4.2 Расчет теплового режима.

Тепловой режим блока характеризуется набором температур отдельных его точек. Для расчета теплового режима работы блока необходимо определить:

1) условную поверхность нагретой зоны S_з, м², для воздушного охлаждения:

S_з=2(ab+ah+bh)К_з.о;

где a,b,h – геометрические размеры блока, м;

К_з.о– коэффициент заполнения объема;

а=13010^-3м;

b=12010^-3м;

h=12510^-3м.

S_з=2(13010^-312010^-3+13010^-312510^-3+12010^-312510^-3)26,52=2,48 м².

2) удельную мощность нагретой зоны q₃, Вт/м², как количество теплоты, рассеиваемое с единицы площади:

q₃=Q/S_3; (32)

где Q – мощность, рассеиваемая блоком, Вт.

Q = I₁U₁ = 20010^-69=1,810^-3 Вт;

где U₁– напряжения питания,В;

I₁ – потребляемый ток в цепи с напряжением U₁, А.

С учетом полученного значения Q удельная мощность нагретой зоны: q_з=1,810^-3/2,48=0,00073 Вт/м².

Определим температуру зоны. Для обеспечения нормального режима работы устройства температура зоны не должна превышать Т_з=45⁰С. При этом температура зоны не достигает максимального значения рабочей температуры элементов. Нормальная температура окружающей среды, при которой работает устройство Т_с=20 ⁰С. Тогда разность температурt будет определяться по формуле:

t=Т_з-Т_с=45-20=25⁰С;

Осуществляем вентиляцию блока при помощи 10 отверстий, просверленных в задней стенке корпуса.

4.2 Расчет геометрических параметров печатной платы.

4.2.1 Расчет печатного монтажа.

Для соединения элементов электрической схемы данного устройства между собой в качестве базовой несущей конструкции выбираем двустороннюю печатную плату. Учитывая наличие интегральных схем и высокий уровень насыщенности ПП навесными элементами, по ГОСТ 23751 – 86 выбираем 4 класс точности.

Для конструкции модуля используется двухсторонняя печатная плата размером 110100 мм выполненная комбинированным позитивным методом из фольгированного стеклотекстолита СФ-2Н-50Г-1,5 (ГОСТ 10316-78) по четвертому классу точности. Толщина ПП 1,5 мм.

Для рациональной компоновки проведем расчет элементов конструкции ПП в соответствии с ГОСТ 23751 – 86. Размер ПП равен 110100 мм².

Основные параметры печатной платы:

- расчетная толщина печатной платы, мм ……..…..…………. 1,5 ;

- максимальный постоянный ток через проводник, I_max,А..…. 200*10³;

- допустимая плотность тока i_доп, А/мм²………..……………. 38;

• допустимое сопротивление проводника , Оммм²/м ……. 0,0175;

• допустимое падение напряжения U_доп, В………. ……….... 0,05;

• толщина фольги h, мм………………………………………...0,05;

• максимальная длина печатного проводника l, м ……………. 0,11;

• допустимое падение напряжения на проводнике U_доп, В…….0,45;

• расстояние между выводами микросхем, мм………………....2,5;

• минимальное расстояние между проводниками

и контактной площадкой, мм…………………………………..1,25.

Основные конструктивные параметры для печатных плат четвертого класса точности (ГОСТ 23751-86) имеют следующие значения:

• минимальное значение номинальной ширины проводника

t_1min=0,15 мм;

- номинальное расстояние между проводниками S=0,15 мм;

- допуск на ширину проводника без покрытия t=0,05 мм;

- допуск на расположение отверстий _отв=0,05 мм;

- допуск на расположение контактных площадок _кп=0,15 мм;

- допуск на расположение проводников на ДПП _l=0,03 мм;

- гарантийный поясок b_м=0,05 мм.