Тепловые расчеты
•Соотношения для перечисленных величин в случае теплоотвода в устоявшемся режиме совершенно аналогичны закону Ома для участка цепи, что облегчает запоминание модели для тех, кто знаком с электротехникой:
-
•При этом термическое сопротивление описывает способность какого-либо
объекта препятствовать распространению теплового движения молекул, то есть препятствовать передаче тепла
•Термическое сопротивление зависит от геометрии объекта и теплопроводности материала, из которого он сделан
•Единицы измерения термического сопротивления – К/Вт, градусов Кельвина
(Цельсия) на Ватт (см. формулу теплопроводности, – коэффициент
теплопроводности материала, Вт/мК)
= λ ×
Еще об аналогиях с законом Ома
•К этому соответствию нужно привыкнуть, это нужно запомнить:
Электрические величины |
Тепловые величины |
Потенциал, напряжение в узле |
Температура объекта, [K] или [C] |
относительно «земли» [В] |
|
Постоянный электрический ток, [А] |
Поток тепловой энергии, или |
|
передаваемая тепловая мощность, [Вт] |
Электрическое (Омическое) |
Термическое (тепловое) сопротивление |
сопротивление, [Ом] |
[К/Вт] или [С/Вт] |
Разность потенциалов, |
Разность температур, англ. Temperature |
падение напряжения [В] |
Drop [К] или [С] |
•Оперировать с тепловыми величинами в случае грубого приближения (стационарного режима) нужно также, как мы оперируем с электрическими величинами
Тепловые расчеты
•Если компонент не ставится на радиатор, то его тепловая цепь охлаждения состоит из:
–- термосопротивления «Junction-to-Case» (от кристалла к поверхности корпуса компонента)
–термосопротивления «Case-to-Ambient» (способность корпуса отдавать тепло неподвижному воздуху и излучением)
•Поток тепла на своем пути преодолевает два последовательно включенных сопротивления, дающих в сумме , термическое сопротивление между кристаллом и окружающей средой, Junction-to-Ambient
•Все «» – паспортные характеристики компонента
•Зная температуру окружающей среды, выделяемую мощность и , можно рассчитать температуру кристалла.
–Если она меньше максимально допустимой по документации на компонент (а лучше - не более 60…70 С), радиатор не нужен
–Иначе следует выбрать радиатор!
ᵒС
|
|
|
|
||
|
ᵒС
ᵒС
|
|
Σ |
ᵒС
ЦИФРОВЫЕ МИКРОСХЕМЫ КОМБИНАТОРНОГО ТИПА
Содержание
•Пара слов о системах счисления и числах
•Серии цифровых микросхем
•Логические элементы и схемы на их основе – от формулировки правила работы блока к его схеме
•Комбинаторные логические микросхемы общего назначения
•Преобразователи кодов и индикация
•Генераторы прямоугольных импульсов
Системы счисления
•Одна цепь – логический уровень, бит – отвечает на вопрос «да» или «нет».
•Любая группа битов может нести двоичное число
•Нужно знать (вспомнить самостоятельно, подробно рассказывать некогда):
–Что такое десятичная, двоичная, двоично-десятичная система счисления, одноединичный (позиционный) код
–Как записываются отрицательные числа
–Как рассчитывается максимально число, которое можно записать в n двоичных битов
–Что будет, если сдвинуть двоичное число на 1, 2, 3 разряда влево или вправо
BCD – двоично-десятичный код
•Как отобразить двоичное число в десятичном виде на 7-сегментных индикаторах?
–Требуется выделить из двоичного числа:
•Количество единиц
•Количество десятков
•Количество сотен и т.д.
–Преобразовать эти значения в коды управления семисегментных индикаторов
•Преобразовать можно было бы по таблице истинности, если бы одному десятичному разряду соответствовало бы целое количество двоичных разрядов, но это не так:
Число (DEC) |
Число (BIN) |
Десятичных |
Двоичных |
|
|
разрядов, шт. |
разрядов, шт. |
7 |
111 |
1 |
3 |
8 |
1000 |
1 |
4 |
15 |
1111 |
2 |
4 |
16 |
10000 |
2 |
5 |
99 |
110 0011 |
2 |
7 |
100 |
110 0100 |
3 |
7 |
BCD – двоично-десятичный код
•Для работы с двоичными числами в форме, удобной для преобразования в десятичные символы на дисплеях, придумали двоично-десятичный код – Binary- Coded Decimal (BCD)
•BCD – такая система исчисления, где:
–Биты сгруппированы по 4 (в полубайты)
–Каждый полубайт может принимать значения от 0 до 9 (а не от 0 до 15)
–Если младший полубайт нужно увеличить на 1, а он равен 9, его обнуляют, увеличивая на 1 следующий полубайт
BCD – двоично-десятичный код
•Существуют двоично-десятичные счетчики:
–Имеют 4 разряда
–Считают от 0 до 9, а затем переполняются
–Представляют собой двоичные счетчики, коэффициент пересчета которых ограничен
числом 10 (0…9):
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
8 |
9 |
|
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
•При хранении числа 9 по тактовому импульсу BCD-счетчик переполняется, переходит на ноль и сообщает об этому счетчику следующего разряда