Министерство образования и наук Российской Федерации
Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ»
Кафедра «Инжиниринг и менеджмент качества»
МЕТОДИКА РАСЧЁТА ПАРАМЕТРОВ ПЕЧАТНЫХ УЗЛОВ НА БАЗЕ ПРОГРАММЫ «UrAn»
Методические указания
Санкт-Петербург
2009
УДК 621.
Методика расчета печатных узлов на базе программы «UrAn»; методические указания/ ; Балт. гос. техн. ун-т. - СПб., 2009. с.
Методические указания содержат алгоритм программы, позволяющей рассчитать на ПК параметры печатных узлов приборных устройств.
Соответствует курсам «Конструирование и производство типовых приборов и устройств» и «Основы конструирования и технологии производство РЭС».
Предназначено для студентов дневной формы обучения по специальности 191000 «Технология приборостроения», специальности 072000 «Стандартизация и сертификация», специальности 230201 «Информационные системы и технологии» кафедры « Инжиниринг качества и сертификация», а также для специальностей 210305 и 210304 «Радиоэлектронные системы» кафедры «Радиоэлектронных системы управления» и кафедры «Системы обработки информации и управление», а также студентов вечернего факультета при курсовом и дипломном проектировании.
УДК 621
Рецензент канд. техн. наук, проф. БГТУ
Утверждено
редакционно-издательским
советом университета
© БГТУ, 2009
Введение
Учебными планами курсов «Конструирование и производство типовых приборов и устройств», «Основы конструирования и технологии производство РЭС» для студентов дневной и вечерней формы обучения предусмотрено выполнение комплексного курсового проекта по проектированию печатного узла электронного устройства.
При разработке конструкции печатных плат и печатного узла обычно решаются следующие задачи:
1) схемотехнические - трассировка печатных проводников,
минимизация количества слоев печатной платы и т. д.;
2) радиотехнические - расчет паразитных наводок, параметров линий
связи и т. д.;
3) теплотехнические - температурный режим работы печатного узла,
теплоотвод и т. д.;
4) конструктивные – оптимальное размещение электронных элементов на печатной плате и их контактирование и т. д.;
5) технологические - выбор метода изготовления печатной платы и методов монтажа электронных элементов.
Эти задачи взаимосвязаны, например, от метода изготовления зависят точность размеров печатных проводников и их электрические характеристики, а от расположения проводников - степень влияния их друг на друга и т. д. Высокая сложность современных схем приводит к необходимости автоматизации задач размещения, трассировки, расчета тепловых режимов, электромагнитного взаимодействия компонентов на печатной плате. По существу, задача размещения и трассировки сводится к перебору (полному или частичному) возможных вариантов размещения соединяемых элементов и нахождения оптимального. Критерием оптимальности является минимальная сумма длин всех размещаемых на плате печатных проводников. Соответствующие вопросы подробно рассматриваются дисциплиной САПР.
На начальных этапах вышеуказанных курсов выполнение курсового проекта студентами осуществляется с помощью методического руководства [1]. При этом производится по соответствующим методикам конструирование печатных плат заданного варианта электрической схемы электронного устройства, оценка помехоустойчивости печатного узла, расчет теплового режима электронного блока.
Предлагаемая программа «UrAn» предназначена для автоматизированного расчёта параметров печатных плат, помехоустойчивости и теплового режима печатного узла на ПК и позволяет значительно минимизировать временные затраты на вышеуказанные расчеты. За основу в алгоритме программы была принято вышеуказанное методическое руководство [1]. В разработке программы принимали участие студенты кафедры и
1. Запуск программы
Для начала работы найдите каталог UrAn на диске, войдите в него и запустите программу UrAn. exe. Перед Вами появится экран, показанный на рис.1. Программа защищена паролем для защиты прав разработчиков.
Ввести пароль, выданный преподавателем.
Рис. 1. Запуск программы UrAn.
Для продолжения работы нажмите кнопку ОК. Появится окно сообщения о том, что пароль правильный, после этого программа активируется и готова к дальнейшему использованию.
