Пректирование электронно-вычислительного блока

Рефераты, курсовые, дипломные, контрольные (предпросмотр)

Тип: Курсовая работа. Файл: Word (.doc) в архиве zip. Категория: Технологии
Адрес этого реферата http://referat-kursovaya.repetitor.info/?essayId=8855 или
Загрузить
В режиме предпросмотра не отображаются таблицы, графики и иллюстрации. Для получения полной версии нажмите кнопку «Загрузить». Рефераты, контрольные, дипломные, курсовые работы предоставляются в ознакомительных целях, не для плагиата.
Страница 1 из 2 [Всего 2 записей]1 2 »

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

1. Назначение аппаратуры.

Данный блок относится к классу бортовой аппаратуры и предна-значен для установки в управляемый снаряд. Функционально блок предназначен для свертки сигнала принимаемого бортовой РЛС.

2. Технические требования:

а) условия эксплуатации:

- температура среды tо=30 оC;

- давление p = 1.33 104 Па;

б) механические нагрузки:

- перегрузки в заданном диапазоне

- удары u = 50 g;

в) требования по надежности:

- вероятность безотказной работы P(0.033) 0.8.

3. Конструкционные требования:

а) элементная база - микросхемы серии К176 с КМДП логикой;

б) мощность в блоке P 27 Вт;

в) масса блока m 50 кг;

г) тип корпуса - корпус по ГОСТ 17045-71;

д) тип амортизатора АД -15;

е) условия охлаждения - естественная конвекция.

ПОДБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ

Поскольку проектируемый электронно-вычислительный блок яв-ляется бортовой аппаратурой, то к нему предъявляются следующие требования:

" высокая надежность;

" высокая помехозащищенность;

" малая потребляемая мощность;

Наиболее полно этим требованиям удовлетворяют интегральные микросхемы на дополняющих МДП (МОП) структурах - КМДП структуры.

Цифровые интегральные схемы на КМДП-транзисторах - наибо-лее перспективные. Мощность потребления в статическом режиме ЦИС составляет десятки нановатт, быстродействие - более 10 МГц. Среди ЦИС на МДП-транзисторах ЦИС на КМДП-транзисторах обла-дают наибольшей помехоустойчивостью: 40...45 % от напряжения источника питания. Отличительная особенность ЦИС на КМДП-транзисторах - также высокая эффективность использования ис-точника питания: перепад выходного напряжения элемента почти ра-вен напряжению источника питания. Такие ЦИС не чувствительны к изменениям напряжения питания. В элементах на КМДП-транзисторах полярности и уровни входных и выходных напряжений совпадают, что позволяет использовать непосредственные связи ме-жду элементами. Кроме того, в статическом режиме их потребляемая мощность практически равна нулю.

Таким образом была выбрана серия микросхем К176 (тип логики: дополняющие МОП-структуры). Конкретно были выбраны две микросхемы:

" К176ЛЕ5 - четыре элемента 2ИЛИ-НЕ;

" К176ЛА7 - четыре элемента 2И-НЕ.

Предельно допустимые электрические режимы эксплуатации

Напряжение источника питания, В 5 - 10 В

Нагрузочная способность на логическую микросхему, не более 50

Выходной ток Iвых0 и Iвых1, мА, не более 0.5

Помехоустойчивость, В 0.9

РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА БЛОКА

Исходные данные:

Размеры блока: L1=250 мм L2=180 мм L3=90 мм

Размеры нагретой зоны: a1=234 мм a2=170 мм a3=80 мм

Зазоры между нагретой зоной и корпусом hн=hв=5 мм

Площадь перфорационных отверстий Sп=0 мм2

Мощность одной ИС Pис=0,001 Вт

Температура окружающей среды tо=30 оC

Тип корпуса Дюраль

Давление воздуха p = 1.33 104 Па

Материал ПП Стеклотекстолит

Толщина ПП hпп = 2 мм

Размеры ИС с1 = 19.5 мм с2 = 6 мм c3 = 4 мм

Этап 1. Определение температуры корпуса

1. Рассчитываем удельную поверхностную мощность корпуса блока qк:

где P0 - мощность рассеиваемая блоком в виде теплоты;

Sк - площадь внешней поверхности блока.

Для осуществления реального расчета примем P0=20 Вт, тогда

2. По графику из [1] задаемся перегревом корпуса в первом при-ближении tк= 10 оС.

3. Определяем коэффициент лучеиспускания для верхней л.в, боковой л.б и нижней л.н поверхностей корпуса:

Так как для всех поверхностей одинакова и равна =0.39 то:

4. Для определяющей температуры tm = t0 + 0.5 tk = 30 + 0.5 10 =35 oC рассчитываем число Грасгофа Gr для каждой поверхности корпуса

где Lопр i - определяющий размер i-ой поверхности корпуса;

g - ускорение свободного падения;

m - кинетическая вязкость газа, для воздуха определяется из таблицы 4.10 [1] и равна m=16.48 10-6 м2/с

5. Определяем число Прандталя Pr из таблицы 4.10 [1] для оп-ределяющей температуры tm, Pr = 0.7.

