146274 (729479), страница 5

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

Текст из файла (страница 5)

Qэ₂₁ =0.125 Qэ₂₂ =0.125 Qэ₂₃ =0.125

- размеры корпуса блока без учета теплоотводящих ребер -

Lкх = 0.12 м, Lкy = 0.14 м, Lкz = 0,02 м,

• общая площадь внешней поверхности блока - Sк = 0.044 м²,

• площадь основания микросхемы - Sэоi , 10^-6 м²

Sэ₁ =444 Sэ₂ =444 Sэ₃ =444 Sэ₄ =161,25 Sэ₅ =161,25

Sэ₆ =161,25 Sэ₇ =161,25 Sэ₈ =161,25 Sэ₉ =146,25 Sэ₁₀ =146,25

Sэ₁₁ =161,5 Sэ₁₂ =161,25 Sэ₁₃ =146,25 Sэ₁₄ =146,25 Sэ₁₅=146,25

Sэ₁₆=146,25 Sэ₁₇=146,25 Sэ₁₈=146,25 Sэ₁₉=360 Sэ₂₀= 187,5

Sэ₂₁=187,5 Sэ₂₂=187,5 Sэ₂₃=187,5

• суммарная площадь поверхности микросхемы - Sэi, 10^-6 м²

Sэo₁ =1784 Sэo₂ =1784 Sэo₃ = 1784 Sэo₄ =612,5 Sэo₅ =612,5

Sэo₆ =612,5 Sэo₇ =612,5 Sэo₈ =612,5 Sэo₉ =562,5 Sэo₁₀ =562,5

Sэo₁₁ =612,5 Sэo₁₂ =612,5 Sэo₁₃ =562,5 Sэo₁₄ =562,5 Sэo₁₅ =562,5

Sэo₁₆ =562,5 Sэo₁₇ =562,5 Sэo₁₈ =562,5 Sэo₁₉ =1082 Sэo₂₀ =700

Sэo₂₁ =700 Sэo₂₂ =700 Sэo₂₃ =700

- размеры печатной платы - lx = 0.11 м, ly = 0.13 м,

- коэффициент перфорации корпуса блока - Кп = 1,

- толщина печатной платы - п = 0.0015мм,

- зазор между основанием микросхемы и печатной платой - з = 0.001 м,

- коэффициент теплопроводности диэлектрического основания платы - стеклотекстолита - 1 = 0.372 Вт/м*К,

- коэффициент теплопроводности материала, заполняющего зазор между микросхемой и печатной платой - воздух - s = 0.02442 Вт/м*К,

- объем печатной платы - Vп = 10*10^-6 м³,

- шаг установки микросхем на печатной плате- tx = 0.025м, ty = 0.017м,

- давление окружающей среды и давление внутри блока - Н1 = Н2 = 0.1 МПа,

- мощность выделяющаяся в блоке - Qб = 1,784 Вт.

Определяют удельную мощность корпуса блока - qк -

qк = Qб / Sк = 44.54 Вт/м²,

Определяют перегрев корпуса блока - к -

к = ко * Ккп * Кн1,

где ко - перегрев корпуса герметичного блока при давлении окружающей среды 0.1 Мпа

ко = 0.1472 * qк - 0.2962 * 10^-3 * qк² + 0.3127 * 10^-6 * qк³,

Ккп -коэффициент учитывающий перфорацию корпуса блока, при Ккп = 1,

Кн1 - коэффициент учитывающий давление окружающей cреды, при H1 = 1 МПа, Кн1 = 1.2,

Получим - к = 5.28 К.