2. Ввод личных данных
На рабочем окне нажмите на вкладку файл - сохранить (рис.2). Здесь студенту необходимо ввести либо фамилию, либо номер группы и вариант задания, либо любой другой идентификационный параметр по которому возможно будет определить файл отчёта.
Рис.2 Экран запроса персональных данных.
На экране, показанном на рис.2 имеется одно поле – поле ввода имени файла отчёта. В этом поле указывается имя файла отчёта и его расширение (тип). Для избежания проблем с файлом отчёта не меняйте расширение с формата *.txt. По завершению ввода личных данных нажмите кнопку ОК.
Далее на рабочем окне нажмите вкладку файл – создать. Появится окно: «Выбор этапа проектирования».
3.Оценка геометрических параметров проводящего рисунка
Выберите этап «Оценка геометрических параметров проводящего рисунка» в рабочем окне (рис3).
Рис.3. Экран выбора этапа проектирования
Для продолжения работы нажмите кнопку ОК.
Конструктивно технологический расчёт печатных плат проводится с учётом производственных погрешностей рисунка проводящих элементов, фотошаблонов, базирования, сверления, экспонирования и т. д. по ОСТ 4.010.019-81 и ГОСТ 23751-79
В появившемся новом рабочем окне (рис.4) «Конструирование печатных плат» необходимо выбрать по каким критериям проводить расчёт:
Расчёт конструктивных параметров печатных проводников с учётом технологических погрешностей получения проводящего рисунка;
Критерий Б. Расчёт конструктивных параметров печатных проводников с учётом погрешностей получения защитного рисунка и технологических особенностей различных способов изготовления проводящего рисунка.
Рис.4 Конструирование печатных плат
При выборе варианта А, отметить пункт А на рабочем окне.
Для продолжения работы нажать кнопку Далее. В появившемся новом окне введите все данные для расчёта конструктивных параметров печатных проводников с учётом критерия А [1,2] (рис5).
Для корректной работы программы рекомендуется ввести данные для расчётов в каждое поле ввода данных. В противном случае программа выдаст сообщение, что введены не все необходимые данные.
После ввода данных, с которыми программа будет оперировать, для автоматического выполнения расчётов нажмите кнопку Далее. Расчёт критерия А закончен. Пример файла отчета представлен в приложении 1.
При выборе критерия Б необходимо выбрать пункт Б на рабочем столе (рис.4). Для продолжения работы нажать кнопку Далее. Расчёт состоит из двух шагов.
Шаг 1/2:
В появившемся новом окне введите все данные для расчёта конструктивных параметров печатных проводников с учётом критерия Б [1,2] (рис 6).
Рис.6 Ввод параметров.
Если все параметры введены, нажмите кнопку Далее для продолжения работы.
Шаг 2/2:
В появившемся новом окне введите все данные для расчёта конструктивных параметров печатных проводников с учётом критерия Б [1,2] (рис 7.).
После ввода данных, с которыми программа будет оперировать, для автоматического выполнения расчётов нажмите кнопку Далее. Расчёт критерия Б закончен. Пример файла отчета представлен в приложении 2.
4. Оценка помехоустойчивости.
Выберите этап «Оценка помехоустойчивости» в рабочем окне (рис.3).
Для продолжения работы нажмите кнопку ОК.
В появившемся новом рабочем окне (рис.8.) «Оценка помехоустойчивости» выберите «Расчёт проводящего рисунка по постоянному току».
Рис. 8. Оценка помехоустойчивости
Для продолжения нажмите кнопку Далее. В появившемся новом окне введите все данные для расчёта проводящего рисунка по постоянному току [1,2] (рис 9).
Рис. 9. Расчёт проводящего рисунка по постоянному току.
После ввода данных для автоматического выполнения расчётов нажмите кнопку Далее. Расчёт проводящего рисунка по постоянному току закончен. Пример файла отчета представлен в приложении 3.
Далее проводится оценка помехоустойчивости по методике [1,2].
