Блок контролю та управління пристрою безперебійного живлення ПБЖ-12 (стр. 6 из 13)
конструктивно-технологічний;
розрахунок по змінному струму;
розрахунок по постійному струму.
2.2 Конструктивно-технологічний розрахунок друкованої плати
Для визначення основних параметрів друкованого монтажу виконується конструктивно-технологічний розрахунок друкованого монтажу, який виконується з урахуванням виробничих похибок малюнку провідних елементів, фотошаблонів, базування, свердління й т.п.
 |
Основні умовні позначення, які використовуються при розрахунку, і графічне зображення ДП наведені на рисунку 2.1
Рисунок 2.1 - Основні умовні позначення і графічне зображення ДП
Hn - товщина ДП;
Hnc - загальна сумарна товщина ДП;
Hм - товщина основи ДП;
hn - товщина фольги;
h - товщина провідного малюнку;
l - відстань між центрами елементів;
t - ширина друкованого провідника;
Q - відстань від краю плати до елементів провідного малюнка;
d - діаметр отвору;
b - ширина гарантійного паску;
D - діаметр контактної площадки;
S - відстань між краями сусідніх елементів провідного малюнка.
Мінімальний діаметр перехідного отвору:
, (2.2)де Нп - товщина друкованої плати мм;
I - відношення діаметра металізованого отвору до товщини ДП (таблиця 2.2).
Згідно з ДСТУ 10316-78 вибираємо товщину діелектрика 1.5 мм.
Таблиця 2.2 - Номінальні значення основних параметрів друкованого монтажу для вузьких місць
| Найменування розрахункового елемента | Позначення | Значення параметрів для 3го класу точності ДП, мм |
| Ширина провідника | tМ | 0,25 |
| Відстань між краями сусідніх елементів проводить малюнка | SМ | 0,25 |
| Відношення діаметру металізованого отвору до товщини плати | I | 0,33 |
| Ширина гарантійного паска | b | 0,1 |
Приймаємо діаметр перехідного отвору 0,7 мм.
Мінімальне значення діаметра монтажного отвору визначаємо із співвідношення:
, (2.3)де dВ - максимальне значення діаметра виводу навісного елемента;
dН - нижнє граничне відхилення номінального значення діаметру отвору (таблиця 2.3); -зазор між виводами і монтажним отвором для пайки ( = 0,1…0,4 мм).Таблиця 2.3 - Допустимі похибки виконання конструктивних елементів
| Похибка | Позначення | Значення для 3 класу точності |
| Граничне відхилення номінального значення діаметрі отвору, мм: при dВ ≤ 1 мм при dВ > 1 мм | d | ± 0,05 ± 0,10 |
| Граничне відхилення ширини провідника з покриттям, мм | t | + 0,03 0,03 |
| Позиційний допуск розташування центрів отворів, мм | δd | 0,10 |
| Позиційний допуск розташування контактних площадок, мм | δp | 0,30 |
| Позиційний допуск розташування провідника,, мм | δl | 0,05 |
Для виводів dВ =0,5 мм мінімальне значення діаметру монтажного отвору:
dмо1= 0,5+0,2+0,05=0,75 мм; приймаємо dмо1=0,8 мм;
для виводів dв=0,6 мм мінімальне значення діаметру монтажного отвору:
dмо2=0,6+0,2+0,05=0,85 мм; приймаємо dмо2=0,9 мм;
для виводів dв=0,7 мм мінімальне значення діаметру монтажного отвору:
dмо3=0,7+0,2+0,05=0,95 мм; приймаємо dмо3=1,0 мм;
для виводів dв=0,8 мм мінімальне значення діаметру монтажного отвору:
dмо4=0,8+0,2+0,05=1,05 мм; приймаємо dмо4=1,1 мм.
Номінальне значення ширини провідника t розраховуємо за формулою:
, (2.4)де
- мінімально допустима ширина провідника (таблица2.2); tно - нижнє граничне відхилення ширини провідника (таблиця 2.3).Для вільного місця номінальне значення ширини провідника:
Приймаються номінальне значення ширини провідника t1 = 0,3 мм.
