Конструирование и технология производства ЭВА
Предельно допустимые электрические режимы эксплуатации
|
Напряжение источника питания, В | 5 - 10 В |
|
Нагрузочная способность на логическую микросхему, не более | 50 |
|
Выходной ток Iвых0 и Iвых1, мА, не более | 0.5 |
|
Помехоустойчивость, В | 0.9 |
РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА БЛОКА
Исходные данные:
|
Размеры блока: |
L1=250 мм L2=180 мм L3=90 мм |
|
Размеры нагретой зоны: |
a1=234 мм a2=170 мм a3=80 мм |
|
Зазоры между нагретой зоной и корпусом |
hн=hв=5 мм |
|
Площадь перфорационных отверстий |
Sп=0 мм2 |
|
Мощность одной ИС |
Pис=0,001 Вт |
|
Температура окружающей среды |
tо=30 оC |
|
Тип корпуса |
Дюраль |
|
Давление воздуха |
p = 1.33 × 104 Па |
|
Материал ПП |
Стеклотекстолит |
|
Толщина ПП |
hпп = 2 мм |
|
Размеры ИС |
с1 = 19.5 мм с2 = 6 мм c3 = 4 мм |
Этап 1. Определение температуры корпуса
1. Рассчитываем удельную поверхностную мощность корпуса блока qк:
где P0 - мощность рассеиваемая блоком в виде теплоты;
Sк - площадь внешней поверхности блока.
Для осуществления реального расчета примем P0=20 Вт, тогда
2. По графику из [1] задаемся перегревом корпуса в первом приближении Dtк= 10 оС.
3. Определяем коэффициент лучеиспускания для верхней aл.в, боковой aл.б и нижней aл.н поверхностей корпуса:
Так как e для всех поверхностей одинакова и равна e=0.39 то:
4. Для определяющей температуры tm = t0 + 0.5 Dtk = 30 + 0.5 10 =35 oC рассчитываем число Грасгофа Gr для каждой поверхности корпуса
где Lопр i - определяющий размер i-ой поверхности корпуса;
g - ускорение свободного падения;
gm - кинетическая вязкость газа, для воздуха определяется из таблицы 4.10 [1] и равна gm=16.48 × 10-6 м2/с
5. Определяем число Прандталя Pr из таблицы 4.10 [1] для определяющей температуры tm, Pr = 0.7.
6. Находим режим движения газа, обтекающих каждую поверхность корпуса:
5 × 106 < Grн Pr = Grв Pr = 1.831 ×0.7 × 107 = 1.282 × 107 < 2 × 107 следовательно режим ламинарный
Grб Pr = 6.832 ×0.7 × 106 = 4.782 × 106 < 5 × 106 следовательно режим переходный к ламинарному.
7. Рассчитываем коэффициент теплообмена конвекцией для каждой поверхности блока ak.i:
где lm - теплопроводность газа, для воздуха lm определяем из таблицы 4.10 [1] lm = 0.0272 Вт/(м К);
Ni - коэффициент учитывающий ориентацию поверхности корпуса: Ni = 0.7 для нижней поверхности, Ni = 1 для боковой поверхности, Ni = 1.3 для верхней поверхности.
8. Определяем тепловую проводимость между поверхностью корпуса и окружающей средой sк:
9. Рассчитываем перегрев корпуса блока РЭА во втором приближении Dtк.о:
где Кк.п - коэффициент зависящий от коэффициента корпуса блока. Так как блок является герметичным, следовательно Кк.п = 1;