Выберите пункт «Расчёт проводящего рисунка по переменному току» (Рис. 8) и нажмите кнопку Далее. Расчёт состоит из двух шагов.
Шаг 1/2:
В появившемся новом окне введите все данные для расчёта проводящего рисунка по переменному току [1,2] (рис 10).
Рис. 10. Расчёт проводящего рисунка по переменному току
Если все параметры введены, нажмите кнопку Далее для продолжения работы.
Шаг 2/2:
В появившемся новом окне введите все данные для расчёта проводящего рисунка по переменному току [1,2] (рис. 11). 
Рис. 11. Расчёт проводящего рисунка по переменному току
После ввода данных для автоматического выполнения расчётов нажмите кнопку Далее. Расчёт проводящего рисунка по переменному току закончен. Пример файла отчета представлен в приложении 4.
Далее проводится оценка помехоустойчивости по методике предложенной [1,2].
5. Защита печатных узлов от тепловых воздействий
Выберите этап «Защита узлов от тепловых воздействий» в рабочем окне (рис 3.).
Для продолжения работы нажмите кнопку ОК. В появившемся новом рабочем окне (рис 12.) «Защита узлов от тепловых воздействий» выберите пункт «Расчёт теплового режима блока РЭА с естественным воздушным охлаждением». Для продолжения нажмите кнопку Далее. Расчёт состоит из двух шагов:
Шаг 1/2:
Рис. 12. Защита узлов от тепловых воздействий
Для продолжения нажмите кнопку Далее. В появившемся новом окне введите все данные для расчёта теплового режима блока РЭА с естественным воздушным охлаждением [1,2] (рис 13).
Рис. 13. Расчёт теплового режима блока РЭА с естественным воздушным охлаждением
После ввода данных для автоматического выполнения расчётов нажмите кнопку Далее.
Шаг 2/2:
В появившемся новом окне введите все данные для расчёта теплового режима блока РЭА с естественным воздушным охлаждением [1,2] (рис 14.).
Рис. 14. Расчёт теплового режима блока РЭА с естественным воздушным охлаждением
После ввода данных для автоматического выполнения расчётов нажмите кнопку Далее. Расчёт теплового режима блока РЭА с естественным воздушным охлаждением закончен. Пример файла отчета представлен в приложении 5. Далее делается вывод о целесообразности (или нецелесообразности) применения принудительного воздушного охлаждения.
В случае необходимости принудительного воздушного охлаждения в рабочем окне (рис. 12) «Защита узлов от тепловых воздействий» выберите пункт «Расчёт теплового режима блока РЭА с принудительным воздушным охлаждением». Для продолжения нажмите кнопку Далее. Расчёт состоит из двух шагов:
Шаг 1/2:
В появившемся новом окне введите все данные для расчёта теплового режима блока РЭА с принудительным воздушным охлаждением [1,2] (рис 15).
Рис. 15. Расчёт теплового режима блока РЭА с принудительным воздушным охлаждением
После ввода данных для автоматического выполнения расчётов нажмите кнопку Далее.
Шаг 2/2:
В появившемся новом окне введите все данные для расчёта теплового режима блока РЭА с принудительным воздушным охлаждением [1,2] (рис 16).
Рис. 16. Расчёт теплового режима блока РЭА с принудительным воздушным охлаждением
После ввода данных для автоматического выполнения расчётов нажмите кнопку Далее. Расчёт теплового режима блока РЭА с принудительным воздушным охлаждением закончен.
Пример файла отчета представлен в приложении 6.
На основании полученных данных делается вывод о целесообразности увеличения расхода воздуха и повторения расчетов.
Результаты расчёта сохранены в файле с вашими идентификационными параметрами. (см. § 1.2 )
6. Настройка и ошибки в работе программы UrAn
Запуск программы
Для начала работы необходимо определить каталог, в которой будет находиться файл UrAn. EXE и где будет сохраняться файл отчёта. Желательно этот каталог, для удобства, разместить на рабочем столе и назвать UrAn.
Программа может работать только в режиме окна. Желательно поставить разрешение экрана 1280*800 (На рабочем столе щёлкнуть правой кнопкой мыши и выбрать пункт «Свойства/параметры»).
