Конструкторское и технологическое проектирование микроэлектронного варианта имитатора звука мотора

Содержание
1. Анализ схемы электрической принципиальной 3
1.1. Расчет режимов работы схемных элементов по постоянному току 4
1.2. Выбор и обоснование элементной базы МСБ 8
1.3. Разработка топологии МСБ 15
2. Разработка конструкции ФЯ 20
2.1. Оценка количества МСБ в составе ФЯ 20
2.2. Разработка конструкции ФЯ 21
3. Оценка теплового режима 25
3.1. Выбор компоновочной и тепловой схемы ФЯ 25
3.2. Расчет теплового режима 25
3.3. Оценка требуемой системы охлаждения 28
4. Оценка надежности конструкции 30
Библиографический список 32

Поверхность корпуса считаем изотермической.3.2Расчёт теплового режимаПлата МСБ имеющая размеры 0.072×0.060×0.0035 м3 припаяна к технологической планке помещённая в корпус с размерами 0.13×0.068×0.006м3.Рассеиваемая мощность блока равняется. Температура окружающей средыtср=(-40…+40)°С.Определяем площадь внешней поверхности корпуса микроблока:Определяющий размер корпуса:Задаемся перегревом корпуса Δt = 10°С относительно температуры среды и определяем среднее значение температуры:По номограммам на рис.12 находим конвективный коэффициент теплопередачи и коэффициент теплопередачи излучением от корпуса к среде Вычислим суммарную тепловую проводимость между корпусом и средой в первом приближении:Расчетное значение перегрева корпуса:Будем считать расчёт законченным, если выполнится условие .В первом приближенииЗначит, считаем, что перегрев корпуса .Следовательно, среднеповерхностная температура корпуса микроблока:Определяем поверхность нагретой зоны:0.072×0.060×0.00350.13×0.068×0.006м3Рассчитываем средний зазор между поверхностью нагретой зоны и корпусом:Определяем коэффициент теплопередачи кондукцией через воздушный зазор между нагретой зоной и корпусом.,где: - коэффициент теплопроводности воздуха.Практика показывает, что коэффициент теплопередачи излучением от нагретой зоны к корпусу мало зависит от размеров нагретой зоны и корпуса и составляет приблизительно .Определяем тепловую проводимость технологической пластины , на которых лежит МСБ. Без учета теплового сопротивления контакта между МСБ и технологической пластины определяется только материалом (сплав ВТ1-0, ) и геометрическими размерами.Определим тепловую проводимость между нагретой зоной и корпусом:Рассчитываем среднеповерхностную температуру нагретой зоны:Определяем температуру в центре нагретой зоны . Экспериментальноустановлено, что для конструкций микроблоков, выполненных на металлических ФЯ, перегрев в центре нагретой зоны не превышает 2…5°С. Поэтому принимаем 3.3 Оценка требуемой системы охлажденияОпределим тепловой поток По перечню элементов найдём допустимую рабочую температуру наименее теплостойкого элемента.Наименее теплостойкий элемент - навесной подстроечный резистор CA9 H2.5 470 КПоверхностная плотность теплового потока: где: Кн = 1 - поправочный коэффициент на давление окружающей среды.Тогда:По рисунку 13 определяем систему охлажденияДля этого найдём допустимый перегрев в конструкции Охлаждение системы можно обеспечить естественным и принудительным воздушным охлаждением.4. Оценка надёжности конструкцииОпределим электрическую нагрузку навесных компонентов.Электрическую нагрузку транзистора принимаем равной 0.7.Электрическую нагрузку резистора определяется отношением номинальной рассеиваемой мощности на навесном резистореR1 (0.1мВт), к допустимой рассеиваемой мощности (0.1Вт). Т.е.Электрическую нагрузку навесного конденсатора определяется отношением номинального наихудшего рабочее напряжение, прикладываемое к обкладкам конденсатора C1, - 4.5В, к допустимому рабочему напряжению по ТУ-6 В. Тогда Электрическую нагрузку плёночного резистора с Кф>1 рассчитана в пункте 1.5.1 и он не превышает 0.2.По таблице поправочного коэффициента (Л.1 табл. П 10.2) определим поправочный коэффициент а, при максимальной температуре в центре нагретой зоны приведённой в таблице. Т.к. в таблице не приведена нужная температура, то составим полином Лагранжа:По таблице справочных данных для расчёта надёжности (Л.1 табл. П 10.1) найдём интенсивность отказов элементов РЭС.Результаты представлены в таблице 3По таблицам определим поправочные коэффициенты (Л.1 табл. П 10.4, П 10.5, П 10.6) найдем поправочные коэффициенты по условиям эксплуатации составляют самолётного РЭС , , .Таблица 3Наименование элементаПоправочный коэффициентИнтенсивность отказовКоличествоНавесной резистор10,061Пленочный резистор Кф>10,6890,031Транзисторы1,0060,52Конденсаторы-0.061Пайка навесного монтажа-0,0311Пайка печатного монтажа-0,015Найдём надежность по внезапным отказам при заданном по ТЗ времени непрерывной работы (1600 часов):Найдем среднее время наработки на отказ:Вероятность безотказной работы за 1600 ч:т.е. откажет 4 МСБ из 1000. Библиографический список1. Основы конструирования и технологии РЭС: Учебное пособие для курсового проектирования / Авт.: В.Ф. Борисов, А.А. Мухин, В.В. Чермошенский и др. – М.: Изд-во МАИ, 2000.3. Монтаж микроэлектронной аппаратуры. Г.Я. Гуськов, Г.А. Блинов, А.А. Газаров. 4. Методические указания к практическим занятиям по курсу «Конструирование и технология производства РЭА».В.С.Лукин, В.В. Чермошенский, Т.Л. Воробьёва. МАИ, 1981.5. Сайты радиоэлектронных компонентов: www.chipdip.ru, www.bmgplus.ru, www.chipfind.ru