Определяют удельную мощность нагретой зоны блока - qз -

Qб

q _з = = 0.066 Вт/ м²

2*(Lкх*Lку+(1/Lкх+1/Lку)*lк*lу*lz)

Определяют среднеобъемный перегрев нагретой зоны блока - з -

з = к + ( зо - ко ) * Ккп * Кн2,

где зо - среднеобъемный перегрев нагретой зоны блока в герметичном корпусе при давлении воздуха внутри блока 0.1 Мпа,

зо = 0.139 * qз - 0.1223 * 10^-3 * qз² + 0.0698 * 10^-6 * qз³,

Кн2 - коэффициент учитывающий давление воздуха внутри блока, при Н2 = 0.1 МПа, Кн2 = 1.

Получим - з = 2.97 К.

Определяют среднеобемный перегрев воздуха внутри блока - в -

в = ( з + к ) / 2 = 4.12 К.

Определяют тепловую проводимость от микросхемы к корпусу блока через воздух внутри блока - бк -

где Ка - коэффициент, учитывающий теплоотдачу от корпуса микросхемы, Вт/м²*К,

Ка = 23.54 / ( 4.317 + lg ( Sэi ) ),

Получим тепловую проводимость для микросхем, Вт*м²-

бк1 =0.01941 бк2 =0.01941 бк3 =0.01941 бк4 =0.00946 бк5 =0.00946

бк6 =0.00937 бк7 =0.00946 бк8 =0.00946 бк9 =0.00903 бк10 =0.00903

бк11=0.00937 бк12=0.00946 бк13=0.00903 бк14 =0.00903 бк15=0.00903

бк16=0.00903 бк17=0.00903 бк18=0.00903 бк19=0.01230 бк20= 0.01019

бк20=0.01019 бк20=0.01019 бк20=0.01019

Определяют параметр - m -

Определяют эквивалентный радиус микросхемы - Ri -

R= Sэ/п

Для каждой микросхемы получим, м -

R1 = 0.01189 R2 = 0.01189 R3 = 0.01189 R4 = 0.00716 R5 = 0.00716

R6 = 0.00725 R7 = 0.00716 R8 = 0.00716 R9 = 0.00682 R10 = 0.00682

R11 = 0.00725 R12 = 0.00716 R13 = 0.00682 R14 = 0.00682 R15 = 0.00682

R16 = 0.00682 R17 = 0.00682 R18 = 0.00682 R19 = 0.01070 R20 = 0.00772

R21 = 0.00772 R22 = 0.00772 R23 = 0.00772

Определяют собственный перегрев корпуса микросхемы - эс -

эс = К * Qэ / ( a + 1 / ( c + 1 / ( b + d ) ) ) ,

где K - эмпирический коэффициент. Рекомендуется принимать

К = 1.14 для микросхем, центр которых отстоит от торцов печатной платы на расстоянии меньше 3R, К = 1 для микросхем, центр которых отстоит от торцов на расстоянии больше 3R.

a, b, c, d - обозначения, принятые для упрощенной записи формулы - ________

a = ( ( Ка - 4 ) *  Н2 / 105 + 4 ) * ( Sэ - Sэо ) ,

________

b = ( 4.5 *  Н2 / 105 + 4 ) *  * R*R,

с = з / ( з *  * R * R ),

d = 2*  * R * 1 * п * m * ( К1 (m*R) / К0 (m*R) ),

где К0 (m*R) и К1 (m*R) - модифицированные функции Бесселя второго рода нулевого и первого порядка.

Проведя расчеты, получим для каждой микросхемы - эс , К -

эс1 = 0.19272 эс2 = 0.19272 эс3 = 0.19272 эс4 = 12.81684 эс5 = 12.81684

эс6 = 12.84973 эс7 = 12.81684 эс8 = 12.81684 эс9 =1.64644 эс10 =1.64644

эс11 = 4.11850 эс12 = 4.10796 эс13 =2.85961 эс14 =2.85961 эс15 =2.85961

эс16 = 38.12818 эс17 = 38.12818 эс18 = 38.12818 эс19 = 6.85716 эс20 = 9.40903

эс21 = 9.40903 эс22 = 9.40903 эс23 = 9.40903

Определяют предельный радиус взаимного теплового влияния- Rпр-

1

Rпр = ,

K0 (m*R) + 4 * K0 (2.7*m*R)

m * ( 0.105 * m * + 0.155 )

