Разработка конструкции и технологии изготовления устройства Контроллер напряжения аккумул (стр. 5 из 8)

;

и коэффициент полезного действия изделия

;

Площадь поверхности теплообмена

найдем, используя коэффициенты дезинтеграции объема

Учтём, что

=2,

- суммарный установочный объем элементов

Тогда

Найдём поверхностную плотность теплового потока:

Учитывая, что поправочный коэффициент на давление окружающей среды

где

- минимальное давление окружающей среды

H – нормальное давление.

Допустимый перегрев конструкции определим как:

Значения

являются координатами точки, положение которой на представленной диаграмме определяет систему охлаждения конструкции.

На основе положения координаты точки на диаграмме делаем вывод, что способ охлаждения корпуса блока – естественно воздушный.

6.3. Разработка конструкции функциональной ячейки РЭС.

Конструкция функциональной ячейки должна соответствовать выбранному типу конструкции блока. Для нашего устройства используем конструкцию ФЯ блока разъемного типа.

В виду отсутствия значительного уровня механических воздействий на аппаратуру функциональную ячейку реализуем в безрамочном исполнении.

Особенности элементной базы (МСБ, ряд навесных компонентов, разъём) позволяют применить в конструкции ФЯ одностороннее расположение элементов.

Несущим элементом конструкции ФЯ на бескорпусных МСБ является печатная плата.

6.3.1. Расчёт площади печатной платы.

Определим площадь печатной платы, необходимую для одностороннего размещения радиоэлементов:

Таким образом выбранный типоразмер печатной платы 40 x 60 (табличные данные), исходя из условия

, где

- линейные размеры платы.

6.4. Выбор навесных компонентов печатной платы.

Помимо МСБ, на печатную плату устанавливаются 2 регулируемых стабилитрона, 2 светодиода, разъём (вилка).

1) Выбор светодиодов HL1, HL2 (АЛ307АМ):

Габаритный чертёж корпуса светодиодов HL1 и HL2 изображён на рисунке:

Цвет свечения красный.

2) Выбор регулируемых стабилитронов DA1, DA2 (КР142ЕН19А):

В качестве габаритного чертежа корпуса регулируемого стабилитрона КР142ЕН19А, в виду недостатка информации, выберем корпус кубической формы с размерами 15 x 15 x 15мм, имеющий следующую функциональную схему (рис.1) и цоколёвку выводов (рис. 2):

Рис.1. Функциональная схема КР142ЕН19А

Рис.2. а) Условное обозначение, б) Цоколевка выводов

3) Выбор разъёма на плату:

Для обеспечения подачи питания с цепь выберем однорядные разъёмы серии PLS-R, с изогнутыми выводами под углом 90 градусов.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:

Материал контактов: фосф. бронза, золото поверх никеля

Материал изолятора: полистирол усиленный стекловолокном

Предельный ток: 1А

Предельное напряжение: 500 В в течении 1 мин

Сопротивление изолятора: не менее 1000 МОм

Сопротивление контактов: не более 0.2 Ом

Допустимые температуры: -40°С - +105°С

Габаритные размеры:

ТИП	ШАГ, ММ	рАЗМЕРЫ, ММ
ТИП	ШАГ, ММ	A	B	C
PLD-R, тип1, двухрядные	2.54	9.50	3.00	6.00

6.5. Выбор корпуса.

Версия корпуса
- закрытый

Конструкция
Корпус состоит из основания (с пазом) и крышки (со шпунтом), соединённых саморезами с нижней стороны корпуса. В основании и крышке имеются монтажные колонки.

Крепление плат и компонентов
- в основании и крышке монтажных колонок не имеется (для крепления плат используются выносные колонки – «бобышки»)

Степень защиты
IP 65 (закрытые версии)

Производитель: OKW

Размеры: 64 х 44 х 23

Материал: АБС

7. Оценочные расчеты показателей качества конструкции.

7.1. Оценочные расчеты тепловых режимов конструкций РЭС.

Схематическое изображение конструкции представлено в виде:

где 1 – корпус; 2 – блок функциональных ячеек (нагретая зона);

3 – установочные элементы.

Тепловая модель для нашего конкретного случая имеет вид:

где P - тепловой поток, рассеиваемый конструкцией;

- конвективно-кондуктивная тепловая проводимость между нагретой зоной и внутренней стенкой корпуса;

- тепловая проводимость теплопередачи от нагретой зоны к внутренней стенке корпуса излучением;

- тепловая проводимость установочных элементов;

- тепловая проводимость стенок кожуха;

- тепловая проводимость от наружной поверхности корпуса к среде для конвективной теплопередачи,

- коэффициент теплопередачи;

- тепловая проводимость от наружной стенки корпуса к среде для теплопередачи излучением;

- температуры поверхности нагретой зоны и корпуса;

– температура внутренней окружающей среды.

Для определения

- коэффициента конвективной теплопередачи и

- коэффициент теплопередачи излучением воспользуемся номограммами.

А для этого зададим значение температурного перегрева

, температуру окружающей среды

Определим температуру корпуса в первом приближении:

;

Определим среднюю температуру между корпусом и средой в первом приближении:

;

Найдем определяющий размер нагретой конструкции:

Таким образом

;

при

Пересчёт при