Классификация РЭС. Условия эксплуатации РЭС. Конструктивное построение РЭС. Методы конструирования РЭС. Конструирование печатных плат. Сборка печатных узлов. Выбор системы охлаждения на начальной стадии конструирования. Сложный теплообмен, страница 6

1)  Сигнальных цепей с низким уровнем напряжения

2)  Силовых цепей с высоким уровнем потребляемой мощности

3)  Корпусных цепей (шасси, экраны)

Четыре способа заземления:

1)  Одноточечная послед. схема:

Недостаток: наибольший уровень помех

при  общей посл. включ. земл. шине

Чем больше опорная точка, тем ↑ ее потенциал      

Наиболее чувств. ФУ следует подключать ближе к опорной точке.

Систему заземления не следует применять для цепей с большим разбросом потребляемой мощности

2)  Одноточечная паралл. схема

Эффективна для f  до 1 МГц. Исключ. обратную связь через общий импеданс.

Минимальная вероятность появления замкн. ВЧ контуров





3)

Применяется на f > 10МГц. Стремится к наиболее близкому подключению ФУ к опорному заземлению.

4)   С плавающим заземлением

Применяется для чувствительных элементов схемы. При этом необходима полная изоляция схемы от корпуса

26

Теплопроводность- это молекулярный перенос теплоты в среде, обусловленный разностью

Для планарной конструкции – подчиняется обобщ. закону Фурье:

                   

- тепловой поток, перед за счет кондукции

- коэфф. тепловой проводимости

 где -толщина слоя

Для меди: =390  Вт/м*к

Al и сплавы: =15020  Вт/м*к

Слюда:  = 0.58  Вт/м*к

           

           удельное сопротивление(тепловое)

         

На основе сходства при расчете тепловых режимов можно пользоваться:

Для послед. и паралл. соединения резисторов                      


экр. схема

Удельное сопротивление для пластмассовых корпусов:  [K/Вт]

Для керамических корпусов :                                                 [K/Вт]

При проектировании РЭС для обеспечения требов. тепловых режимов работы необходимо выбирать материалы (корпусов ИС, теплоотводов) с ↑тепл-стью

В кондуктивных цепях передачи тепла контакты должны иметь малое тепловое сопротивление, его можно обеспечить за счет ↑ удельной нагрузки на контакт (применении соединений)

-1000 Н/ (болтовые соединения)

- пайка

- склеивание

27
Процесс переноса тепла между нагретой поверхностью тела и газообразной или жидкой среды при естественном или принудительном перемещении среды.

Количество теплоты, переносимое конвенкцией, определяется законом Ньютона:

Р к = α  к (t n-t c)*S;    Р к –количество теплоты; α  к –коэффициент конвенктивного теплообмена (Вт/м2*к); S-площадь среды передающей тепло. Сложность расчета Р к  заключается в сложности определения α  к. α  к –сложная функция 9 переменных.

На основе экспериментальных данных: На передачу тепла конвенкции вляют не все 9 переменных, а только несколько параметров. Они были выявлены и формализованы на основе критерий подобия.

(1)  Критерий Куссельта: Nnk L/λ. Он характеризует интенсивность теплообмена на границе тепла-поверхность твердого тела.

(2)  Критерий Грасегофа: Gг=GBL3(t n-t c)/U2  Характеризует относительную эффективность подъемной силы, которая вызывает естественную конвенкцию.

(3)  Критерий Прендтля: Рб =UCрS=Uа   Является теплофизической характеристикой теплоносителя. Для жидких Ме : Рб<<1 ; Для газа Рб примерно =1. Для жидкостей  Рб >>1.

L-длина тока. λ –коэффициент теплопроводности. В-коэффициент кинематической вязкости. U- коэффициент кинематической вязкости. а- коэффициент температурной проводности.

С помощью критериев подобия процесс конвенкции теплообмена выражают с помощью критерий уравнений: Nn(m)=C(PGr)nm. С-коэффициент. n-показатель степени. m- обозначает, что параметры берутся для средней температуры.
t m=0.5 ·(t n+t c) .

Количество теплоты, переносимое конвенкцией, зависит от режимов движения среды. При малых скоростях- ломинарный. При больших- турбулентный.

Переход одного режима в другой определяется значением числа Рейнольца.

Re=VL/U; V- скорость движения среды у поверхности твердого тела. U- кинематическая вязкость среды. L- определяющий геометрический параметр

28
В зависимости от показателя степени различают 4 закона теплообмена, которые соответствуют 4 режимам движения среды у поверхности твердого тела.

1)Закон 0й степени

Соответствует плёночному режиму при котором у поверхности твердого тела образуется почти неподвижная плёнка нагретой среды.

Перепад ∆toC- малый

Интенсивность незначительна и определяется теплопроводностью среды

Критерий Куссельга: Nu(m)=0,5

2)Закон 1/8 степени

Nu=1,18(PrCr)1/8

Ламинарное течение среды и закон характерен тонким телам.

3)Закон 1/4 степени

Наблюдается у кошухов крупногабаритных приборах (плоских цилиндрических)

Режим движения-переходной: интенсивность увеличивается в 2 раза чем у 1 и 2 законов.

Nu(m)= 0,54(PrCr)m1/4

4) Закон 1/3 степени (характерен для турбулентного движения среды)

Nu(m)= 0,135(PrCr)1/3

Интенсивность увеличивается, имеет место у аппаратов значительных размеров при больших ∆t
Системы воздушного охлаждения (естественного и принудительного) применяется в наземных РЭС. (в летательных аппаратах не применяется)

Интенсивность воздушного охлаждения увеличивается за счёт применения теплообменников.

29
Для теплопроводности конвекции и передачи тепла излучением : с законом Ома и с другой стороны

   

I=σ1- φ2)

На основании этой аналогии используем методы и теории электрических цепей интерпретации процесса теплообмена.
Если сравнить соотношения для тепловых потоков и электрического тока можно установить следующие аналогии:

1)  Rэ ó R (электрическое и тепловое сопротивления)

2)  σэ  ó σ (электрическая и тепловая проводимости)

3)  U ó ∆t (электрическое напряжение и перегрев)

4)  φ ó t (электрический потенциал и  температура)

5)  Р ó I (тепловой поток и электрический ток)

На основе этого сходства тепловой поток можно представить тепловой схемой. Элементами являются приёмники и источниками тепла и тепловые сопротивления.
Тепловые переменные величины в этой схеме подчиняются законам Ома- Кирхгофа для тепловых схем.