Проектирование печатной платы

курсовая работа

5. Описание технологии изготовления печатной плат

Расчёт потребляемой мощности

Каждый электрорадиоэлемент блока системы потребляет электрическую энергию от источника питания. Суммарная мощность, потребляемая всеми ЭРЭ блока памяти, определяет ток, идущий по цепи питания от источника питания к блоку памяти.

Полная потребляемая мощность разрабатываемого контроллера определяется суммированием потребляемых отдельными микросхемами мощностей.

Потребляемая мощность резистором находиться по формуле [4];

, (1)

где Pr - мощность резистора , Вт.;

U - напряжение, падающее на резисторе, В.;

R - сопротивление резистора, Ом.;

n - количество резисторов, Шт.;

Вт.

Общая мощность (Pобщ) рассчитывается путем сложения всех ЭРЭ платы.

Pобщ=0,45+0,5*8(4)+0,45+0,2+0,002*6(0,012)+0,002*8(0,016)+0,45*4(1,8)+0,005*43(0,215)+0,45=7,593 Вт

Расчёт температурного режима

Большая часть энергии, получаемой от ЭРЭ от источника питания, рассеивается ими в виде тепла. Расчёт температурного режима необходим для того, чтобы проверить, не выходит ли температура элементов устройства из допустимого диапазона, и для проектирования системы охлаждения при её необходимости.

Для расчёта температуры обычно используют следующие формулы:

QJA =(TJ-TA)/P, (2)

QJC =(TJ-TC)/P, (3)

QCA =(TC-TA)/P, (4)

QJA = QJC + QCA, (5)

TJ=TA + P*(QJA), (6)

TC=TA + P*(QCA), (7)

где QJA - тепловое сопротивление кристалл-среда (?С/Вт);

QJC - тепловое сопротивление кристалл-корпус (?С/Вт);

QCA - тепловое сопротивление корпус-среда (?С/Вт);

TJ - температура кристалла (?С);

TC - температура корпуса (?С);

TA - температура среды (?С);

P - мощность (Вт).

Результаты расчёта температуры корпусов ЭРЭ при отсутствии принудительного охлаждения приведены в таблице 2

Таблица 2 - Температурный режим ЭРЭ

Обозначение

Наименование

Р, Вт

QJA, °C/Вт

Температура кристалла, °C

25°C

45°C

DD1

Микросхема Atmel AT90S2313

0,45

65

54,25

74,25

HL1-HL8

TA07-11

0,5

45

27,5

47,5

DA1

K155TM5

0,45

25

30

30

DD3

ULN2003

0,2

25

30

50

DD2,DD4,

DD5,DD6,

DD7,DD8

74HC259

0,002

60

25,2

45,2

HL1,HL2,HL3,HL4,HL5,

HL6,HL7,HL8

TA07-11

0,002

60

25,2

45,2

VT1

BC847C

С1, C2,C3,C4

К54

0,45

12

30,4

50,4

R1-R43

ОМЛТ

0,005

40

25,2

45,2

Расчёт температурного режима показывает, что нагрев ЭРЭ не выходит за пределы, установленные в технической документации (-45/+85). При нормальной температуре (+20°C -+30°C) проектируемое устройство может работать без дополнительных систем охлаждения (радиаторов, вентиляторов). При работе устройства в корпусе и высокой температуре окружающего воздуха возможна ситуация, когда пассивного охлаждения станет недостаточно, температура воздуха внутри корпуса начнёт повышаться, вызывая увеличение нагрева ЭРЭ, что приведёт к дальнейшему нагреву воздуха в корпусе. При развитии этой ситуации возможен перегрев радиоэлементов, поэтому в устройстве целесообразно создать усильный пассивный теплообмен.

  • Делись добром ;)