Материал: Устройства автоматики и информатики. курсовое проектирование. Кисурин А.А., Бурковский В.Л
№ п/п |
Тип приборов (диоды) |
Физи-ческий объем, см3 |
Устано вочный объем, см3 |
Вес, г |
При-меча-ние |
1.
2. 3.
4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.
12.
13.
14. 15. |
Д104, Д104А, Д105, Д105А, Д106, Д106А Д214÷Д215, Д231÷Д234 Д219АОС, Д220ОС, Д220АОС6, Д220ВОС Д223, Д223А, Д223Б Д302 Д303 Д304 Д311, Д311А, Д311Б Д312, Д312А Д808, Д809,Д810, Д811, Д813 Д814А, Д814Б, Д814В, Д814Г, Д814Д Д814АОС, Д814БОС, Д814ВОС, Д814ГОС, Д814ДОС 1601/ А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, К, М, Н, Л/ ОС Д104, Д104А, Д105А, Д106 Д214÷215, Д231÷234 |
0,15 0,9
0,15 0,15
0,15 0,15 0,29 0,29
0,29
0,12 0,15 0,9 |
0,47 1,9
0,47 0,47 16 26 115 0,47 0,47 1,26 1,7
1,7
0,36 0,47 19 |
0,53 18
0,5 0,53
0,6 1 1 1
1
0,3 0,53 18 |
|
Таблица 11
Аппаратура |
G’, кг/дм3 |
Кvзап |
Передающая: с естественным охлаждением с принудительным охлаждением для летательных аппаратов |
0,55 0,67 0,9 |
0,2 0,4 0,65 |
Приемная: с естественным охлаждением с принудительным охлаждением для летательных аппаратов |
0,45 0,7 0,9 |
0,4 0,5 0,75 |
Релейная: - с естественным охлаждением - с принудительным охлаждением - для летательных аппаратов |
0,65 0,8 1,1
|
0,7 0,7 0,85 |
Питания: - с естественным охлаждением - с принудительным охлаждением - для летательных аппаратов |
0,9 0,8 до 1,6 |
0,5 0,65 до 1 |
В том случае, когда устройство проектируется на микросхемах (МС), компоновочными характеристиками являются размещение и установка МС на ПП.
Расчет максимального количества микросхем на печатной плате
n1 = nx ny
n2 = 2(nx ny)
nx = Lx – 2x1 - lx + L при условии x1 = x2 ,
tx
ny = Ly - y1 – y2 – ly + L
ty
где n1 - количество МС при одностороннем размещении;
n2 - количество МС при двухстороннем размещении;
nx - количество МС в одном ряду;
ny - количество рядов МС;
Lx , Ly – размеры ПП;
lx , ly – размеры между крайними выводами МС;
tx , ty - шаги установки МС;
x1 , x2, y1 , y2 – краевые поля.
Значения tx , ty , x1 , x2 приведены в табл. 12.
Таблица 12
Корпус ми-кросхемы |
Число задей-ствов.выводов |
Шаг установки, мм |
Эскиз установки |
Х1(Х2) |
||
х |
у |
1мм |
2мм |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
151.15-1 2 3 4 5 6 |
8 9 11 12 14 15 |
22,5 22,5 25 25 27,5 27,5 |
15 17,5 17,5 20,5 20,5 22,5 |
|
5 5 |
|
153.15-1 |
8 10 12 15 |
22,5 25 27,5 30 |
25,0 25,0 25,0 25,0 |
|
||
155.15-1 |
8 10 12 15 |
22,5 25 27,5 30 |
32,5 35 37,5 40 |
|
||
155.36-1 |
16 19 22 25 28 34 36 |
32,5 35 37,5 40 42,5 45 47 |
22,5 25 27,5 30 32,5 35 37,5 |
7,5 7,5 |
||
157.29-1 |
13 20 22 24 26 29 |
42,5 47,5 50 52,5 55 57,5 |
32,5 32,5 32,5 32,5 32,5
|
5 7,5 |
||
201.14-1 |
8 9 11 12 14 |
22,5 22,5 25 25 27,5 |
12,5 15 15 17,5 17,5 |
|
2,5 5 |
|
209.24-1 |
18 20 22 24 |
42,5 45 45 47,5 |
22,5 22,5 25 25 |
|||
Продолжение табл. 12
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
44 46 48 |
67,5 70 70 |
45 45 47,5
|
|
|
|
|
301.8-1 301.8-2 |
8 |
12,5 |
12,5 |
|
2,5 |
5 |
|
301.12-1 |
10 12 |
15 17,5 |
17,5 17,5 |
||||
401.14-3 401.14-4 |
10 11 12 14 |
12,5 12,5 15,0 15,0 |
15 17,5 17,5 20,0 |
|
2,5
|
5 |
|
402.16-1 |
14 16 |
12,5 17,5 |
20 20 |
5 |
5 |
||
402.16-2 |
16 |
17,5 |
20 |
|
2,5/5 |
2,5 |
|
421.40-1 |
40 |
37,5 |
32,5
|
1,2 |
2,5/7,5 |
5/10 |
|
421.48-2 421.50-1 |
46 48 |
40 40 |
37,5 40 |
|
2,5/5 |
5/7,5 |
|
3.2. Тепловой расчет
3.2.1. Тепловой расчет можно разделить на два вида:
расчет теплообмена всего изделия и расчет радиаторов для тепло - выделяющих элементов.
Метод расчета теплообмена зависит, в свою очередь, от выбранной системы охлаждения и конструкции изделия и сводится к определению тепловых характеристик самого изделия и его элементов: кожуха, платы, радиоэлементов и т.п.
Тепловая характеристика тела представляет собой зависимость температуры тела (нагрева) от мощности тепловых потерь при постоянной температуре окружающей среды с учетом свойств тела, его расположения в пространстве, условий теплообмена и пр. Отвод тепла в окружающую среду может осуществляться за счет теплопроводности (10%), конвекции (80%) и излучения (10%).
В зависимости от выбранного метода охлаждения существуют следующие расчеты:
а) расчет охлаждения изделия при естественной конвекции в герметичном кожухе;
б) расчет охлаждения изделия при естественней конвекции в перфорированном кожухе;
в) тепловой расчет ивделия о принудительным воздушным охлаждением ;
г) тепловой расчет при охлаждении жидкостью и испарением;
д) расчет теплового режима термостатированного изделия.
Расчет тепловой характеристики изделия производится на тепловой модели методом последовательного приближения.
3.2.2 Расчет охлаждения изделия в герметичном кожухе при естественной конвекции
Естественное воздушное охлаждение электронного блока осуществляется за счет естественной конвекции и лучеиспусканием при мощностях теплового потока до 500 Вт/м2 при перегреве внут-ри блока ≤ 30°С.
Для расчета составляется тепловая модель блока, представленная на рис.2.
Рис.2. Физическая модель одноблочной конструкции с горизонтальным расположением нагретой зоны:
1 – объем над нагретой зоной;
2 – объем под нагретой зоной;
3 – объем нагретой зоной;
4 - объем между нагретой зоной и боковыми поверхностями кожуха.
Нагретая зона представляет собой группу произвольно расположенных элементов блока или блоков на шасси; рассматривается как одно эквивалентное однородное тело с равномерно распределенными источниками тепла общей мощностью, равной сумме мощностей составляющих источников.
У
дельная
мощность при одинаковой рассеиваемой
мощности блоков определяется из
выражения:
Вт/м3.
Если неравномерность по мощности в блоках больше 15%, то расчет Руд ведется по формуле:
Pуд = . Pimax . ,
2(L1 + L2)Hi
где ∑Pi - полная мощность источников тепла, Вт;
L1 , L2 , L3 – габариты изделия, м;
Pimax - мощность наиболее нагруженного блока, Вт;
Hi – высота этого блока, м.
Определяем тепловую характеристику кожуха P = f(∆t).
Основное соотношение между мощностью, потребляемой изделием P Вт,средней температурой перегрева поверхности ∆t ºС, тепловой проводимостью от кожуха в среду Gк Вт/град выражается равенством:
P = ∆t Gк ,
где ∆t = tк - tс , tк - температура кожуха;
tс - температура среды.
Gк = Gкв + Gкн + Gкб = αВSB + αHSH + αбSб ,
αВ , αН , αб - полные коэффициенты теплоотдачи верхней, нижней и боковой поверхностей Вт/м2 ∙ град.;
SB , SН , Sб - площади верхней, нижней и боковой наружных поверхностей кожуха, м2 ;
αi =αкi + αлi ,
где αкi – конвективный коэффициент теплоотдачи;
αлi – коэффициент лучеиспускания;
αлi = εni φij f(tK , tj) ,
где εni - приведенная степень черноты i -й наружной поверхности кожуха; выбирается из табл.15.
Если блок находится в неограниченном пространстве, то εni = εi (степень черноты соответствующей стенки);
φij - коэффициент взаимной облученности i - й поверхности кожуха и соседнего блока ( j ); при отсутствии соседних блоков
φij =1.
Значение функции f (tK , tc) приведено в табл.13.
Значение αкi определяется в зависимости от закона теплообмена, соответствующего четырем режимам движения:
а) пленочному режиму – теплообмен обусловлен явлениями теплопроводности;
б) ламинарному режиму движения (тонкие проводники) – теплообмен по закону степени 1/8:
Таблица 13
Значение функции f ( tK , tc )