21170

РАСЧЕТ ПОТРЕБЛЯЕМОЙ МОЩНОСТИ

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

1 РАСЧЕТ ПОТРЕБЛЯЕМОЙ МОЩНОСТИ Потребляемая мощность всей платы будет зависеть от потребляемой мощности отдельных элементов и количества микросхем.1 Потребляемая мощность микросхем Тип микросхемы Количество корпусов Мощность потребляемая одним корпусом мВт Мощность потребляемая всеми корпусами мВт MAX1106 1 445 445 AD232 1 696 696 где Pпотр – потребляемая мощность всей платы P – мощность одной микросхемы n – количество микросхем. В итоге: Pпотр = 445 696 = 1141 мВт Таким образом потребляемая мощность платы составила всего около 1 Вт...

Русский

2013-08-02

185.5 KB

29 чел.

6. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

6.1 РАСЧЕТ ПОТРЕБЛЯЕМОЙ МОЩНОСТИ

Потребляемая мощность всей платы будет зависеть от потребляемой мощности отдельных элементов, и количества микросхем. Для расчета потребляемой мощности составим таблицу.

Таблица 6.1 Потребляемая мощность микросхем

Тип микросхемы

Количество корпусов

Мощность, потребляемая одним корпусом, мВт

Мощность, потребляемая всеми корпусами, мВт

MAX1106

1

445

445

AD232

1

696

696

где Pпотр  потребляемая мощность всей платы, P  мощность одной микросхемы, n  количество микросхем. В итоге:

Pпотр = 445 + 696 = 1141 мВт

Таким образом, потребляемая мощность платы составила всего около 1 Вт

6.2 РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА РАБОТЫ

В качестве критерия оценки теплового режима работы устройства выберем плотность тока в проводниках печатной платы.

Для двусторонней печатной платы максимально допустимой считается плотность тока не более 20 А/мм2. Минимальное сечение проводника печатной платы составляет 0,08 мм2.

Найдем максимальный ток:

где Pmax  максимальная плотность тока

А

Таким образом, при токе нагрузке не более 1,6 А обеспечивается нормальный тепловой режим работы устройства и нет необходимости ставить дополнительные средства охлаждения для платы.

6.3. РАСЧЕТ ПЕЧАТНОГО МОНТАЖА

Печатные платы по плотности проводящего рисунка делятся на 3 класса. Первый класс характеризуется наименьшей плотностью проводящего рисунка; второй и третий класс характеризуется высокой и повышенной плотностями проводящего рисунка.

Таблица 5.2 Минимальные значения геометрических параметров печатных плат

Наименование параметра

Условное обозначение

Размеры проводящего рисунка, мм

Ширина проводника

T

0,25

Расстояние между проводниками, контактными площадками, проводником и контактной площадкой

S

0,25

Расстояние от края просверленного отверстия до края контактной площадки

bm

0,05

Отношение минимального диаметра металлизированного отверстия к толщине платы

J

0,400

Исходя из того, что минимальный диаметр вывода элемента, устанавливаемого на печатную плату, составляет 0,5 мм, следует, что с учетом допуска 0,2 мм минимальный диаметр отверстия на плате составит 0,7 мм. Следовательно, максимальная толщина платы будет равна  и составит 1,75 мм. Исходя из стандартного ряда и учитывая вышеприведенное соотношение, выберем толщину платы 1,5 мм.

Минимальный диаметр контактной площадки выбирают исходя из условия сохранения целостности контактной площадки при сверлении платы.

Минимальный эффективный диаметр контактной площадки равен:

,

где dmax  максимальный диаметр просверленного отверстия,

отв  погрешность расположения отверстия (мм), определяется как отв = О + Б и учитывает неточности сверления станка и погрешности базирования платы на станке.

КП  смещение центра контактной площадки (мм), зависит от точности расположения рисунка на шаблоне, погрешности экспонирования, погрешности расположения базовых отверстий и находится так:

КП = Ш + Э + 0,5 ( П + З ) = 0,095 мм,

bm  расстояние от края просверленного отверстия до края контактной площадки.

