6. Расчет тепловых процессов в печатном узле. Программа асоника-т (тРиАна)

Программа АСОНИКА-Т (ТРиАНА) предназначена для моделирования на ПЭВМ стационарных и нестационарных тепловых процессов, протекающих в конструкциях радиоэлектронной аппаратуры, таких как стоечные конструкции, блоки с регулярной и нерегулярной структурами, печатные узлы, функциональные ячейки, микросборки.

Для моделирования тепловых режимов ПУ необходимо воспользоваться графическим редактором BoardEditor, панель инструментов которого приведена на рис. 7.

Для ввода в программу эскиза ПУ выполняют следующую последовательность действий:

Создают новый файл и задают управляющую информацию.

Задают размеры ПУ (кнопка «Размеры НК»).

Вводят и размещают ЭРЭ (кнопка «Список ЭРЭ»).

Задают граничные условия (кнопка «Список граничных условий»).

Сохраняют файл МТП ПУ.

Подробно данные операции описаны в руководстве пользователя программы АСОНИКА-Т (ТРиАНА). [2]

Примечание 1: Для описания радиатора требуется ввести его параметры в граничные условия при описании элемента, на котором он закреплен. Во втором пункте диалогового окна требуется задать параметры теплопередачи через заданное тепловое сопротивление к поверхности с заданной температурой (температура рассчитывается по пункту 9 данных методических указаний). Примечание 2: При расчете курсовой работы используется демо-версия программы АСОНИКА-Т (ТРиАНА). Из-за этого возникают некоторые ограничения функционала данного пакета, а именно: максимальное количество элементов, закрепленных на плате равно 20. Но так как стабилизатор напряжения рассчитывается в статическом режиме, мощности тепловыделения на конденсаторах и индуктивностях не учитываются, соответственно мы можем их исключить из схемы РЭУ, тем самым уменьшив конечное количество элементов (при данном расчете).

Рис. 5. Панель инструментов программы АСОНИКА-Т (ТРиАНА)

7. Расчет показателей надежности

Для расчета надежности, принимаем, что модель отказов описывается экспоненциальным распределением. Следовательно, вероятность безотказной работы определяется по формуле:

Вероятность R(t) должна быть расcчитана для t=1000 ч.

Для вычисления интенсивности отказов необходимо воспользоваться приведенными ниже формулами и справочными данными:

N - количество элементов в схеме (без учета конденсаторов и индуктивностей).

Для диодов, стабилитронов и транзисторов:

где A, N_T, T_M, L, ∆t - постоянные модели; t - температура корпуса; К_ЭЛ - отношение рабочей электрической нагрузки и максимально допустимой при температуре, равной t_сниж.; t_сниж. - максимальная температура окружающей среды, для которой при 100% электрической нагрузке температура перехода не превышает максимально допустимую t_{пер.макс.} надежность эксплуатационная надежность базовая

Таблица 3

Группа изделий	КЭЛ
Диоды, кроме стабилитронов, диодные сборки
Стабилитроны, генераторы шума, ограничители напряжения	или
Варикапы подстроечные. Транзисторы, транзисторные сборки. Диоды СВЧ

I_{пр.ст.раб.}, I_ст.раб., P_раб. - берутся из электрического расчета; I_{пр.ст.макс.}, I_{ст.макс.}, P_макс. - необходимо найти в интернет по типономиналу (названию) элемента.

Для резисторов: A, B, N_t, G, N_s, J, H - постоянные коэффициенты модели; t - температура окружающей среды, ºС; P - рабочая мощность рассеяния резисторов, Вт; P_H - номинальная мощность рассеяния резисторов, Вт. P_H – должна быть больше расчетной (полученной после расчета в winspice). Выбирается из ряда: 0,05 Вт; 0,125 Вт; 0,25 Вт; 0,5 Вт; 1 Вт; 2 Вт; 5 Вт.