Разработка конструкции и технологии изготовления устройства Контроллер напряжения аккумул (стр. 2 из 8)
В соответствии с требованиями к транспортировке и хранению изделия оно является составной частью электроаппаратуры автомобиля, поэтому и требования к транспортировке аналогичны требованиям к электроаппаратуре транспорта, в том числе и в герметизации. Способом запайки корпуса устройства служит пластиковая пленка. Это позволяет смягчить требования к условиям хранения и транспортировки.
Устройство следует изготавливать на МСБ, с целью минимизации занимаемого объема, повышению надежности изделия в целом, посредством исполнения резисторов и конденсаторов в тонкоплёночном (интегральном) варианте, нежели выполнении всех элементов в виде навесного монтажа на печатную плату. В процессе проектирования используем бескорпусную МСБ, так как ФЯ изделия помещается в пластиковый корпус, для последующего повышения ремонтопригодности изделия для массового пользователя.
4. Конструкторский анализ схемы электрической принципиальной.
Схема электрическая принципиальная:
Анализ принципиальной схемы проводится с целью:
- уточнения принципа работы и функций отдельных каскадов и цепей;
- классификации элементов принципиальной схемы на элементы и компоненты микросборки;
- формулировки общих требований к взаимному размещению элементов и компонентов МСБ;
- оценочного расчета по постоянному току электрических режимов элементов и компонентов, выбор компонентов.
4.1. Подразделение элементов принципиальной схемы на элементы и компоненты микросборки.
В соответствии с принятой терминологией к элементам микросборки следует отнести элементы электрической принципиальной схемы, которые могут быть выполнены в интегральном (тонкопленочном) варианте.
К ним относят соединительные проводники, контактные площадки, резисторы R1(33кОм), R3(5,6кОм), R4(1кОм), R5(1кОм), R6(33кОм), R8(5,6кОм), так как их номиналы попадают в пределы от 10...50 Ом до 0,5...1,0 мОм, конденсаторы C2(0,01мкФ), C3(0,01мкФ), так как их номиналы попадают в пределы от 10...50 пФ до 0,01 мкФ.
К навесным компонентам МСБ и печатной платы следует отнести подстроечные резисторы R2(10кОм), R7(10кОм), конденсатор С1(100мкФ), полупроводниковые диоды VD1(КД522А), стабилитроны DA1 и DA2 КР142ЕН19А, а также светодиоды HL1 и HL2 АЛ307АМ.
4.2. Расчёт схемы по постоянному току.
Напряжение питания возьмём равным 14В (U=14В).
Определим ток через резисторы R1, R2, R3 и R6, R7, R8. Для этого:
а также 
Тогда ток через вышеперечисленные резисторы будет равен:
при этом 
Аналогичным образом, учитывая, что номиналы резисторов R4, R5 равны следует, что:
4.3. Определение рабочего напряжения между обкладками конденсаторов С1, С2, С3.
С1: исходя из напряжения питания
.С2 и С3: определим как разность потенциалов между их обкладками (соответственно разность напряжений на резисторах R1 и R4, а также R6 и R5)
таким образом 
Пусть
Определение мощности, рассеиваемой на резисторах:
5. Разработка конструкции микросборки (МСБ).
Разработка топологии плат микросборок состоит в определении конфигурации и размеров тонкопленочных элементов и их рациональном размещения на подложке.
5.1. Расчёт тонкоплёночных резисторов.
Методика расчёта:
Расчет резисторов начинают с выбора резистивного материала. Для этого определяют оптимальное значение сопротивления квадрата резистивной пленки, минимизирующее площадь резисторов,
, где Ri - номинальное значение сопротивления i-го резистора. По табличным значениям выбирают материал с сопротивлением квадрата резистивной пленки 
» 
и тем самым определяют другие параметры материала: удельную мощность рассеивания P0, температурный коэффициент сопротивления (ТКС) aR.Далее находят допустимую относительную погрешность коэффициента формы
gk = gR - gr кв - gRt - gRt - gRк .
Резистивный материал выбран верно, если gk > 0.
По заданной относительной погрешности gR выбирается метод формирования конфигурации резистора: масочный (gR = 10...15%) или фотолитографический (gR = 5...10%).
Находят коэффициент формы резистора k = R/rкв. При масочном методе, если 1 £ k £ 10, резистор выполняется в виде прямоугольной полоски
если k >10, то резистор выполняется в виде составного или меандра,
если k<1, то резистор тоже прямоугольной формы, длина которого меньше ширины. Тонкопленочные резисторы в виде прямоугольной полоски при фотолитографическом методе могут иметь коэффициент формы 1 < k < 50, при коэффициенте формы k < 1 – резистор тоже прямоугольной формы, длина которого меньше ширины, при k >50 – меандр. Далее индивидуально для каждого метода и коэффициента формы проводят расчёт размеров тонкоплёночных резисторов.
Определение оптимального значения сопротивления квадрата резистивной плёнки:
По таблице , приведенной в пособии к курсовой работе, выбираем материал и представляем результат в виде (табл. 1):
Табл. 1
| Резистивный материал | rкв, Ом/кв | P0, Вт/см2 | aR×104, 1/oC | ТУ на резистивный материал | Материал контактных площадок и проводников |
| Сплав РС-3710 | 2000 | 2 | 2.0 | ГОСТ2205-76 | Au,Cu,Al* |
Находим допустимую относительную погрешность коэффициента формы
.Для этого зададимся следующими параметрами:
Относительная погрешность сопротивления резистора
;Относительная погрешность квадрата резистивной плёнки
;Относительная температурная погрешность
;Относительная погрешность резистора, обусловленная старением
;Относительная погрешность контактных переходов резистора
. 
Находим коэффициент формы резисторов:
1) Расчёт резистора R1 с коэффициентом формы К1=16,5:
Положим, что необходимое перекрытие резистивного и проводящего слоёв, а также припуск на совмещение слоёв МСБ соответственно равны значениям:
Находим расчетную ширину резистора b = max{bminТ, bminП, bminР}.
Минимальная технологически реализуемая ширина
;Минимальная ширина резистора, обеспечивающая допустимую относительную погрешность коэффициента формы
м;