Также предусмотрена возможность настройки файла отчёта, если при вводе имени файла отчёта расширение *.txt поменять на любой тип, поддерживаемый Microsoft Word. Для более удобной работы с файлом отчёта при вводе имени файла можно установить тип файла *.doc. При вводе данных в программу напротив введённого числа в каждой ячейке ставится галочка, пока все галочки не будут заполнены, т. е. до тех пор пока вы не введёте все необходимые данные в программу, расчёт выполнен не будет. Если те или иные данные, которые необходимы программе, не нужны для расчёта, то в ячейке нужно поставить цифру 0.
Возможные неисправности
Если в процессе работы программа зависла необходимо закрыть программу и запустить её заново. При этом все полученные данные будут неполными и потребуется заново вводить данные в программу. Это ошибка, которая может возникнуть при неправильном процессе работы Windows.
Приложение 1
|Оценка геометрических параметров проводящего рисунка|
----------------------------------------------------
Расчёт конструктивных параметров печатных проводников с учётом технологических погрешностей получения проводящего рисунка:
Значение технологических коэффициентов:
Максимальное значение диаметра вывода навесного элемента, мм. die..........................................................................1,2
Разность между мин. значением диаметра отверстия и мкас. диаметром вывода устанавливаемого элемента, мм. r............................................0,15
Нижнее предельное отклонение номинального значения диаметра отверстия, мм. deltaDno...................................................................-0,15
Верхнее предельное отклонение номинального значения диаметра отверстия, мм. deltaDvo....................................................................0,10
Минимально допустимая ширина проводника, мм. tmd .............................................................................0,8
Нижнее предельное отклонение ширины проводника, мм. deltaTno...................................................................-0,08
Верхнее предельное отклонение ширины проводника, мм. deltaTvo....................................................................0,08
Минимально допустимоерасстояние между соседними элементами, мм. Smd............................................................................0,25
Диаметральное значение позиционного допуска расположения центров отверстий относительно ном. положения узла координатной сетки, мм. DELTAp.............0,2
Диаметральное значение позиционного допуска расположения контактных площадок относительно их номинального положения, мм. DELTAd .........................0,08
Количество проводников между отверстиями, n..............................................................................1
Диаметр контактной площадки, мм. D1...........................................................................0,8
Диаметр контактной площадки, мм. D2...........................................................................0,8
Гарантированный поясок bpg..........................................................................0,1
Глубина подтравливания диэлектрика deltaDtr.......................................................................0
Диаметральное значение позиционного допуска расположения проводника относительно номинального положения deltal...............................................0,05
Выбрана двустороняя печатная плата
Выбран 3 класс точности печатной платы
Номинальное значение диаметра монтажного отверстия d=die+r+|deltaDno|=....................................................1,5 (1.1 [1])
Номинальное значение ширины проводника t=tmd+|deltaTno|=.....................................................0,88 (1.2[1])
Номинальное значение расстояния между элементами проводящего рисунка S=Smd+deltaTvo=.......................................................0,33 (1.3[1])
Минимальный диаметр контактной площадки D=(d+deltaDvo)+2*bpg+deltaTvo+2*deltaDtr+(DELTAp^2+DELTAd^2+deltaTno^2)^0.5=..............................................................2,10978250586152 (1.4[1])
Минимальное расстояние расстояние для прокладки n-го количества проводников L=(D1+D2)/2+t+s*(n+1)+deltal=.........................................2,39 (1.5[1])
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________|
Приложение 2
|Оценка геометрических параметров проводящего рисунка|
----------------------------------------------------
Расчёт конструктивных параметров печатных проводников с учётом погрешностей получения защитного рисунка и технологических особенностей различных способов изготовления проводящего рисунка:
Значение технологических коэффициентов:
