Проектирование эквалайзера с активными фильтрами (стр. 4 из 5)

(20)

е) Коэффициент Q2, зависящий от удельной мощности нагретой зоны, вычисляется по формуле:

(21)

ж) Коэффициент Кн1, зависящий от давления воздуха вне корпуса прибора вычисляем по формуле:

(22)

и) Коэффициент Кн2, зависящий от давления воздуха внутри корпуса прибора вычисляем по формуле:

(23)

к) Нагрев корпуса прибора QK, оК вычисляется по формуле:

л) Перегрев нагретой зоны Qз, оК:

м) Средний перегрев воздуха в блоке Qв, оК:

н) Удельная мощность элемента qэл, Вт/мм2температуру которого нужно определить

п) Перегрев поверхности элемента Qэл, оК:

(27)

р) Перегрев окружающей среды элемента Qэл, оК:

(27)

с) Температура корпуса прибора Тк, оК:

(28)

т) Температура воздуха в приборе Тв, оК:

(29)

у) Температура нагретой зоны Тз, оК

ф) Температуру корпуса микросхемы Тэл, оК:

Для нормального функционирования элементов устройства их температура не должна быть выше, оговоренной в ТУ. Это касается и материалов корпуса, а также элементов крепежа. Поверим соблюдение условий по формулам:

(32)

(33)

(34)

(35)

Подставляя значения в формулы 32 – 35 получаем:

(32)

(33)

(34)

(35)

Анализируя полученные данные, делаем вывод, что в нашем устройстве тепловые режимы не нарушат работоспособность изделия.

4.4 Расчет на механическое воздействие

Произведем оценку вибропрочности платы. Плата закреплена практически по всей площади. Данные для расчета следующие:

длина печатной платы 0.22 м;

ширина печатной платы 0.12 м;

толщина печатной платы 0.2 м;

коэффициент Пуасона 0.28;

масса печатной платы с элементами 300 г;

модуль упругости 3.2·1010 Н/м2;

возмущающая частота 30 Гц;

дикримент затухания материала 300;

виброускорение 19.6 м/с2.

а) Рассчитаем собственную частоту платы:

(36)

где: a - ширина печатной платы,

b - длина печатной платы,

М- масса печатного узла,

Д- цилиндрическая жесткость.

(37)

где: E – модуль упругости,

h – толщина платы,

V – коэффициент Пуансона,

Проверяем условие:

f0>>f

245.477>>30

условие выполняется.

б) Рассчитаем максимальный прогиб печатной платы по формулам:

(38)

где:

- амплитуда вибросмещения основания

- коэффициент передачи по ускорению

(39)

где: a0(f) – виброускорение

(40)

где:

- коэффициент расстройки

e - показатель затухания

К1, К2 – коэффициенты зависящие от закрепления платы

К1=1,2, К2=1,2

(41)

(42)

где: f - частота возмущения,

- дискримент затухания,

в) Определим допустимый прогиб печатной платы с радиоэлементами по формуле:

(43)

где: b – размер стороны печатной платы параллельно которой установлено большинство элементов:

Проверим выполнение условия:

Условие выполняется, дополнительных элементов для уменьшения механического воздействия не требуется.

4.5 Расчёт надёжности

а) Вычислим значение суммарной интенсивности отказов элементов устройства:

(44)

где

- средне групповое значение интенсивности отказов элементов j,

nj - количество элементов в j группе,

kHj – коэффициент нагрузки элементов в j группе,

k – число сформированных групп однотипных элементов.

С использования обобщенного эксплуатационного коэффициента выполним приближенный расчет электрических режимов и условий эксплуатации элементов все нужные значения находятся в таблице 2:

(45)

где КЭ- обобщенный эксплуатационный коэффициент.

Для стационарной аппаратуры, работающей на открытом воздухе КЭ=2,5

Таблица 2 – параметры элементов

Группа элементов	Кол-во элементов в группе, nj	Интенсивность отказа элементов в группе. l0j*10-6, 1/ч	Коэффициент нагрузкиKHj	Произведение *106
Конденсаторы	17	0,035	0,5	0,0175	0,175
Резисторы	35	0,03	0,3	0,009	0,117
Переменные резисторы	7	0,03	0,3	0,009	0,117
Микросхемы	9	0,01	0,3	0,003	0,015
Пайка	266	0,02	0,2	0,004	0,772

С учетом обобщенного эксплуатационного коэффициента:

б) Рассчитаем время наработки на отказ по формуле:

(46)