ВУЗ:
Составители:
21
3.4. Расчет температур корпуса и нагретой зоны
Для ПП, расположенных в корпусе, наиболее часто используются граничные
условия №4: теплопередача через воздушную прослойку к поверхности с заданной
температурой и №6 – естественная конвекция в окружающий воздух и излучение на
соседний конструктивный элемент с заданной температурой. Для этих граничных
условий необходимо рассчитать температуру корпуса.
Температуру корпуса можно определить с помощью описываемой программы.
Для этого на поверхности, площадь которой равна суммарной площади корпуса,
расположить равномерный источник тепла (вариант задания размеров компонента,
площадь которого равна площади корпуса). Рассеиваемая мощность источника
тепла равна сумме мощностей источников тепла на ПП. Задавая граничное условие
№6, определить температуру поверхности источника тепла, которая соответствует
температуре корпуса. В граничном условии задавать температуры, (в том числе и
температуру соседнего конструктивного элемента), равные температуре среды.
Если ПП расположена в корпусе и используется граничное условие №6, то
требуется ввести температуру соседнего конструктивного элемента, температуру
окружающего воздуха и давление окружающей среды. Температура соседнего
конструктивного элемента равна температуре корпуса. Температура окружающей
среды равна температуре нагретой зоны. Температуру нагретой зоны можно
определить аналогично методике расчета температуры корпуса: разместить на всей
поверхности ПП равномерный источник тепла с мощностью, равной мощности
источников тепла. Расположить над ПП граничное условие №6. В качестве
температуры окружающей среды и температуры соседнего конструктивного
элемента проставить температуру корпуса. Рассчитанная температура источника
тепла будет равна температуре нагретой зоны.
Если расстояние между ПП и корпусом невелико (5 – 10 мм), то при расчете
температуры нагретой зоны можно использовать граничное условие №4. На ПП
плате расположить равномерный источник тепла, задать параметры для граничного
условия №4: толщину воздушной прослойки и температуру поверхности, которая
равна температуре корпуса.
Толщину нагретой зоны можно определить по формуле:
d=V
ЭЛ
/ S
ПП
,
где V
ЭЛ
– объем элементов, расположенных на ПП, S
ПП
– площадь ПП. Расчетную
толщину d использовать при определении толщины воздушной прослойки.
4. ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАДАНИЕ
1. Разработать конструкцию печатного узла. Представить к отчету послойное
изображение проводников и компоновочный эскиз ПП, полученные в программе
Gerb Tool.
2. Провести исследование теплового режима печатного узла. Рассчитать
температуру корпусов элементов и тепловые поля.
Вариант схемы получить у преподавателя.
