4.5 Расчет электрических параметров печатной платы

Емкость между проводниками при их параллельном взаимном расположении:

, (47)

где ε_r= 8,85 пФ/м – диэлектрическая проницаемость среды;

ℓ_б= 15 мм – длина близко расположенных проводников;

а = 1,25 мм – расстояние между проводниками;

b= 0,3 мм – ширина проводника;

h= 0,05 мм – толщина фольги.

. (48)

При других вариантах значение емкости меньше полученного.

Собственная индуктивность параллельных проводников:

, (49)

, (50)

. (51)

Взаимоиндуктивность проводников рассчитывается при условии

, (52)

где b₁ = 0,3 мм – ширина первого проводника,

b₂ = 0,3 мм – ширина второго проводника,

а = 1,25 мм – расстояние между проводниками.

Так как ℓ_бменьше рассчитанного значения (18,5 мм), т.е. условие не выполняется, то взаимоиндуктивность не влияет на проводники.

5. Выбор способа обеспечения нормального теплового режима устройства

Тепловой режим блока характеризуется совокупностью температур отдельных его точек.

Определим условную поверхность нагретой зоны S_з, м²для воздушного охлаждения:

S_з = 2(ab + (a + b)ּhK_з.о), (53)

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

К_з.о– коэффициент заполнения объема;

a = 8010^-3 м;

b = 10010^-3 м;

h= 6010^-3м;

S_з = (8010^-310010^-3+(8010^-3+ 10010^-3)6010^-30,31) =

= 1134810^-6м². (54)

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

q₃ = Q / S₃, (55)

где Q– мощность, рассеиваемая блоком, Вт:

Максимально-возможный потребляемый устройством ток, как видно из схемы электрической принципиальной, не превысит 100 мА.

Q = IU = 10010^-312 = 1,2 Вт, (56)

q_з = 1,2 / 1134810^-6=105,7 Вт/м². (57)

Определим температуру зоны.

Если устройство работает в не перегруженном режиме, тогда температура зоны равна Т_з = 70⁰С (на основании таблицы 2). Температура зоны не достигает максимального значения рабочей температуры элементов. Нормальная температура окружающей среды, при которой работает устройство Т_с = 20 ⁰С. Тогда разность температурtбудет определяться по формуле:

t= Т_з - Т_с = 70 - 20 = 50⁰С. (58)

Для выбора способа охлаждения используем график приближенного определения необходимого способа охлаждения прибора (рисунок 4 приложения). Из этого графика видно, что прибор относится к зоне 1-1’, следовательно, тестеру логических микросхем достаточно естественной вентиляции и дополнительная вентиляция не требуется.

Выводы и заключения

Результат выполнения курсового проекта – разработка тестера логических микросхем.

Конструирование изделия представляет собой сложный комплекс взаимосвязанных работ, при выполнении которых необходим учет разнообразных требований к конструкции изделия.

При разработке конструкции были решены задачи обеспечения теплового режима устройства, электромагнитной совместимости, противодействия климатическим и механическим факторам, надежной и безопасной работы изделия в соответствии с техническим заданием.

Разработанная конструкция устройства обеспечивает ремонтопригодность, надежность и простоту эксплуатации.