Методические указания к лабораторным работам (560524), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Объединительная плата служит для электрической коммутации ФЯ в блоке. Она может располагаться в нижней или боковой плоскостях параллельно или перпендикулярно лицевой панели блока.Достоинство разъёмной компоновки - простота и высокая ремонтопригодность. Типовым элементом замены является ФЯ.В блоках книжной конструкции ФЯ соединяются между собой поодной из сторон с помощью шарнира.
Такая компоновка ФЯ позволяетраскрывать блок, как книгу с вертикальной или горизонтальной осью раскрытия, без отсоединения и разделения электрической коммутации ячеек.Для этого электрическое соединение ячеек выполняется со стороны ихшарнирного механического соединения плоскими мягкими кабелями илигибким печатным монтажом.Книжные варианты компоновки блоков позволяют обеспечитьвысокую плотность заполнения конструкции, свободный доступ к микросхемам и другим ЭРЭ, а также к монтажу в блоке, находящемся во включенном состоянии, т.е.
также обеспечивают высокую ремонтопригодность.Возможные вариантырасположения ФЯ, элементовэлектромонтажа, деталей корпуса и т.д. в блоке представлены нарис 2.1 [2.2].В блоках РЭС при различном расположении ФЯ условно можно выделить составляющие внутреннего объёма:V1 - объём пакета ФЯ; V2 - объём,занимаемыйэлектрическимисоединителями и межъячеечныммонтажом; V3 - объём, занимаемый элементами лицевой панелии соединительным монтажом установочных элементов ; V4 - объём, занимаемый электрическим соединителем и монтажом блока с устройством.Таким образом, внутренний объём блока Vбл=V1+V2+V3+V4.
ОбъёмV1 =Vфя·nфя определяется объёмом ФЯ - Vфя и их количеством - nфя;Vфя=hп· bп· Ня , здесь bп - размер ФЯ по оси Х с учётом конструкции элементов крепления в блоке; hп - размер ФЯ по оси Y; Ня - шаг установки ФЯв блоке.32Объём V1 и V4 определяется размерами электрических соединителей, в качестве которых используются разъёмы типов ГРПМ1, ГРПП3,ГРПМ9, СНП34 и др. Для межблочного электрического монтажа в БНКавиационных РЭС применяют соединители типа РПКМ. Глубина зон, занимаемая соединителями (hз2 , hз4 ),составляет 25..35 мм. Объём V3 определяется типом ЭРЭ, устанавливаемых на лицевой панели, и способомэлектрического монтажа этих элементов с ФЯ.
Обычно глубина этой зоны(hз3 ) составляет 30..70 мм.Анализ вариантов компоновки (рис. 2.1) позволяет сделать следующие выводы: варианты II и VI применять не целесообразно, так какони не обеспечивают условий для эффективного отвода тепла как при естественном, так и при принудительном воздушном охлаждении блока; наибольший объём для размещения ФЯ в варианте V, однако за счет крепленияразъёма на короткой стенке ФЯ возникают трудности при трассировке ППи увеличиваются паразитные связи печатного монтажа; для разъёмнойкомпоновки целесообразно использовать варианты I и Ш, а для книжной IV и V.Конкретная компоновочная схема выбирается в результате анализаабсолютных и относительных конструктивных показателей.Наиболее трудоёмка в процессе проектирования и изготовленияРЭС функциональная ячейка. Она представляет собой конструктивно законченную единицу; для цифровой аппаратуры ФЯ часто является типовым элементом замены.
Отличительная особенность ФЯ с использованиемкорпусных ИС и МСБ - наличие печатной платы, как правило, двухсторонней или многослойной (МПП), которая является одновременно несущейконструкцией и элементом коммутации ИС и МСБ. Печатные платы изготавливаются на основе фольгированного стеклотекстолита; толщина плат0.8...2 мм. На плате рядами (по горизонтали и вертикали) размещаютсякорпусные ИС, МСБ и ЭРЭ. Такое размещение облегчает процесс проектирования и упрощает изготовление ФЯ, позволяет автоматизировать процесссборки.В зависимости от уровня механических воздействий конструкцииФЯ бывают каркасными и бескаркасными. В качестве каркаса используются рамки, решетки, обечайки и др.
ИС могут располагаться с одной стороны ( для корпусов ИС со штырьковыми выводами) или с двух сторон печатной платы для ИС с планарными выводами. Навесные ЭРЭ располагаются с одной стороны ПП. Шаг координатной сетки ПП рекомендуетсяпринимать размером 1,25 мм или кратным ему. Выводы ИС и ЭРЭ припаиваются к металлизированным контактным площадкам ПП (рис. 2.2).33Рис. 2.2: 1 - плата печатная; 2 - микросхема; 3 – крепежная планка;4- вилка разъёма ГРПП.При конструировании ФЯ на печатной плате в ней предусматриваются следующие конструктивно-технологические зоны: зона размещения ИМС, МСБ и компонентов S; в нижней части - зона электрическогосоединителя ФЯ или зона размещения контактных площадок Sc; в верхнейчасти зона размещения элементов крепления ФЯ и элементов контроля Sk;конструктивно-технологические зоны, предназначенные для установки ФЯв блок Sн (рис.2.3).Рис.
