Учебно-методическое пособие для курсового проектирования по дисциплине «Конструирование радиоэлектронных средств» для студентов специальности (стр. 9 из 11)
5. Ширина основания радиатора:
м2
Пример 2
Расчет пластинчатого радиатора. Исходные данные:
- мощность, рассеиваемая транзистором в рабочем режиме Р=1,42 Вт;
- температура окружающей среды Тос=+35 °С;
- максимальная температура перехода ТП=+125°С;
- тепловое сопротивление переход-корпус Rn-к=3,3 °С /Вт;
- контактное сопротивление корпус-теплопровод Rk-t =0,5 °C /Вт;
- толщина пластины,5×10-3 м;
-высота пластины 25×10-3 м.
Решение:
1. Рассчитаем среднюю поверхностную температуру теплоотвода:
°C2. Определим перепад температур между средней поверхностной температурой теплоотвода и окружающей средой:
°CРассчитываем вспомогательные коэффициенты:
°C
3. Определим коэффициент теплоотдачи конвекции для вертикально ориентированной пластины:
4. Рассчитаем коэффициент теплоотдачи излучением:
где ε = 0,05 ‑ степень черноты для алюминиевой пластины;
φ ‑ значение коэффициента облученности для гладкой пластины (φ=1)
f(TСР,TОС)- численное значение функции, зависящей от среднеповерхностной температуры теплоотвода и температуры окружающей среды, определяемое по формуле:
Приложение Г
Расчет параметров печатных плат
Расчет печатного монтажа состоит из трех этапов: расчет по постоянному и переменному току и конструктивно-технологический. Ниже приводится рекомендуемый порядок расчета.
1. Исходя из технологических возможностей производства выбирается метод изготовления и класс точности ПП (ОСТ 4.010.022 - 85).
2. Определяем минимальную ширину, мм, печатного проводника по постоянному току для цепей питания и заземления:
где Imax - максимальный постоянный ток, протекающий в проводниках (определяется из анализа электрической схемы); jдоп — допустимая плотность тока, выбирается в зависимости от метода изготовления из табл. 4.5; t — толщина проводника, мм.
3. Определяем минимальную ширину проводника, мм, исходя из допустимого падения напряжения на нем:
где ρ — удельное объемное сопротивление (табл. 4.5); l — длина проводника, м; Uдоп— допустимое падение напряжения, определяется из анализа электрической схемы. Допустимое падение напряжения на проводниках не должно превышать 5% от питающего напряжения для микросхем и не более запаса помехоустойчивости микросхем.
Таблица Г.1 - Допустимая плотность тока в зависимости от метода изготовления
| Метод изготовления | Толщина фольги, t, мм | Допустимая плотность тока, jдоп, А/мм2 | Удельное сопротивление, ρ, Ом·мм2/м |
| Химический: внутренние слои МПП наружные слои ОПП, ДПП | 20, 35, 50 20, 35, 50 | 15 20 | 0,050 |
| Комбинированный позитивный | 20 35 50 | 75 48 38 | 0,0175 |
| Электрохимический | - | 25 | 0,050 |
4. Определяем номинальное значение диаметров монтажных отверстий d:
где dэ — максимальный диаметр вывода устанавливаемого ЭРЭ; Δdн.о — нижнее предельное отклонение от номинального диаметра монтажного отверстия (табл. 4.6); r — разница между минимальным диаметром отверстия и максимальным диаметром вывода ЭРЭ, ее выбирают в пределах 0,1 ...0,4 мм. Рассчитанные значения d сводят к предпочтительному ряду отверстий: 0,7; 0,9; 1,1; 1,3; 1,5 мм. При этом следует учитывать, что минимальный диаметр металлизированного отверстия dmin>Hpaсчγ, где Hрасч — расчетная толщины платы; γ — отношение диаметра металлизированного отверстия к толщине платы (см. табл. 4.6). Расчетная толщина МПП
Таблица Г.2 - Допуски на расположение отверстий и контактных площадок
| Параметры | Класс точности ПП | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| Минимальное значение* номинальной ширины проводника b,мм | 0,60 | 0,45 | 0,25 | 0,15 |
| Номинальное расстояние между проводниками 5, мм | 0,60 | 0,45 | 0,25 | 0,15 |
| Отношение диаметра отверстия к толщине платы γ | >0,50 | >0,50 | >0,33 | >0,33 |
| Допуск на отверстие Δd, мм, металлизации, 0<1 мм | ±0,10 | ±0,10 | ±0,05 | ±0,05 |
| То же, 0>1 мм. | ±0,15 | +0,15 | + 0,10 | +0,10 |
| Допуск на отверстие Δd, мм, с металлизацией, 0<1 мм То же, 0>1 мм | ±0,10 -0,15 +0,15 | +0,10 -0,15 +0,15 | +0,05 -0,10 +0,10 | +0,05 -0.10 +0,l0 |
| Допуск на ширину проводника Δb,мм, | -0,20 +0,15 | —0,20 ±0,10 | -0,15 +0,03 | —0,15 ±0,03 |
| без покрытия | —0,05 | |||
| То же, с покрытием | +0,25 | +0,15 | +0,10 | ±0,05 |
| —0,20 | —0,10 | —0,08 | ||
| Допуск на расположение отверстий δd, мм, при размере платы менее 180 мм | 0,20 | 0,15 | 0,08 | 0,05 |
| То же, при размере платы от 180 до 360 мм | 0,25 | 0,20 | 0,10 | 0,68 |
| То же, при размере платы более 360 мм | 0,30 | 0,25 | 0,15 | 0,10 |
| Допуск на расположение контактных площадок δp, мм, на ОПП и ДПП при размере платы менее 180 мм | 0,35 | 0,25 | 0,20 | 0,15 |
| То же, при размере платы от 180 до 360 мм | 0,40 | 0,30 | 0,25 | 0,20 |
| То же, при размере платы более 360 мм | 0,45 | 0,35 | 0,30 | 0,25 |
| Допуск на подтравливание диэлектрика МПП Δdтp, мм | 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,03 |
| Допуск на расположение контактных площадок δр, мм, на МПП при размереплаты менее 180 мм | 0,40 | 0,35 | 0,30 | 0,25 |
| То же, при размере платы от 180 до 360 мм | 0,50 | 0,45 | 0,40 | 0,35 |
| То же, при размере платы более 360 мм | 0,55 | 0,50 | 0,45 | 0,40 |
| Допуск на расположение проводников на ОПП и ДПП δl, мм | 0,15 | 0,10 | 0,05 | 0,03 |
| То же, на МПП | 0,20 | 0,12 | 0,07 | 0,05 |
| Расстояние от края просверленного отверстия до края контактной площадки, bм | 0,06 | 0,045 | 0,035 | 0,025 |
где Hci— номинальная толщина i-ro слоя; Hпрi — номинальная толщина материала i-й прокладки из стеклоткани; n — число слоев; hn —толщина гальванически осажденных металлов.
5. Рассчитываем диаметр контактных площадок. Минимальный диаметр контактных площадок для ОПП и внутренних слоев МПП, изготовленных химическим методом:
где hф — толщина фольги; D1min— минимальный эффективный диаметр площадки:
где bм — расстояние от края просверленного отверстия до края контактной площадки; δd и δр — допуски на расположение отверстий и контактных площадок (см. табл. 4.6); dmax — максимальный диаметр просверленного отверстия, мм: