Установочные площади эрэ и ис

Наименование элемента	Тип элемента	Кол-во, шт	Размер, мм			Суммарная установочная площадь
			Д	Е	А
1. Микросхемы	К561ТМ2	1	22,1	7,6	5,1	167,96
	К561ЛА7	1	22,1	7,6	5,1	167,96
	К176ИЕ12	1	20	7,6	5,1	152
	К176ИЕ4	4	20	7,6	5,1	608
2.Индикаторы	АЛС324А	4	19,5	10,5	5,1	840
3. Транзисторы	КТ315Б	2	7,2	3	6	43,2
4. Диоды	Д220	1	12	4	5,1	48
5. Конденсаторы	К50-6	1	5	5	16	25
	КМ-5	3	3	5	5	225
	КТ4-23	1	8,2	8,5	2,5	69,7
6. Резисторы	МЛТ-0,125	10	2,2	8	2,2	154
7.Кварцевый резонатор	РК-206	1	2	6,3	4	12,6
Sуст= мм^2	2587

С учётом минимальных расстояний между элементами в 2,5 мм на печатной плате получаем S_уст=2587 мм².

Площадь платы, необходимая для размещения элементов:

S_уст=S_{уст i}*K_уст,

где К_уст=1...3 - коэффициент, учитывающий шаг установки элементов на плате.

Принимаем К_уст= 1.7, тогда

S_уст=2587*1.7=4397.9 мм²

Принимаем размер зоны для установки ЭРЭ и ИС S_уст=4500 мм² (75х60).

Зададимся размерами вспомогательных участков печатной платы. Размер участков a₁ и a₂, предназначенных для маркировки и клеймения печатной платы принимаем равными 5 мм. Размер l_b1=5 мм т.к. наша печатная плата устанавливается непосредственно в корпус. Принимаем l_b2=5 мм.

С учетом вспомогательных участков габаритные размеры платы будут 85х70 при S_платы=5950 мм². Данный размер соответствует ГОСТ 10317-84.

Следующим этапом компоновки печатной платы является размещение в заданных габаритных размерах всех элементов ЭРЭ и ИС, указанных в принципиальной электрической схеме. Эскиз печатной платы изображён в приложении 2, эскиз электрической принципиальной схемы приведён в приложении 1.

Коэффициент заполнения печатной платы равен:

Выводы:

• Была рассчитана печатная плата для изготовления цифрового частотомера.

• В результате расчета был выбран оптимальный вариант компоновки печатной платы, коэффициент заполнения которой 0.5 ≤ k ≤ 0.8.

Расчёт теплового режима.

Расчёт радиатора.

В устройстве нет мощных силовых ЭРЭ, а значит нет и теплонагруженных. Вследствие этого, в качестве элемента с повышенным тепловыделением возьмем один из транзисторов КТ315Б.

Точное описание температурных режимов внутри устройства ЭС не возможно из-за громоздкости и неточности исходных данных: мощности источников теплоты, теплофизических свойств материалов и других факторов. Поэтому при расчете теплового режима изделия ЭС используют приближенные методы анализа и расчета. Целью расчета является определение температур наиболее нагретой зоны и среды вблизи поверхностей ЭРЭ и ИС, необходимых для оценки надежности функционирования схемы и изделия в целом. В качестве примера проведен расчет теплового режима для наиболее тепловыделяющего ЭРЭ или ИС. Перегрев ЭРЭ и ИС можно уменьшить путем увеличения теплоотдающей поверхности с помощью установки элемента на радиатор. Для охлаждения полупроводниковых приборов используют следующие типы радиаторов: ребристые, игольчато-штыревые, пластинчатые и др.

Исходными данными при проектировании и выборе радиатора в нашем случае являются:

- допустимая температура рабочей области элемента t_р =60⁰С;

- рассеиваемая элементом мощность Р=1,8Вт;

- температура окружающей среды t₀=25 С;

- внутреннее тепловое сопротивление элемента между рабочей областью и корпусом R_вн=3 С/Вт;

- тепловое сопротивление контакта между элементом и радиатором R_к=30 С/Вт;

Тепловая модель элемента и радиатора представлена на рис.5.

1- элемент (ЭРЭ, ИС);

2 - площадь теплового контакта;

3 - радиатор

Порядок расчета может следующий:

Определяем перегрев места крепления элемента с радиатором:

t_к - t₀ = (t_р- t₀) - P(R_вн+R_к)=(60-25)-3*(3+30)=64;

Определяем в первом приближении средний перегрев основания радиатора t_s=t_s-t₀ 0,83 (t_к-t₀)=0,83*64=53,12;

Выбираем тип радиатора. Выбор радиатора является сложным эмпирическим процессом, который требует знаний сравнительной эффективности различных типов радиаторов.

Вследствие выбора получили радиатор пластинчатого типа с параметрами:

1.Мощность рассеивания = 3Вт;

2.Длина радиатора =70мм;

3.Ширина радиатора = 65мм;

4.Толщина радиатора =2

Вывод: в результате данного расчёта получили радиатор удовлетворяющий всем требованиям по теплоотводу.