2.3: а - в плане, б - односторонняя установка ИС и МСБ;в - двухсторонняя установка ИС и МСБ.Для расчета геометрических размеров ФЯ приняты следующие обозначения: Lx, Ly – размеры ПП по осям X и Y; lx,ly - установочные размеры ИМС иМСБ по осям X и Y; tx, ty - шаг установки МСБ и ИМС по осям X и Y; X1 иX2 - краевые поля (обычно X1=X2); Y1 - краевое поле для электрического34соединителя (зоны контактных площадок); Y2 - краевое поле для элементовкрепления и контроля; bп - размер ФЯ по оси X с учётом конструкции направляющих и элементов крепления в блоке; Нпп - толщина ПП; Нс- электрического соединителя; Нэ- высота МСБ, ИМС и компонентов; Нм - высотамеханических конструкций (рамки , планки и т.п.) или пайки; Нк - высотаэлементов крепления и контроля ФЯ; Ня - шаг установки ФЯ в блоке ; hя высота ФЯ, определяемая высотой наиболее выступающего элемента конструкции (Нс или Нк).
Количество корпусов ИМС или МСБ , размещаемыхна одной стороне печатной платы ФЯ, равно nx·ny (где nx и ny - количествокорпусов ИМС или МСБ по осям X и Y).Шаг установки ИС в зависимости от типа корпуса, от размераподложки, количества задействованных выводов, а также размеры краевых полей X1; X2; Y1; Y2 приведены в приложении 2.Размер ПП, необходимый для размещения корпусных ИС, рассчитывается по формулам (обычно X1=X2):Lx = nx·tx + 2·X1 + lx - tx ;(2.1)Ly = ny·ty + 2·Y1 + ly-ty .В соответствии с требованиями ОСТ 4 ГО.010.009 рекомендуется использовать следующие типоразмеры ПП (мм): 135 х 110; 135 х240; 140 х 130; 140 х 150; 140 х 240;150 х 200; 170 х 75; 170 х 110; 170 х130; 170 х 150; 170 х 200 [2.3].Типоваякомпоновочнаясхема ФЯ блока разъёмной конструкции по варианту 1 приведена нарис.
2.4. Если известны количествоИС и МСБ в ФЯ и количество ИСили ФЯ в блоке, расчет геометрических размеров блока начинают с определения необходимой площади ПП( Lx · Ly ) по выражению ( 2.1).Рис2.4: 1 - ФЯ; 2 - панель передняя;3 - панель задняя; 4 - стенка верхняя;5 - стенка нижняя; 6 - винтневыпадающий.35По этой площади подбирают допустимые ближайшие размеры ПП из нормализованного ряда, приведённого выше.Для разъёмной компоновки блока по варианту I (рис. 2.4) ширина В, высота Н и глубина L внутреннего объёма блока определяются повыражениямН = hп; В = bп + hз2; L = lп + hз3 + hз4 ,где lп=Ня·Nфя - глубина пакета ячейки в блоке; Ня =hя+∆hя - шаг установки ФЯ в блоке; ∆hя - зазор между ФЯ.Для обеспечения в блоке режима естественной конвекции выбирается ∆hя ≥ 6...8 мм.
Ширина bп и высота hп пакета ячеек определяется в зависимости от расположения электрического соединителя на ПП:при горизонтальном расположенииbп=Lх+2·∆L и hя=Ly ;при вертикальном расположенииbп=Ly и hп=Lx + 2·∆Lx .Здесь ∆L - размер, определяемый конструкцией элементов крепления ФЯ в блоке. Для типовых конструкций планок ∆L=3…4 мм hя=Hм + Hпп + Нс при Hc>Hk и одновременном размещением ИС и МСБ.При двустороннем размещении ИС и МСБ hя = Hк . В работе принятоHм=1.5 мм.Для разъёмной компоновки блока по варианту Ш и книжнойконструкции по варианту IV размеры внутреннего объёма блока В, H, Lопределяются по следующим выражениям:В=bп, H=hп+hз2; L=lп+hз3+hз4.Для книжной компоновки блока по варианту VВ=bп, H=hп,L=lп+hз3+hз2+hз4.Габаритные соотношения сторон, определяемые по геометрическим размерам внутреннего объема блока, должны соответствоватьОСТ4.ГО.410.077 и тактико-техническим требованиям на аппаратуру.Типы и геометрические размеры блоков самолётных РЭС определены в ОСТ4.ГО.410.003 и представлены на рис.
2.5.36Рис. 2.5. Типы и геометрические размеры блоков cамолетных РЭС.Отличительной особенностью конструкции РЭС с использованием бескорпусных МСБ является групповая герметизация МСБ в корпусеблока. Для РЭС на бескорпусных МСБ характерна высокая плотность упаковки элементов в объёме (эл/см3).Повышение плотности упаковки приводит к увеличению удельной мощности рассеивания (Руд = Р/S Вт/см2).Это ухудшает тепловые режимы, резко изменяет параметры и режим работы комплектующих изделий относительно расчетных значений,приводя тем самым к увеличению числа постепенных и внезапных отказов,т.е.
к снижению надёжности устройства. Поэтому для уменьшения теплонапряжённости в таких конструкциях применяют теплоотводящие шины,выполняемые в виде участков фольги на ПП, тонких металлических пластин, на которых устанавливается МСБ, металлических рамок с планкамии т.д. Наличие металлических рамок в конструкции блоков, кроме того увеличивает собственную частоту ФЯ, т.е.
повышает ее вибропрочность. Вблоках на беcкорпусных МСБ широко используется книжная компоновка,представленная на рис. 2.6.ФЯ выполнены на металлических рамках. Набор ФЯ (пакет ячеек)стягивается винтами М3 и крепится к бобышкам к нижней стенке корпусаблока. В лицевую стенку корпуса устанавливают разъёмы, штенгельтрубку, винты крепления. Разъёмы устанавливаются на переходной ПП изаливаются компаундом. Переходная плата приклеивается и опаивается попериметру корпуса.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
