мм

q=1,2/(2∙0,7)=0,86

r=0,4/(2∙0,7)=0,29

По полученным данным находится значение функции (q,r) :

(q,r)=0,42.

По выражениям (5.2), (5.4) вычисляем значения R_T и R_Tэфф:

R_Tэфф=0,421527,78=641,7

Нормальный тепловой режим элементов обеспечивается при выполнении условия [1]:

T_э=Т_сmax+_к+_э< Т_{max доп}, (5.5)

где Т_сmax – максимальная температура окружающей среды в процессе эксплуатации: Т_сmax=55^оС;

_к – перегрев корпуса относительно температуры окружающей среды;

_э – перегрев элементов за счет рассеиваемой мощности;

Т_{max доп} – максимально допустимая рабочая температура. Т_{max доп} для рассчитываемых резисторов 125°С

Перегрев корпуса относительно температуры окружающей среды:

_к=P_R_к, (5.6)

где P_ – суммарная мощность, рассеиваемая ИМС; P_ = 0,1Вт

R_к – тепловое сопротивление корпуса.

Тепловое сопротивление корпуса:

R_к=1/(S_T), (5.7)

где  – коэффициент теплопередачи, Вт/(м²^оС);

S_T – площадь теплового контакта корпуса с теплоотводом;

=310³ Вт/(м²^оС).

R_к=1/(310³141,110^-6)=2,36

_к=0,10262,36=0,24 ^оС

Перегрев элементов за счет рассеиваемой мощности:

_э=P_э R_Tэфф, (5.8)

где P_э – мощность элемента, Вт

_э=0,0064641,7=4,1 ^оС

T_э=55+0,24+4,1=59,35 ^оС<125 ^оС

Дальнейший тепловой расчет резисторов проводится аналогично расчету, приведенному выше. Данные по тепловому расчету резисторов приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 – Расчетные данные по тепловому расчету резисторов.

	q	r	RT,	RTэфф,	(q,r)	э, оС	Tэ, оС
R1	0,64	0,32	1810,70	742,39	0,41	2,24	57,49
R2	0,68	0,57	964,91	501,75	0,52	1,16	56,40
R3	0,89	1,71	244,44	190,67	0,78	0,99	56,23
R4	0,89	1,71	244,44	190,67	0,78	0,99	56,23
R5	0,68	0,57	964,91	501,75	0,52	0,40	55,64
R6	0,68	0,57	964,91	501,75	0,52	0,40	55,64
R7	0,68	0,57	964,91	501,75	0,52	0,40	55,64
R8	0,64	0,32	1810,70	742,39	0,41	2,24	57,49
R10	0,68	0,57	964,91	501,75	0,52	1,16	56,40
R11	1,29	0,25	1164,02	325,93	0,28	3,01	58,26
R12	1,29	0,25	1164,02	325,93	0,28	3,01	58,26

Определим максимальную температуру резистора с учетом наихудшей ситуации – 2 наиболее тепловыделяющих элемента расположены рядом друг с другом. Из таблицы 5.1 выбрали резисторы R8, R11.

Максимальная температура резистора при описанном выше условии определяется по следующей формуле:

, (5.9)

Подставив числовые значения в формулу 5.9, получим:

^оС<125 ^оС.

Найдем температурную погрешность, а затем полную относительную погрешность изготовления пленочного резистора и сравним ее с допустимым значением. Подставляем значения в формулу (4.3):

.

Подставляем значения в формулу (4.12):

Таким образом, даже при наихудшей ситуации, когда 2 наиболее тепловыделяющих резистора расположены рядом, резисторы находятся в работоспособном состоянии.