Толина платы, мм. Hp.........................................................1,5
Толина фольги, мм. Hf ......................................................0,035
Диаметр металлизированного отверстия, мм. dMotv .............................0,8
Расстояние между центрами рассматриваемых элементов, мм. Lo....................2
Толщина предварительно осаждённой меди, мм. hpm............................0,005
Толщина наращенной гальванической меди, мм. hg..............................0,05
Толщина металлического резиста, мм. hr......................................0,02
Погрешность расположения отверстия относительно координатной сетки, обусловленная точностью сверлительного станка, мм. DELTAo...................0,02
Погрешность базирования плат на сверлительном станке, мм. DELTAb............0,01
Погрешность расположения оси координатной площадки относительно оси координатной сетки на фотошаблоне, мм. DELTAsha..........................................0,02
Погрешность расположения проводника на фотошаблоне относительно координатной сетки, мм. DELTAshat........................................................0,03
Погрешность расположения элементов при экспонировании на слое, мм. DELTie......................................................................0,01
Погрешность расположения контактной площадки на слое из-за нестабильности его линейных размеров, % от толщины. DELTAm........................................0
Погрешность расположения базовых отверстий на затворке, мм. DELTABe........................................................................0
Погрешность расположения базовых отверстий на фотошаблоне, мм. DELTAp......................................................................0,01
Погрешность расположения контактной площадки на слое, обусловленная точностью пробивки базовых отверстий, мм. DELTApr........................................0
Погрешность расположения контактной площадки, обусловленная точностью изготовления базовых штырей пресс-форм, мм. DELTApf............................0
Погрешность диаметра отверстия, мм. deltaD..................................0,05
Погрешность изготовления окна фотошаблона, мм. deltaDsha....................0,01
Погрешность изготовления линии фотошаблона, мм. deltaTsha...................0,03
Погрешность диаметра контактной площадки фотокопии при экспонировании рисунка, мм. deltaIE.................................................................0,02
Гарантированный поясок bpg...................................................0,1
Отношение диаметра отверстия к толщине gamma................................0,33
Минимальная эффективная ширина проводника tp1min............................0,15
Выбрана двустороняя печатная плата
Выбран 3 класс точности печатной платы
Выбран Комбинорованный метод получения проводящего рисунка
Выбран Фотохимический метод получения защитного рисунка
Минимальный диаметр металлизированного отверстия dmmin=Hp*gamma=......................................................0,495 (1.6 [1])
Диаметр сверла dsv=dMotv+0.15=........................................0,95 (1.9[1])
Максимальный диаметр просверленного отверстия dmmax=dsv+deltaD=........................................................1 (1.8[1])
Погрешность расположения отверстий deltaotv=deltao+deltab=..............................................0,03 (1.11[1])
Погрешность расположения контактной площадки deltakp=deltasha+deltie+(deltap+deltie)/2=...........................0,04 (1.20[1])
Минимальный эффективный диаметр контактной площадки D1min=2*(bpg+dmmax/2+deltaotv+deltakp)=..............................1,34 (1.19[1])
Минимальный диаметр контактной площадки Dmin=D1min+1.5*(Hf+hpm)+hr=..........................................1,42 (1.15[1])
Минимальный диаметр окна фотошаблона Dshamin=Dmin-hr=.................1,4 (1.21[1])
Максимальный диаметр окна фотошаблона Dshamax=Dshamin+deltadsha=.....1,41 (1.23[1])
Максимальный диаметр контактной площадки Dmax=Dshamax+deltaIE+hr=............................................1,45 (1.24а[1])
Минимальная ширина проводников tpmin=tp1min+1.5*(Hf+hpm)+hr=........................................0,23 (1.27[1])
Минимальная ширина линии на фотошаблоне tshamin=tpmin-hg=............0,18 (1.31[1])
Максимальная ширина линии на фотошаблоне tshamax=tshamin+detaTsha=............................................0,21 (1.33[1])
Максимальная ширина проводника на слое tpmax=tshamax+hg+hr+deltaIE=..........................................0,3 (1.34[1])
Минимальное расстояние между проводником и контактной площадкой S1min=Lo-((Dmax/2+deltakp)+(tpmax/2+deltashat))=.............................1,055 (1.35[1])