В итоге получаем:

Минимальный диаметр контактных площадок для двусторонних печатных плат рассчитываем по формуле:

,

где hf  толщина наращенной гальванической меди (0,05 мм)

hnM  толщина предварительно осажденной меди (0,006 мм)

hp  толщина металлического резиста (0,02 мм)

Рассчитаем минимальную ширину проводника:

,

Подставляя в эту формулу значения, получим tmin = 0.504 мм.

Найдем минимальные значения диаметров контактных площадок и ширины проводников на шаблоне:

Значения, полученные при hp = 0.02 мм указаны в таблице ниже.

Найдем максимальные значения диаметров контактных площадок и ширины проводников на шаблоне при экспонировании:

Значения, полученные при =0,05 мм указаны в таблице ниже.

Найдем максимальные значения диаметров контактных площадок и ширины проводников на шаблоне при экспонировании:

Таблица 6.3 Значения, полученные при = 0,02 мм

dMотв , мм

Dl min , мм

Dmin , мм

DШmin , мм

DШmax , мм

Dmax , мм

0,9

1,47

1,574

1,554

1,604

1,644

Таблица 6.4 Таблица предельных значений выбранных технологических параметров:

Наименование коэффициента

Обозначение

Величина

Толщина предварительно осажденной меди, мм

hnM

0.006

Толщина металлического резиста, мм

hp

0.020

Погрешность расположения отверстия относительно координатной сетки, обусловленная точностью сверлильного станка, мм

О

0,060

Погрешность базирования плат на сверлильном станке, мм

Б

0,020

Погрешность расположения относительно координатной сетки на фотошаблоне:

Контактной площадки, мм

Ш

0,05

Проводника, мм

Шt

0,03

Погрешность расположения печатных элементов при экспонировании на слое, мм

Э

0,020

Погрешность расположения контактной площадки на слое из-за нестабильности его линейных размеров, % от толщины

М

0-0,100

Погрешность расположения базовых отверстий на заготовке, мм

З

0,020

Погрешность положения базовых отверстий фотошаблона, мм

П

0,030

Погрешность диаметра отверстия после сверления, мм

0,020

Погрешность изготовления окна фотошаблона, мм

0,050

Погрешность диаметра контактной площадки фотокопии при экспонировании рисунка, мм

0,020

6.4 РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ

При проектировании устройства сопряжения я стремился создать конструкцию, удовлетворяющую оптимальным соотношениям между заданными техническими характеристиками изделия, надежностью в заданных условиях эксплуатации и технологичностью конструкции.

На этапе эскизного проектирования проводятся ориентировочные расчеты, учитывающие влияние на надежность только количества и типов применяемых ЭРИ.

Расчет надежности заключается в определении показателей надежности ЭА по известным характеристикам надежности составляющих компонентов (ЭРИ, ПП, паяные соединения, соединитель) и условиям эксплуатации. Выполним расчет по внезапным отказам.

Исходные данные: Тср = 10000 ч заданная наработка на отказ. Система является нерезервированной.

Интенсивность отказа элементов с учетом условий эксплуатации ЭА

где   номинальная интенсивность отказов;

поправочный коэффициент на условия эксплуатации;

 и   поправочные коэффициенты в зависимости от воздействия механических факторов,  = 1,0;  = 1,0 (условия эксплуатации лабораторная ЭА);

  поправочный коэффициент в зависимости от воздействия влажности и температуры,  = 2 (для влажности 93 % при температуре +25 °С);

  поправочный коэффициент в зависимости от давления воздуха,  = 1 (нормальное давление). Тогда

Влияние температуры при расчете надежности учитывают, используя коэффициенты электрической нагрузки  и температуру блока, полученную в результате теплового расчета. поправочный коэффициент в зависимости от температуры T° и коэффициента нагрузки . Температуру примем общей для всех ЭРИ: T=40°С. Режим электрической нагрузки учитывается коэффициентом нагрузки.