6. Находим режим движения газа, обтекающих каждую поверх-ность корпуса:

5 106 Grн Pr = Grв Pr = 1.831 0.7 107 = 1.282 107 2 107 следовательно режим ламинарный

Grб Pr = 6.832 0.7 106 = 4.782 106 5 106 следовательно ре-жим переходный к ламинарному.

7. Рассчитываем коэффициент теплообмена конвекцией для ка-ждой поверхности блока k.i:

где m - теплопроводность газа, для воздуха m определяем из таблицы 4.10 [1] m = 0.0272 Вт/(м К);

Ni - коэффициент учитывающий ориентацию поверхности корпуса: Ni = 0.7 для нижней поверхности, Ni = 1 для боковой поверх-ности, Ni = 1.3 для верхней поверхности.

8. Определяем тепловую проводимость между поверхностью корпуса и окружающей средой к:

9. Рассчитываем перегрев корпуса блока РЭА во втором при-ближении tк.о:

где Кк.п - коэффициент зависящий от коэффициента корпуса бло-ка. Так как блок является герметичным, следовательно Кк.п = 1;

Кн1 - коэффициент, учитывающий атмосферное давление окру-жающей среды берется из графика рис. 4.12 [1], Кн1 = 1.

10. Определяем ошибку расчета

Так как =0.332 [ ]=0.1 проводим повторный расчет скорректи-ровав tк= 15 оС.

11. После повторного расчета получаем tк,о= 15,8 оС, и следова-тельно ошибка расчета будет равна

Такая ошибка нас вполне устраивает =0.053 [ ]=0.1

12. Рассчитываем температуру корпуса блока

Этап 2. Определение среднеповерхностной температуры нагре-той зоны

1. Вычисляем условную удельную поверхностную мощность на-гретой зоны блока qз:

где Pз - мощность рассеиваемая в нагретой зоне, Pз = 20 Вт.

2. По графику из [1] находим в первом приближении перегрев на-гретой зоны tз= 18 оС.

3. Определяем коэффициент теплообмена излучением между нижними з.л.н, верхними з.л.в и боковыми з.л.б поверхностями нагре-той зоны и корпуса.

Для начала определим приведенную степень черноты i-ой по-верхности нагретой зоны пi :

где зi и Sзi - степень черноты и площадь поверхности нагретой зоны, зi = 0.92 (для всех поверхностей так как материал ПП одинако-вай).

Так как приведенная степень черноты для разных поверхностей почти одинаковая, то мы можем принять ее равной п = 0.405 и тогда

4. Для определяющей температуры tm = 0.5 (tк + t0 + tk) = 0.5 (45 + 30 + 17 =46 oC и определяющего размере hi рассчитываем число Грасгофа Gr для каждой поверхности корпуса

где Lопр i - определяющий размер i-ой поверхности корпуса;

g - ускорение свободного падения;

m - кинетическая вязкость газа, для воздуха определяется из таблицы 4.10 [1] и равна m=17.48 10-6 м2/с

Определяем число Прандталя Pr из таблицы 4.10 [1] для опре-деляющей температуры tm, Pr = 0.698.

Grн Pr = Grв Pr = 213.654 0.698 = 149.13

Grб Pr = 875.128 0.698 = 610.839

5. Рассчитаем коэффициент коэффициенты конвективного теп-лообмена между нагретой зоной и корпусом для каждой поверхности:

" для нижней и верхней

" для боковой поверхности

где m - теплопроводность газа, для воздуха m определяем из таблицы 4.10 [1] m = 0.0281 Вт/(м К);

6. Определяем тепловую проводимость между нагретой зоной и корпусом:

где - удельная тепловая проводимость от модулей к корпусу блока, при отсутствии прижима = 240 Вт/(м2 К);

S - площадь контакта рамки модуля с корпусом блока;

К - коэффициент учитывающий кондуктивный теплообмен

В результате получаем:

7. Рассчитываем нагрев нагретой зоны tз.о во втором приближе-нии

где Кw - коэффициент, учитывающий внутреннее перемешивание воздуха, зависит от производительности вентилятора, Кw = 1;

Кн2 - коэффициент, учитывающий давление воздуха внутри бло-ка, Кн2 = 1.3.

8. Определяем ошибку расчета

Такая ошибка нас вполне устраивает =0.053 [ ]=0.1.

9. Рассчитываем температуру нагретой зоны

Этап 3. Расчет температуры поверхности элемента

1. Определяем эквивалентный коэффициент теплопроводности модуля, в котором расположена микросхема. Для нашего случая, ко-гда отсутствуют теплопроводные шины экв = п = 0.3 Вт/(м К) , где п - теплопроводность материала основания печатной платы.

RSSСтраница 1 из 2 [Всего 2 записей]1 2 »


При любом использовании материалов сайта обязательна гиперссылка на сайт «Репетитор».
Разработка и Дизайн компании Awelan
www.megastock.ru
Проверить аттестат