Блок интерфейсных адаптеров (стр. 9 из 23)

Сверху и снизу каркас закрывается перфорированными крышками, а сбоку и сзади - панелями, которые крепятся винтами. Перфорация крышек применена для обеспечения нормального теплового режима блока интерфейсных адаптеров. На боковых панелях имеются планки, прикрепленные винтами, предназначенные для установки блока интерфейсных адаптеров в стойку. Для удобства установки и извлечения блока из стойки спереди имеются две ручки, прикрепленные винтами к выступам боковых панелей. Выступы имеют отверстия для закрепления конструкции в стойке. К задней панели крепятся разъемы для подключения кабелей интерфейсных адаптеров, для подключения напряжения сети к блоку питания. Также на ней нанесена маркировка номеров разъемов и напряжения сети 220В, 50Гц. Для обеспечения нормального теплового режима блока питания в задней панели имеются отверстия, через которые продувается воздух вентилятором установленным в блоке питания.

Внутриблочная коммутация плат осуществляется посредством объединительной платы, на которой расположены вилки для подключения розеток соответствующих плат. Это позволяет исключить кабели для межплатной коммутации, что повышает устойчивость схемы к элекромагнитным помехам.

7 ВЫБОР СПОСОБОВ И МЕТОДОВ ТЕПЛОЗАЩИТЫ, ГЕРМЕТИЗАЦИИ, ВИБРОЗАЩИТЫ И ЭКРАНИРОВАНИЯ

7.1 Выбор способа теплозащиты

Для обеспечения нормального теплового режима необходимо выбрать такой способ охлаждения блока интерфейсных адаптеров (далее "блока"), при котором количество тепла, рассеиваемого в окружающую среду, будет равным мощности теплоты выделения блока, при этом также необходимо учесть теплостойкость элементной базы.

Расчет температуры всех входящих в блок элементов представляет собой чрезвычайно трудоемкий процесс. В связи с этим встает вопрос: для каких элементов необходимо рассчитывать температуру, чтобы с заданной достоверностью можно было судить о соответствии теплового режима всего блока требованиям технического задания.

Методика определения числа элементов РЭС, подлежащих расчету теплового режима, состоит в следующем [15]:

1. Задаемся вероятностью правильного расчета р.

Если вероятность p > 0,8, то можно остановиться на выбранном способе охлаждения. При вероятностной оценке 0,8 > р > 0,3 можно применить выбранный способ охлаждения, однако при конструировании РЭС обеспечению нормального теплового режима следует уделить тем больше внимания, чем меньше вероятность. При вероятности 0,3 > р > 0,1 не рекомендуется использовать выбранный способ охлаждения.

Исходя из вышеизложенного, задаемся вероятностью правильного расчета р > 0,8.

2.Определяем средний перегрев нагретой зоны.

Исходными данными для проведения последующего расчета являются:

- K_з- коэффициент заполнения по объему 0,6;

- суммарная мощность, рассеиваемая в блоке, Вт 30;

- давление окружающей среды, кПа 87;

- давление внутри корпуса, кПа 87;

- габаритные размеры корпуса, м 483х0,295х0,264;

- площадь i-го перфорационного отверстия, м² 0,472

10^-4;

- количество перфорационных отверстий 320.

Средний перегрев нагретой зоны перфорированного корпуса блока с естественным воздушным охлаждением определяется по следующей методике [16]:

1. Рассчитывается поверхность корпуса блока:

, (7.1)

где L₁, L₂ - горизонтальные размеры корпуса, м;

L₃- вертикальный размер, м.

Для разрабатываемой конструкции блока L₁ = 0,483м, L₂= 0,295м, L₃ = 0,264м. Подставив данные в (7.1), получим:

м².

2. Определяется условная поверхность нагретой зоны:

, (7.2)

где k_З- коэффициент заполнения корпуса по объему. В нашем случае k_З = 0,6. Подставляя значение k_Зв (7.2), получим:

м².

Определяется удельная мощность корпуса блока:

, (7.3)

где Р - мощность, рассеиваемая в блоке. Для разрабатываемого блока Р =30Вт. Тогда:

Вт/м².

3. Определяется удельная мощность нагретой зоны:

4.

. (7.4)

Вт/м².

5. Находится коэффициент Q₁ в зависимости от удельной мощности корпуса блока:

6.

(7.5)

.

7. Находится коэффициент Q₂ в зависимости от удельной мощности нагретой зоны:

(7.6)

.

Определяется коэффициент К_Н1 в зависимости от давления среды вне корпуса блока:

, (7.7)

где Н₁ - давление окружающей среды в Па. В нашем случае Н₁=87кПа. Подставив значение Н₁ в (7.7), получим:

.

8. Определяется коэффициент К_Н2 в зависимости от давления среды внутри корпуса блока:

, (7.8)

где Н₂ - давление внутри корпуса в Па.

Для перфорированного корпуса Н₂=Н₁=87кПа. Тогда:

.

9. Рассчитывается суммарная площадь перфорационных отверстий:

, (7.9)

где S_i - площадь i-го перфорационного отверстия. Для разрабатываемой конструкции S_i=0,472см², количество перфорационных отверстий - 320 шт. Подставив данные в (7.9), получим:

м².

10. Рассчитывается коэффициент перфорации:

. (7.10)

.

11. Определяется коэффициент, являющийся функцией коэффициента перфорации:

. (7.11)

.

10. Определяется перегрев нагретой зоны:

. (7.12)

°С.

3. Для значений p = 0,95 и Q_З = 11,8 °С по графикам [рис.4.22, 15] находим значение допустимого перегрева элементов

Т_эл^(д). υ_эл^(д) =30 °С, Т_эл^(д) = Т_с + υ_эл^(д) = 40+30 = 70 °С

4. Расчету подлежат те элементы РЭС, у которых Т_{эл k}^(д) < 70 °С.

Значения Т_{эл k}^(д) для элементной базы разрабатываемого блока приведены в таблице 7.1.

Таблица 7.1 - Значения допустимых температур элементов

Тип элемента	Значение Тэл(д), °С
Резонатор	130
Конденсаторы:
К10-17А	85
К53-4А	85
Резисторы:
С2-23	75
СП3-19А	75
ИМС:
К1533	85
К1401	70
К590	75
Диоды:
КД522А	125
Д818Д	130
Транзисторы:
КТ660А	85
Дроссели:
ДМ-0,6	80
ДМ-0,1	75
Соединители	75

Из таблицы 7.1 видно, что для всех элементов, кроме ИМС серии К1401, выполняется условие Т_{эл k}^(д) > 70 °С. Для ИМС серии К1401 проведем подробный тепловой расчет.

Для выбора способа охлаждения исходными данными являются следующие данные:

- суммарная мощность Р_р, рассеиваемая в блоке, Вт 30;

- диапазон возможного изменения температуры