Средние значения коэффициентов нагрузки :

для резисторов 0,6;

для конденсаторов 0,7;

для стабилитронов 0,5;

Тогда поправочный коэффициент  равен:

для резисторов 1;

для конденсаторов 0,6;

для стабилитронов 0,6;

Таблица 6.5. Интенсивность отказов по типам элементов

Элемент

Обозначение

Номинальная интенсивность отказа

Количество, шт.

Резистор:

C2-33N-0,125

0,087

1

Стабилитрон:

TL431ACZ

0,2

1

Конденсаторы:

K10-17

0,04

8

Печатная плата

0,7

1

Паяное соединение

0,01

39

Микросхемы:

MAX1106

MAX202

0,45

0,2

2

Интенсивность отказа конденсаторов

Интенсивность отказа резистора

Интенсивность отказа стабилитрона

Интенсивность отказа ПП                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  

Интенсивность отказа паяного соединения

Интенсивность отказа микросхем

Интенсивность отказа системы

Среднее время наработки на отказ

ч

ч > ч

Надежность последовательных элементов в течение 10000 часов определяем по формуле:

Таким образом, расчетное среднее время наработки на отказ  превышает заданное время наработки на отказ ячейки .

Вывод: расчетная надежность ячейки удовлетворяет требованиям ТЗ. В случае, если расчетное время наработки на отказ меньше заданного в ТЗ, необходимо провести корректировку электрической принципиальной схемы или заменить типы ЭРИ, так как в противном случае произойдет отказ ЭА.

На предприятиях широко применяется ПО расчета надежности ЭА. Основными трудностями являются:

отсутствие в отечественных базах данных необходимых справочных данных для ЭРИ, выпускаемых зарубежными производителями, и наоборот;

значительное отставание новой версии ПО от обновления справочных данных о надежности новых ЭРИ, как отечественного, так и зарубежного производства.

В настоящее время расчет надежности проводится с помощью пакета программ АСРН РНИИ «Электронстандарт», подсистемы расчета надежности ЭРИ Reliability, входящей в состав САПР Cadence, которые имеют приведенные выше недостатки.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

60103. Сценарій 9 травня «День памяті та надії» 55 KB
  ХХІ століття. Усе далі й далі відходять грізні роки Великої Вітчизняної війни. Але кожного року 9 травня ми відзначаємо День перемоги, і ніколи не згасне память про всіх тих, хто поліг у боях, хто віддав своє життя для нашого щастя.
60104. Позакласний захід «Що потрібно знати про грип» 60.5 KB
  Тож Що потрібно знати про грип будуть розповідати діти. Сьогодні ми поговоримо про одну з найпоширеніших інфекційних хвороб грип. На грип хворіють і діти і дорослі.
60105. Відкритий виховний захід: «Психологічне здоровя дитини» 49.5 KB
  Мета: розширювати і узагальнювати поняття про поведінку між людьми; про вихованість і чемність людську доброту і милосердя та вплив цих чинників на здоровя людини; прищеплювати бажання свідомо дотримуватися усталених норм поведінки...
60107. Сценарій маленького ювілею «50 днів у школі» 69 KB
  Він нас зібрав усіх сюди У вересневу рань Щоб вчитися змогли всі ми І набиратись знань. Сьогодні всі ми урочисто Переступили цей поріг Яскраве сонечко надворі Кидає промінці у клас Такого свята ще ніколи...
60108. Усний журнал «Здоров’я» 70 KB
  Мета: формувати розуміння необхідності здорового способу життя відповідальність за власне здоров’я і здоров’я рідних; усвідомлення наслідків вживання алкоголю нікотину наркотиків...
60109. Позакласний захід: Княгиня Ольга 38 KB
  Вдова Ігоря - Ольга На сцену виходить Ольга сідає на свій трон: Той хто не помстився за смерть родичів буде зганьблений на віки вічні і тому наказую кинути древлянських послів у глибоку яму та закопати живцем.
60111. Любімо Україну! 74.5 KB
  Ой зелене жито зелене хорошії гості у мене Зеленеє жито женці жнуть хорошії гості мене ждуть 2р. Ой зелене житто зелене хорошії гості у мене Зеленеє жито при межі хорошії гості від душі...