Минимальное расстояние между контактными площадками s2min=Lo-(Dmax+2*deltakp)=....................................................0,47 (1.36)
Минимальное расстояние между двумя проводниками s3min=Lo-(tpmax+2*deltashat)=.................................................1,64 (1.37)
Минимальное расстояние между проводником и контактной площадкой на фотошаблоне s4min=Lo-((Dshamax/2+deltakp)+(tpmax/2+deltashat+deltakp))=.........1,035 (1.38)
Минимальное расстояние между двумя контактными площадками на фотошаблоне s5min=Lo-(Dshamax+2*deltakp)=........................................0,51 (1.39)
Минимальное расстояние между двумя проводниками на фотошаблоне s6min=Lo-(tshamax+2*deltashat)=...............................................1,73 (1.40)
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________|
Приложение 3
|Оценка помехоустойчивости |
----------------------------------------------------
Расчёт проводящего рисунка по постоянному току:
Значение технологических коэффициентов:
Удельное сопротивление проводника, Ом*мм^2/м. Ro...........................0,017
Толщина фольги, мм. Hf......................................................0,05
Ширина проводника, мм. Bf...................................................0,25
Длина проводника, м. l......................................................0,02
Ток, А. I...................................................................0,01
Номинальное значение напряжения питания, В. Ep.................................5
Удельное поверхностное сопротивление диэлектрика, Ом. Ro0............50000000000
Зазор между проводниками, мм. DELTA.......................................0,228
Наибольшая длина совместного прохождения проводников, мм. L1 ..................4
Удельное объемное сопротивление диэлектрика основания ПП, Ом*м. Rov...5000000000
Толщина ПП, м. Hpp.......................................................0,00005
Площадь проекции одного проводникана другой, м^2. Sp......................0,0001
Падение напряжения на проводнике Up=(Ro*I*L)/(Hf*Bf)=............................................2,720E-04 (1.41)
Сечение проводника шины питания или земли Spz >= (Ro*I*L)/(0.02*Ep)=.............................................3,400E-05 (1.43)
Поверхностное сопротивление изоляции парралельных печатных проводников Rs=Ro0*DELTA/L1=................................................2,850E+09 (1.44)
Объёмное сопротивление изоляции между проводниками противоположных слоёв ДПП и внутренних слоёв МПП Rv=Rov*hpp/Sp=............................2,500E+09 (1.45)
Сопротивление изоляции параллельных проводников Ri=(Rs*Rv)/(Rs+Rv)=.............................................1,332E+09 (1.46)
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________|
Приложение 4
|Оценка помехоустойчивости |
----------------------------------------------------
Расчёт проводящего рисунка по переменному току:
Значение технологических коэффициентов:
Ширина проводника, мм. Sh...................................................0,25
Погонная индуктивность одиночного проводника, мГн/см. Lpo..................0,178
Изменение выходного тока переключения, А. delta I............................0,1
Длительность импульса, нс. ti.................................................10
Минимальный запас помехоустойчивости логического элемента, В. Uzpy...........0,5
Длина проводника, мм. Lsr (для оценки времени задержки сигнала)...................................................................0,045
Погонная задержка сигнала по проводнику в вакууме, нс/м. tetta0..............3,3
Диэлектрическая проницаемость платы. Ep........................................6
Диэлектрическая проницаемость лака. El.........................................4
Длина совместного прохождения проводников, мм. L...........................0,045
Типы линий связи в печатных узлах ( с. 35, рис. 1.9)...........................а
Толщина проводника, мм. W...................................................0,05
Ширина проводника, мм. b....................................................0,31
Зазор между проводниками, мм. delta.........................................0,95
Толщина печатной платы, мм. h ( для с. 35, рис. 1.9 б, в )......................0
Толщина параллельных проводников круглово сечения, мм. d (для с. 35, рис. 1.9 г).............................................................................0
Эквивалентное сопротивление, Ом. R1..........................................620
Эквивалентное сопротивление, Ом. R2.........................................1000
Эквивалентное сопротивление, Ом. R3.........................................3600
Сопротивление изоляции, МОм. Ru...............................................18
