Разработка устройства охраны с сигнализацией по телефонной линии, страница 8

Для расчетов радиаторов необходимо знать параметры, определяющие тепловые сопротивления отдельных участков системы «п.п. прибор–радиатор». К ним относятся тепловые сопротивления «коллекторный переход–корпус п.п. прибора», «корпус п.п. прибора–радиатор», «радиатор–окружающая среда».

Тепловое сопротивление «коллекторный переход–корпус п.п. прибора» определяется конструкцией самого прибора. Для уменьшения теплового сопротивления «корпус п.п. прибора–радиатор» поверхность радиатора в месте крепления п.п. прибора необходимо отшлифовать, обеспечив наибольшую площадь соприкосновения двух деталей.

Для контакта без прокладок и пасты тепловое сопротивление «корпус п.п. прибора – радиатор»:

R_{кор-рад}=5,2/S_к

, где S_к – площадь контактной поверхности п.п. прибора с радиатором [см²] S_к=3.3 см²

R_{кор-рад}=1.57 град/Вт

Превышение температуры корпуса п.п. прибора над температурой радиатора в месте установки п.п. прибора:

Δt=P_t*R

, где P_t – выделяющаяся мощность на п.п. приборе, Вт.

R=R_{кор–рад}+R_{кол–корп.}         R_{кол–корп.}=1.5 град/Вт

R=1.57+1.5=3.07 град/Вт

При максимальной выходной мощности, которая равна 50 Вт и сопротивлении нагрузки 4 Ома через нее будет протекать ток равный 3.53 А этот же ток будет протекать через п.п. прибор т.к. он включен последовательно цепи питания. Нетрудно вычислить, что напряжение падающее на нагрузке составит 14 вольт, учитывая напряжение питания которое составляет 30 вольт, падение напряжения на п.п. приборе составит 16 вольт и на нем будет выделятся мощность 56 Вт.

Δt=56*3.07=171.92

Площадь поверхности радиатора:

, где  ε_п–приведенная степень черноты для поверхности покрытой эмалью любого цвета. ε_п=0.95

α–коэффициент теплопередачи охлаждающей среды. Для воздуха с ламинарным движением α=10

 м²

Таким образом, площадь рассеиваемой поверхности радиатора должна составлять не менее 340 см² для каждого п.п. прибора. В данном усилителе мощности низкой частоты применяется одна микросхема TDA 7294 на каждый канал, так как каналов два, то необходимо два радиатора общей площадью 700 см²  (350 см² каждый).

6. Расчет показателя надежности

Расчет проводится при следующих допущениях:

1. время безотказной работы подчиняется экспоненциальному закону.

2. интенсивность отказов элементов различных групп при равных температурах для всех элементов.

3. интенсивность отказов не зависит от времени.

6.1 Расчет интенсивности отказов резисторов

Интенсивность отказов постоянных резисторов определяется:

λ_э=λ₀К_рК_эК_г

, где λ_э–интенсивность отказов в рабочем режиме;

λ₀–интенсивность отказов при Т=25° С и номинальной нагрузке;

К_р–коэффициент режима;

К_э–коэффициент зависящий от условий эксплуатации;

К_г–коэффициент зависящий от номинального сопротивления.

Интенсивность отказов подстроечных и переменных резисторов определяется:

λ_э=λ₀К_рК_эК_гК_S1

, где λ_э–интенсивность отказов в рабочем режиме;

λ₀–интенсивность отказов при Т=25° С и номинальной нагрузке;

К_р–коэффициент режима;

К_э–коэффициент зависящий от условий эксплуатации;

К_г–коэффициент зависящий от номинального сопротивления.

К_S1–коэффициент, зависящий от величины отношения рабочего напряжения к максимально допустимому.

Таблица 6.1

Интенсивность отказов резисторов