Расчёт основных параметров печатной платы и обоснование экономических показателей при её внедрении, страница 15

K₁(mR) =K₁(217.3*0.00584)=K₁(1.269)=0.39;

Среднеобъемный перегрев воздуха в блоке

,

Где = 2,207°C – перегрев корпуса блока во втором приближении относительно окружающей среды;

= 3,884°C - нагрев нагретой зоны во втором приближении относительно окружающей среды.

Тогда

°C.

Мощность. Рассеиваемая i-й микросхемой, равна Q_ИСi= 0,004 Вт.

Зазор между микросхемой и ПП равен δ_3i=1 мм;

λ₃ – теплопроводность сухого воздуха в зазоре при Т= 45°C (λ= 2,7*10^-2).

Подставляя числовые значения в формулу, получаем

t_{ИС ДД4} = 4,045 ^оС.

Таким образом, перегрев поверхности корпуса микросхемы ДД4 составил

t_{ИС ДД4} = 4,045 ^оС.

4.5.Определение температуры поверхности корпуса микросхемы.

Рассчитанная температура перегрева удовлетворяет условиям эксплуатации микросхемы:

t_ИС = t₀ + Δt_ИС;

t_ИС = 45 + 4,045 = 49,045 ^оС.

Из справочных данных допустимая температура для данной микросхемы составляет 0…+70 ^оС, т.е. дополнительной системы охлаждения не требуется.

5. Расчёт надёжности ФУ на ПП

При проектировании ЭА стремятся создать конструкцию, удовлетворяющую оптимальным соотношениям между заданными техническими характеристиками изделия, надёжностью в заданных условиях эксплуатации и технологичностью конструкции.

На этапе эскизного проектирования проводятся ориентировочные расчёты, учитывающие влияние на надёжность только количества и типов применяемых ЭРИ. На этапе технического проекта расчёты проводятся на уровне ячейки с учётом реальных электрических и тепловых режимов работы.

Расчёт надёжности заключается в определении показателей надёжности ЭА по известным характеристикам надёжности составляющих компонентов (ЭРИ, ПП, паяные соединения, соединитель) и условиям эксплуатации.

Расчёт всего блока представляет собой объёмную задачу вследствие большого числа входящих в него компонентов. При разработке блока на отдельные ячейки, входящие в его состав, даются собственные требования по надёжности. Совокупность этих требований дают общую надёжность блока. Поэтому будет выполнен расчёт одной  из ячеек, входящих в блок.

Исходные данные: Т_ср = 12 000 ч. – заданная наработка на отказ. Система является нерезервированной.

Интенсивность отказа элементов с учётом условий эксплуатации ЭА

где - номинальная интенсивность отказов;

k_н = k₁k₂k₃k₄–поправочный коэффициент на условия эксплуатации; k₁ и k₂ –поправочные коэффициенты в зависимости от воздействия механических факторов, k₁ = 2; k₂= 1,0 (условия эксплуатации – лаборатория ЭА); k₃ – поправочный коэффициент в зависимости от воздействия влажности и температуры, k₃ = 2 (для влажности 93% при температуре +25 ^оС); k₄ – поправочный коэффициент в зависимости от давления воздуха, k₄ = 1 (нормальное давление).

Тогда k_н = 2 ·1,0 ·2 · 1 = 4.

Влияние температуры при расчёте надёжности учитывают, используя коэффициенты электрической нагрузки k_н и температуру блока, полученную в результате теплового расчёта.

 - поправочный коэффициент в зависимости от температуры Т^о и коэффициента нагрузки k_н.

Температуру примем общей для всех ЭРИ: Т = 49 ^оС. Режим электрической нагрузки учитывается коэффициентом нагрузки.

Средние значения коэффициентов нагрузки k_н:

- для резисторов – 0,6;

- для конденсаторов – 0,7;

- для диодов – 0,5;

- для реле – 0,7.

Тогда поправочный коэффициент  равен:

- для резисторов – 1;

- для конденсаторов – 0,6;

- для диодов – 0,6;

- для реле – 1.

Значение  для исполняемых в ячейке ЭРИ приведены в таблице