Выходное напряжение эквивалентной схемы, В. Uvih...........................0,035
Частота передачи гармонического сигнала, рад/с. W.........................125664
Падение импульсного напряжения на длине проводника в 1 см UL=(Lpo*DeltaI)/ti=.............................................1,780E-03 (1.47)
Максимальная длина проводника Lmax<=Uzpy/UL=..................................................2,809E+02 (1.48)
Задержка при передаче сигнала по линии связи tz:=teta0*Lsr*sqrt(Er*1)=.......................................3,321E-01 (1.49)
Относительная диэлектрическая проницаемость основания платы Er=0.5*(Ep+El)=........................................................5,000E+00
Значение ёмкости печатных проводников c=(1.06*Er*L)*ln(10)/ln((2*delta)/(W+b))=.......................3,301E-01 (1.50)
Коэффициент взаимоиндуктивности проводников M=2*L*(ln(2*L/(delta+b)))=.....................................-2,375E-01 (1.51)
Напряжение перекрестной помехи на входе-выходе пассивной линии U23=Uvih/(R2+R3)*(R2*R3/(R2*R3/(R2+R3)+Ru/(1+Omega*C*Ru)+/-Omega*M*(R2*R3/(R2+R3))/R1)=3,217E-01 (1.65)
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________|
Приложение 5
|Защита узлов от тепловых воздействий |
----------------------------------------------------
Расчёт теплового режима блока РЭА с естественным воздушным охлаждением :
Значение технологических коэффициентов:
Размеры блока, м.
Lb1.........................................................................0,07
Lb2........................................................................0,075
Lb3........................................................................0,072
Размеры нагретой зоны, м.
L31.........................................................................0,06
L32........................................................................0,065
L33........................................................................0,012
Мощность рассеивания блока, Вт. Pb.........................................0,775
Мощность, рассеиваемая ЭРЭ(компонентом), наиболее критичным к перегреву, Вт. Rk..........................................................................0,15
Площадь поверхности ЭРЭ, наиболеее критичных к перегреву, м^2. Sk......................................................................0,000125
Максимальная температура окружающей среды, о С. Toc...........................50
Количество вентиляционных отверстий. Nvo.......................................0
Площадь одного отверстия, м^2. Svo.............................................0
Допустимая температура компонента, о С. Tk. dop...............................120
Объём печатной платы, мм^3. Vpp......................................0,000007875
Объём компонентов в узлах, мм^3. Vk.................................0,0000037564
Объём блока, мм^3. Vb...................................................0,000378
Перегрев кожуха блока (без учёта вентиляционных отверстий) (по графику стр.41 рис 1.12), о С. delta T1......................................................11
Перегрев НЗ (без учёта вентиляционных отверстий) (по графику стр.41 рис 1.12), о С. delta T2...................................................................15
Коэффициент, учитывающий перегрев при наличии вентиляционных отверстий ( по графику стр.42 рис. 1.13). km..................................................1
Критичная величина перегрева НЗ ( по графику стр.44 рис. 1.14), о С. deltaTkr......................................................................40
Поверхность кожуха блока Skb=2*(Lb1*Lb2+Lb2*Lb3+Lb1*Lb3)=......3,138E-02 (1.66)
Поверхность нагретой зоны Snz=2*(L31*L32+(L31+L32)*L33*K3b)=...7,892E-03 (1.67)
Удельная мощность, рассеиваемая кожухом Qkb=Pb/Skb=............2,470E+01 (1.68)
Удельная мощность, рассеиваемая НЗ Qnz=Pb/Snz=.................9,820E+01 (1.69)
Суммарная площадь вентиляционных отверстий Ssumvo=Nvo*Svo=.....0,000E+00 (1.70)
Коэффициент перфорации Kpf=Ssumvo/(Lb1*Lb2)=...................0,000E+00 (1.71)
Перегрев кожуха блока deltaTkb=Km*DeltaT1*0.93=................1,023E+01 (1.72)
Перегрев нагретой зоны deltaTnz=Km*deltaT2=....................1,500E+01 (1.73)
Средний перегрев воздуха в блоке deltaTsp=0.6*deltaTnz=........9,000E+00 (1.74)
...deltaTkdop=Tkdop-Toc=...................................7,000E+01 (1.75-1.76)
Поскольку deltaTkdop >= deltaTkr, то дальнейший расчёт не требуется
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________|
Приложение 6
|Защита узлов от тепловых воздействий |
----------------------------------------------------
Расчёт теплового режима блока РЭА с принудительным воздушным охлаждением :
Значение технологических коэффициентов:
Размеры блока, м.
