46172 (588391), страница 7

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

По ГОСТ 17467-79 корпус микросхемы имеет размеры (19,27,35) мм, тогда S_осн=1,410^-4 м².

1. 3. Определим площадь поверхности микросхемы

S_ис=0,01920,00732+0,00730,0052+0,01920,0052=5,4510^-4 м².

1. 4. Рассчитаем коэффициент распределения теплового потока

, (3.24)

где ₁, ₂ –коэффициенты естественного теплообмена с 1-ой и 2-ой сторонами печатной платы. Для естественного теплообмена

₁ + ₂ =17 Вт/м²К

_п – толщина печатной платы 1,5 мм.

.

1. 5. Определим перегрев корпуса микросхемы

(3.25)

где В и М – условные коэффициенты, введены для упрощения формы записи, при одностороннем расположении микросхем В=8,5R² , М=2;

К – эмпирический коэффициент, для корпусов, центр которых отстоит от торца платы на расстоянии менее 3R - К=1,44;

_з – зазор между печатной платой и микросхемой _з=0,001 м;

_з – коэффициент теплопроводности материала заполняющего зазор: для воздуха _з=2,6810^-2 Вт/мК;

Q_ис – мощность, рассеиваемая микросхемой;

К_а – коэффициент теплоотдачи от корпуса микросхемы, определяется по графику [6] К_а=40 Вт/м²К;

t_в – среднеобъемный перегрев воздуха в блоке (С)

(3.26)

1. 5. Определим температуру корпуса микросхемы

С (3.27)

При расчете теплового режима прибора получили, что корпус микросхемы имеет температуру 34,2С. Это значение меньше предельно допустимой (+75С) температуры корпуса, следовательно, обеспечивается нормальный тепловой режим при естественном охлаждении. Принудительной вентиляции не требуется.

1. 4. Расчет надежности.

Анализ безотказности прибора.

Отказы конструкции, которые характеризуют безотказность, долговечность и сохраняемость, имеют общий физико-химический механизм.

Рассмотрим безотказность прибора с точки зрения физического износа. Физический износ – износ материальной части изделия до такого состояния, при котором дальнейшая эксплуатация его не возможна, а восстановление изношенных частей экономически не целесообразно. Физический износ наступает вследствие потери размеров деталей, обгорания контактов, естественного старения материалов. Для РЭА особо характерными формами материального износа являются изменение физических и химических параметров электрорадиоэлементов. Рассматривая разрабатываемый источник питания с этих точек зрения необходимо отметить, что применяемые в конструкции источника питания электрорадиоэлементы, материалы, покрытия и технологии их изготовления обеспечивают сохраняемость прибора во все время его эксплуатации, а значит и безотказность.

Рассмотрим безотказность прибора с точки зрения разновидностей отказов. Отказы отличаются друг от друга моментом возникновения в течение срока службы прибора: отказы внезапные, износовые и приработочные.

Внезапные отказы имеют случайный характер и составляют две трети всех отказов, наблюдаемых при эксплуатации длительно используемой РЭА.

Износовые отказы проявляются к концу службы прибора. С приближением конца срока, т.е. предельного состояния, число износовых отказов резко возрастает.

Приработочные отказы имеют максимум непосредственно после изготовления изделия и играют в это время главную роль. Поэтому, необходимо, чтобы период с максимумом приработочных отказов приходился на время когда изделие еще не передано потребителю, т.е. эксплуатация еще не началась. С этой целью вводят в технологический процесс изготовления прибора период прогона, имитирующий начальную фазу эксплуатации, что позволяет устранить приработочные отказы еще до начала эксплуатации прибора у потребителя. В период проведения опытно-конструкторских работ по проектированию прибора и изготовлению опытного образца во всех случаях проводят лабораторно-стендовые испытания с имитацией воздействующих факторов заложенных в технические условия на данный прибор. Целью проведения лабораторно-стендовых испытаний является выявление возможных отказов и выработка рекомендаций по их устранению.

Важнейшим показателем качества конструкции является надежность.

С учетом того, что разрабатываемая конструкция является прибором эксплуатируемым в помещении АТС, где неблагоприятные воздействия окружающей среды не оказывают на него вредное влияние, то требования к надежности упрощаются, так как прибор предусматривает эксплуатацию в нормальных условиях. В процессе эксплуатации электронного узла на его элементы воздействуют как внутренние, так и внешние факторы. Все это в совокупности с естественным старением приводит к тому, что изменяются механические и электрические параметры материалов. В конечном итоге, указанные факторы могут приводить к отказу РЭА. При разработке РЭА, еще на стадии проектирования закладывается вполне определенный уровень надежности устройства.

Правильность выбора комплектующих, из которых строится РЭА, имеет принципиальное значение для обеспечения ее надежности. Прогресс в развитии РЭА обеспечивается прогрессом в развитии элементной базы.

Основой элементной базой современной РЭА являются микросхемы, благодаря своей высокой надежности.

Основной характеристикой надежности объекта (системы, устройства) является вероятность Р(t) его безотказной работы в течение времени t .для определения Р(t) удобно использовать понятие интенсивности отказов (t) , т.е. число отказов в единицу времени.

Анализ принципиальной и структурной схемы прибора показывает, что прибор является не резервируемой аппаратурой, при этом подразумевается, что все элементы в схеме включены последовательно. Вероятность безотказной работы такой системы в течении заданного времени определяется по формуле:

, (4.1)

где _i - интенсивность отказов элементов с учетом условий эксплуатации (1/ч);

t_p – заданное время работы (ч);

n – количество отказов

, (4.2)

где _0i – номинальная интенсивность отказов;

к₁ – коэффициент зависимости от ударных нагрузок;

к₂ - коэффициент зависимости от воздействия вибрации;

к₃ – коэффициент, зависящий от атмосферного давления;

к₄ - коэффициент, зависящий от влажности и температуры

Так как прибор эксплуатируется в лабораторных условиях, то коэффициенты к₁=к₂=к₃=к₄=1.

На основании схемы электрической и справочных данных были определены номинальные интенсивности отказов элементов схемы и коэффициенты нагрузки _i(T,k_n). Полученные данные сведены в таблицу

Для расчета надежности источника питания, сводим в таблицу интенсивности отказов элементов.

Интенсивность отказов элементов. Таблица 4.1.

Характеристики

Список файлов ВКР