1 / tx + 1 / ty

Получим для каждой микросхемы - Rпр , м -

Rпр1 = 0.03694 Rпр2 = 0.03694 Rпр3 = 0.03694 Rпр4 = 0.03689 Rпр5 = 0.03689

Rпр6 = 0.03689 Rпр7 = 0.03689 Rпр8 = 0.03689 Rпр9 = 0.03688 Rпр10 = 0.03688

Rпр11 = 0.03689 Rпр12 = 0.03689 Rпр13 = 0.03688 Rпр14 = 0.03688 Rпр15 = 0.03688

Rпр16 = 0.03688 Rпр17 = 0.03688 Rпр18 = 0.03688 Rпр19 = 0.03693 Rпр20 = 0.03689

Rпр21 = 0.03689 Rпр22= 0.03689 Rпр23 = 0.03689

В дальнейших расчетах зададимся Rпр = Rпр1-Rпр18 = 36 мм.

Определяют наведенный перегрев для микросхем

( Qэi * K0 (m*r_ji) / K0 (m*R_i) )

эф_ji = ,

аi * ( 1 + ( c_i + 1 / a_i ) * ( bi + d_i ) )

где эф_ji - тепловое влияние i-той микросхемы на данную (j-тую),

r_ji - расстояние между центрами i-той микросхемы и данной,

a_i, b_i, c_i, d_i - обозначения, принятые для упрощения формы записи,

a_i = ( ( Каi - 4 ) *  Н2 / 10⁵ + 4 ) * ( Sэi - Sэоi ) ,

b_i = ( 4.5 *  Н2 / 10⁵ + 4 ) *  * Ri*Ri,

с_i = з / ( з *  * Ri * Ri ),

d_i = 2*  * Ri * 1 * п * m * ( К1 (m*Ri) / К0 (m*Ri) ),

Qэi, Ri, Каi, Sэi, Sэоi - параметры i-той микросхемы.

При расчетах необходимо учесть влияние только тех микросхем, центры которых отстоят от центра данной не далее Rпр.

Произведя расчеты получим эф , К–

эф1 = 0.02444 эф2 =0.01262 эф3 = 1.30447 эф4 = 0.92994 эф5 = 1.27076

эф6 = 1.07639 эф7 = 1.16395 эф8 = 0.93818 эф9 = 3.53786 эф10 = 0.48943

эф11 = 0.63164 эф12 = 1.06709 эф13 =,1.26717 эф14 =1.07594 эф15=2.74241

эф16=0.50932 эф17=0.48049 эф18=1.35534 эф19=2.35717 эф20 =1.37697

эф21=2.60099 эф21= 2.30956 эф21=1.42029

Определяют перегрев корпуса микросхемы относительно базовой температуры - э -

э = в + эс + эф,

Для каждой микросхемы получим - э , К -

э1 = 4.34575 э2 = 4.33394 э3 = 5.62579 э4 = 17.87538 э5 = 18.21619

э6 = 18.05471 э7 = 18.10938 э8 = 17.88361 э9 = 9.31290 э10 = 6.26447

э11 = 8.87874 э12 = 9.30365 э13 = 8.25538 э14 = 8.06415 э15 = 9.73062

э16 = 12.76610 э17 = 12.73727 э18 = 13.61212 э19 = 13.34293 э20 = 14.91460

э21 = 16.13862 э22 = 15.84719 э23 = 14.95791

Определяют температуру корпуса микросхемы - tэ -

tэ = to + э ,

Для каждой микросхемы получим - tэ , К -

tэ1 = 297.34575 tэ2 = 297.33394 tэ3 = 298.62579 tэ4 = 310.87538 tэ5 = 311.21619

tэ6 = 311.05471 tэ7 = 311.10938 tэ8 = 310.88361 tэ9 = 302.31290 tэ10 = 299.26447

tэ11 = 301.87874 tэ12 = 302.30365 tэ13 = 301.25538 tэ14 = 301.06415 tэ15 = 302.73062

tэ16 = 305.76610 tэ17 = 305.73727 tэ18 = 306.61212 tэ19 = 306.34293 tэ20 = 307.91460

tэ21 = 309.13862 tэ22 = 308.84719 tэ23 = 307.95791

Определяют перегрев воздуха для микросхемы относительно базовой температуры - вэ -