Lb1.........................................................................0,07
Lb2........................................................................0,075
Lb3........................................................................0,072
Размеры нагретой зоны, м.
L31.........................................................................0,06
L32........................................................................0,065
L33........................................................................0,012
Мощность рассеивания блока, Вт. Pb.........................................0,775
Мощность, рассеиваемая ЭРЭ(компонентом), наиболее критичным к перегреву, Вт. Rk.........................................................................0,150
Площадь поверхности ЭРЭ, наиболеее критичных к перегреву, м^2. Sk......................................................................0,000125
Допустимая температура компонента, о С. Tk. dop...............................120
Максимальная температура на выходе блока, о С. Tvh............................60
Расстояние в направлении продува воздуха от места поступления в блок до компонента. Lpk.............................................................0,05
Расход воздуха. Gb.............................................................5
Объём печатной платы, мм^3. Vpp......................................0,000007875
Объём компонентов в узлах, мм^3. Vk.................................0,0000037564
Объём блока, мм^3. Vb...................................................0,000378
Вспомогательный коэффициент, зависящий от расхода воздуха Gb (по графику с.42 рис 1.13,б). km1...............................................................1
Вспомогательный коэффициент, зависящий от площади поперечного сечения блока (по графику с.43 рис 1.13,в). km2..................................................5
Вспомогательный коэффициент, зависящий параметра Lb3 (по графику стр.43 рис 1.13,г). km3...................................................................0
Вспомогательный коэффициент, зависящий от коэффициента заполнения блока Kzb (по графику стр.43 рис 1.13,д). km4...............................................40
Критичная величина перегрева НЗ ( по графику стр.44 рис. 1.14), о С. deltaTkr......................................................................40
Средний перегрев воздуха в блоке deltaTsp=0.00005*Pb/Gb=.........................................7,750E-06 (1.83)
Площадь поперечного сечения блока, перпендикулярного направлению продува воздуха Sps=Lb1*Lb2=....................................................5,250E-03 (1.84)
Поверхность НЗ Snz=2*(L31*L32+L32*L33+L31*L33)=................1,080E-02 (1.85)
Коэффициент заполнения блока Kzb=(Vpp+Vk)/Vb=..................3,077E-02 (1.86)
Пререгрев НЗ deltaTnz=deltaTsp+km1*km2*km3*km4*Pb=.............7,750E-06 (1.87)
Удельная мощность, рассеиваемая НЗ Qnz=Pb/Snz=..................7,176E+01 (1.88)
...deltaTkdop=Tkdop-Toc=...................................7,000E+01 (1.89-1.90)
Поскольку deltaTkdop >= deltaTkr, то дальнейший расчёт не требуется
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________|
СОДЕРЖАНИЕ
Введение ……………………………………………………………………3
1. Запуск программы ……………………………………………………..4
2. Ввод личных данных …………………………..………………............5
3. Оценка геометрических параметров проводящего рисунка……..6
4. Оценка помехоустойчивости………………………………………….13
5. Защита печатных узлов от тепловых воздействий………………..16
6. Настройка и ошибки в работе программы UrAn………………… 22
Приложение 1 ……………………………………………………………...23
Приложение 2 …………………………………………………………….. 24
Приложение 3……………………………………………………………… 25
Приложение 4 …………………………………………………………….. 26
Приложение 5……………………………………………………………….27
Приложение 6……………………………………………………………….28
