Диаметры отверстий и контактных площадок

Таблица 2

раз-ры, мм элементы	Dвыв	Dотв	Dотв, выбр.	Dсв	Dо max	D1min	Dmin	Dmax
DD1÷DD10	0,6	0,7	0,8	0,92	1,0	1,4	1,5	1,6
R1÷R18	0,6	0,7	0,8	0,92	1,0	1,4	1,5	1,6
C1÷C11	0,7	0,8	0,8	0,92	1,0	1,4	1,5	1,6
VТ1÷ VТ12	0,95	1,05	1,1	1,22	1,3	1,7	1,8	2,0

Вывод: в результате расчета, мы определили минимальные и максимальные диаметры контактных площадок, что позволяет правильно сконструировать плату в соответствии с ГОСТ.

Определяем ширину проводников.

Минимальная ширина проводников на ДПП определяется выражением:

(29)

где t_1min – выбираем из таблицы в соответствии с классом точности, для 4 класса точности t_1min = 0,15 мм;

Δt – допуск на ширину проводников, Δt = ±0,05.

Максимальная ширина проводников на ДПП определяется:

^{Минимальное расстояние между проводником и контактной площадкой:}

⁽³⁰⁾

^{где L}_Э ^{– минимальное расстояние между элементами проводящего рисунка, L}_Э ^{= 1,25;}

^D_max ^{– максимальный диаметр контактной площадки, мм;}

^σ_d ^{– погрешность расположения проводника относительно координатной сетки, σ}_d ^{= 0,03.}

^{Минимальное расстояние между двумя контактными площадками:}

^{, (31)}

^{Для двух близко расположенных отверстий L}_Э ^{= 2,5.}

^{Минимальное расстояние между двумя проводниками:}

⁽³²⁾

Вывод: в результате расчета, мы определили минимальные ^{расстояния между проводником и контактной площадкой, расстояния между двумя контактными площадками и расстояния между двумя проводниками. В результате получили, что минимальное расстояние между проводником и контактной площадкой равно 0,13 мм; между двумя контактными площадками – 0,2 мм; между двумя проводниками – 0,9 мм.}

^{Проводники можно проводить между отверстиями микросхем, резисторов, конденсаторов, диодов.}

^{Исключением является транзисторы VT1-VT4. Между отверстиями транзисторов невозможно провести проводник, так как минимальное расстояние между двумя контактным площадками, при диаметре контактной площадки транзистора 2 мм, равен 0,2 мм. А минимальная ширина проводника 0,28 мм.}

4 Расчет теплового режима

Модуль электронной аппаратуры второго уровня и выше, например блок, представляет собой сложную систему тел с множеством внутренних источников теплоты. Поэтому при расчете тепловых режимов модулей используют приблизительные методы анализа и расчета.

Целью расчета является определение нагретой зоны модуля и среды вблизи поверхности ЭРЭ.

Конструкцию РЭА заменяем её физической тепловой моделью, в которой нагретая зона представляется в виде параллелепипеда, имеющего среднеповерхностную температуру t_o и рассеиваемую тепловую мощность Р_о. В зависимости от ориентации модулей 1-го уровня различают три группы конструкций по характеру теплообмена в них. На рисунке 2 приведены зависимости между перепадом температур t_k и выделяемой тепловой мощностью для блоков различных конструкций.

Условная поверхность нагретой зоны S_з, м² для воздушного охлаждения:

S_з = 2 · (A · B + (A + B) · H · К_з.о), (34)

где A, B, H – геометрические размеры блока, м.

A = 0,140 м

B = 0,090 м

H= 0,050 м

К_з.о – коэффициент заполнения объема (К_з.о = 0,35).

S_з = 2 · (0,140 · 0,090+(0,140+0,090) · 0,050 · 0,35) = 0,106 м²

Удельная мощность нагретой зоны q₃, как количество теплоты, рассеиваемое с единицы площади:

, (35)

где Q – мощность, рассеиваемая блоком, Вт.

1

0

4

8

12

16

20

20

40

60

80

100

120

1

1'

2'

2

3'

3

q,

t_k, С

24

’, 2’, 3’ – для вертикаль­ного расположения бло­ков;

1, 2, 3 – для горизон­тального расположения блоков;

1, 1’ – без вентиляции;

2, 2’ – естественная вен­тиляция;

3, 3’ – принудительная вентиляция.

t_k – перепад температур

q – удельная мощность нагретой зоны

Рисунок 2 – График тепловой нагрузки блоков различной конструкции

Мощность, рассеиваемая блоком:

Q = I_max · U, (36)

где I_max – максимальный потребляемый ток для цепи питания с напряжением питания U = +5 В.

I_max = 0,25 А.

Q = 0,255 = 1,25 Вт

Температура зоны не должна достигать максимального значения рабочей температуры элементов. Если устройство работает в не перегруженном режиме, температура зоны должна быть меньше или равна Т_з = 60 ⁰С. Максимальная температура окружающей среды, при которой устройство должно функционировать равна Т_с = 50 ⁰С. Тогда можно определить перепад температур t_k.

t_k = Т_з – Т_с, (37)

t_k = 60 – 50 = 10 ⁰С

Способ вентиляции разрабатываемого устройства, можно определить по графику тепловой нагрузки блоков различной конструкции (рисунок 2). Учитывая, что в проектируемом устройстве модуль расположен горизонтально, по графику определяем, что прибор относится к зоне 1. Так как удельная мощность нагретой зоны q₃ = 11, следовательно, устройство не нуждается в вентиляции (без вентиляции).

Вывод: разрабатываемая конструкция блока электронного счетчика витков обеспечивает нормальный тепловой режим работы без вентиляцией.