вэ = э - эс,

Для каждой микросхемы получим - вэ , К -

вэ1 = 4.30879 вэ2 = 4.15220 вэ3 = 5.14290 вэ4 = 5.36025 вэ5 = 5.39936

вэ6 = 5.20498 вэ7 = 5.29254 вэ8 = 5.06677 вэ9 = 7.66646 вэ10 = 4.61803

вэ11 = 4.76024 вэ12 = 5.19569 вэ13 =5.39577 вэ14=5.20454 вэ15 =6.87100

вэ16 =4.63792 вэ17 =4.60909 вэ18 =5.48394 вэ19 =6.48577 вэ20 =5.50557

вэ21 =6.72959 вэ22 =6.43816 вэ23 =5.54888

Определяют температуру воздуха для микросхемы - tвэ -

tвэ = to + вэ ,

Для каждой микросхемы получим - tэ , К -

tвэ1 = 297.15303 tвэ2 = 297.14122 tвэ3 = 298.43307 tвэ4 = 298.05854 tвэ5 = 298.39936

tвэ6 = 298.20498 tвэ7 = 298.29254 tвэ8 = 298.06677 tвэ9 = 300.66646 tвэ10 = 297.61803

tвэ11 = 297.76024 tвэ12 = 298.19569 tвэ13 = 298.39577 tвэ14 = 298.20454 tвэ15 = 299.87100

tвэ16 = 297.63792 tвэ17 = 297.60909 tвэ18 = 298.48394 tвэ19 = 299.48577 tвэ20 = 298.50557

tвэ21 = 299.72959 tвэ22 = 299.43816 tвэ23 = 298.54888

Рабочий диапазон температур микросхем: . Согласно технического задания контроллер предназначен для использования в качестве переносного оборудования при температуре . Температура корпуса микросхемы (согласно расчета) будет составлять , что входит в рабочий диапазон эксплуатации элементов. Принудительное охлаждение не требуется, согласно с графиком рекомендации выбора способа охлаждения.[ 3, Стр. 164 ]

Литература

1. Электронные вычислительные машины. Справочник. Под ред. С.А. Майорова, М.: Сов. радио, 1975

2. A.Я.Куземин «конструирование и микроминиатюризация электронно вычислительной аппаратуры». М:Радио и связь. 1985.

3. Технология и автоматизация производства РЭА. Под ред. А.П. Достанко, М.: Радио и связь, 1989

4. Разработка и оформление конструкторской документации РЭА. Справочник. Под ред. Э.Т. Романычевой, М.: Радио и связь, 1984

5. Аппаратура локальных сетей. Под ред. Ю.В. Новикова, М.: Издательство "ЭКОМ", 1998

6. Справочник разработчика и конструктора РЭА. Справочник. Под ред. М.Ю.Масленникова, М.: Издательство "Прибор", 1993

7. В.В. Шерстнев. «Конструирование и микроминитюризация ЭВМ», М.: Радио и связь, 1984

8. А.Я. Савельев, В.А. Овчинников. «Конструирование ЭВМ и систем», М.: Высшая школа, 1989

9. В.В. Павловский, В.И. Васильев, Т.Н. Гутман. «Проектирование технологических процессов изготовления РЭА», Пособие по курсовому проектированию: Учеб. пособие для вузов, М.: Радио и связь, 1982

21

Характеристики

Список файлов реферата