2.4 Расчёт теплового режима

Исходные данные:

Диапазон рабочих температур: от -0 до +60

Габаритные размеры печатной платы: 149х74х1,5 мм

Коэффициент теплоотдачи α=8 Вт/м²*К

Теплопроводность платы λ=0,3 Вт/м*К

Напряжение питания U_ПИТ = 5,25В.

Вычисляем площадь платы:

S_плат = 0,149х0,074=0,011026

Резисторы – номинальная мощность 0,125Вт – 25шт.

Микросхемы – 12шт.

Рассчитываем мощность микросхем:

Чтобы определить максимальную мощность прибора необходимо сложить максимальные токи потребления всех имеющихся в блоке микросхем и умножить на напряжение их питания U_ПИТ = 5,25В.

Из описания микросхем берем максимальные токи:

1. Для микросхемы XCV400E-7PQ240I I=40 mA.

2. Для микросхемы XC18V04VQ44I I=25 mA.

3. Для микросхемы IDT72V3680L7-5PFI I=40 mA.

4. Для микросхемы CY7B9950AI I=100 mA.

5. Для микросхемы TLK2201BI I=50 mA

6. Для микросхемы LT1587CM-3.3 I=10mA

7. Для микросхемы LT1117CST I=10mA

8. Для микросхемы SN74LVTH245ADW I=60mA

9. Для микросхемы TPS54616PWP I=10mA

Суммарная мощность потребляемая микросхемами равна:

P_мик = U_ПИТI

P_мик = 5,25*445=2236,25мВт=2,236Вт

Суммарная мощность всех резисторов равна:

P_рез = 25*0,125=3,125 Вт

Общая выделяемая мощность равна:

Р_устр=P_мик+ P_рез=2,236+3,125=5,125 Вт

Найдем тепловое сопротивление отверстий.

На плате имеется 1 вид металлизированных отверстий диаметром 4 мм. Площадь металлизации каждого отверстий найдем по формуле:

м²

Температурное сопротивление металлизации 8-ми отверстий найдем по формуле:

^оС/Вт

Где, - коэффициент теплопередачи меди

t - толщина металлизации =0.00002 м.

Тогда сумма сопротивлений между верхней поверхностью платы и корпусом:

Тепловое сопротивление элементов:

R_пк1=100 град/Вт – микросхема DD 1;

R_пк2=160 град/Вт –микросхема DD2,DD5;

R_пк3=120 град/Вт – микросхема DD3;

R_пк4=100 град/Вт – микросхема DD4;

Найдем температуры элементов:

^оС

^оС

^оС

1^о С

^оС

Температура самых нагретых элементов не превышает максимального допустимого значения. Блок не требует дополнительных охлаждающих устройств. Для улучшения теплоотдачи корпуса можно применить чернение.