Номінальне значення відстані між сусідніми елементами провідного малюнка визначаємо за формулою:
S = Sм +
tво, (2.5)де Sм - мінімально допустима відстань між сусідніми елементами провідного малюнка (табл.2.2);
tво - верхнє граничне відхилення ширини провідника (таблиця 2.3).Для вільного місця номінальне значення відстані між сусідніми елементами провідного малюнка:
Приймаються номінальне значення відстані між сусідніми елементами провідного малюнка S = 0,3 мм. Розрахунок мінімального діаметру контактної площадки виконуємо за формулою:
(2.6)де
- діаметр отвору; 
- підтравлювання діелектрика, 
мм; 
- діаметральне значення позиційного допуску розміщення центрів отворів щодо номінального положення (табл.2.3); 
- діаметральне значення позиційного допуску розміщення контактних площадок щодо номінального положення (табл.2.3). 
;при dмо1=0,8мм
;при dмо2=0,9мм
;при dмо3=1 мм
;при dмо4=1,1 мм
;Приймаємо Dпо = 1,1 мм, D1 = 1,44 мм, D2 = 1,54 мм, D3 = 1,64 мм, D4 = 1,74 мм.
Розрахунок мінімальної відстані для прокладки n-ї кількості провідників між контактними майданчиками виробляємо тільки для елементів, між виводами яких проходять друковані провідники:
l = D + t * n + S * (n + 1) + δl, (2.7)
де n - кількість провідників, n = 1;
δl - позиційний допуск розташування провідника (таблиця 2.2).
l2 = 1,54 + 0,5 + 0,5 * (1 + 1) + 0,05 = 3,09 мм
З вищенаведеного розрахунку можна зробити висновок, що відстань між двома сусідніми контактними площадками, призначеними для установки мікросхем D9 і D10, недостатня для прокладки одного провідника з урахуванням обмежень, що пред'являються до друкованого монтажу, тому контактні площадки у разі потреби можна підрізати із збереженням ширини гарантійного паска b = 0,05 мм.
На рисунку 2.2 представлені необхідні параметри для розрахунку контактних площадок КПМ.
Розрахунок контактних площадок елементів поверхневого монтажу проводиться за допомогою спеціалізованого програмного забезпечення (ПЗ) LP Calculator. Дане ПЗ, робить розрахунок контактних площадок відповідно до стандарту IPC-7351A, розробленого асоціацією IPC у співробітництві з компанією PCB Matrix Corp.
Рисунок 2.2 - Контактні площадки для КПМ
Результати розрахунку компонентів поверхневого монтажу зведені до таблиці 2.4
Таблиця 2.4 - Результати розрахунку КПМ
| Найменування елемента | X, мм. | Y, мм. | G, мм. |
| Конденсатори VJ1206 | 0.22 | 0.23 | 0.22 |
| Конденсатори B45196 та B45197 | 2.55 | 2 | 3.2 |
| Резистори RC1206 J R F | 1.65 | 1.2 | 1.55 |
| Резистори RC2512 J R F | 3.15 | 1.30 | 3.1 |
| Мікросхеми ADG507AKR, AD7862AR-10, AD7945BR, MC74HC240ADW, MC74HC541ADW | 0.6 | 2 | 9.3 |
| Мікросхеми AD8512AR, MC74HC74AD | 0.6 | 1.55 | 5.4 |
| Найменування елемента | X, мм. | Y, мм. | G, мм. |
| Мікросхеми UC3843BVD1, HIN202IBN | 0.6 | 1.35 | 4.9 |
| Мікросхеми ATmega8515-16AI | 0.6 | 1.15 | 11.7 |
| Діоди BAS32L и BAV102 | 0.95 | 1.75 | 3.5 |
| Стабілітрон BZX84-C5V6 | 0.65 | 1 | 2.3 |
Крок між контактними площадками для елементів з планарними виводами дорівнює кроку виводів відповідних елементів.
Отримані значення параметрів друкованих елементів можуть коректуватися у бік збільшення на підставі електричного розрахунку тих же елементів по постійному струму, який приведений в підрозділі 2.4.
2.3 Постановка завдання трасування друкованої плати
Визначення конкретної геометрії друкованого монтажу, що реалізує з'єднання між елементами схеми, називається трасуванням. Вихідними даними для трасування є схема електрична принципова, результати компонування елементів на ДП і конструкторсько-технологічний розрахунок зроблений раніше.