Конструкторский расчет отдельных узлов и деталей согласно техническому заданию

В данном разделе согласно техническому заданию могу быть выполнены следующие расчеты:

- конструкторский расчет печатной платы;

- расчет тепловых режимов;

- расчет трансформаторов;

- расчет на механические воздействия;

- расчет электромагнитной совместимости.

1.8.1 Конструкторский расчет печатной платы.

Конструирование печатных плат состоит из следующих основных этапов:

- изучение технического задания на разработку изделия и анализ электрической принципиальной схемы;

- определение конфигурации и габаритных размеров печатной платы;

- определение рационального взаимного расположения навесных элементов на печатной плате;

- трассировка соединений на плате;

- расчет параметров печатного монтажа;

- разработка конструкторской документации.

Анализ принципиальной электрической схемы выполняется с целью:

* установить возможность объединения выводов в единую зону электрического присоединения;

* определить порядок расположения печатных проводников в указанной зоне;

* выявить сильноточные линии электрической связи и составить перечень таких линий;

* ознакомится с габаритными чертежами, входящими в схему ЭРЭ, при необходимости сделать их эскизы, которые понадобятся для графического преобразования схемы и размещения ЭРЭ на печатной плате;

* наметить способы установки ЭРЭ на печатной плате (вертикально или горизонтально, выводами вверх или вниз и т.п.).

Для определения конфигурации и габаритных размеров платы необходимо:

а) найти суммарные установочные площади (установочная площадь – это площадь прямоугольника (квадрата), в которую вписывается ЭРЭ вместе с выводами и контактными площадками при установке его на печатной плате) S_мг, S_сг, S_кг соответственно для малогабаритных (все монтажные элементы), среднегабаритных (ИМС в прямоугольных корпусах, постоянные резисторы мощностью выше 0.5 Вт, конденсаторы в круглых корпусах и т.п.) и крупногабаритных корпусах, (переменные резисторы, полупроводниковые приборы на радиаторах и т. д.).

б) рассчитать площадь монтажной зоны Sм,мм², для низкой плотности монтажа по формуле (6):

а для высокой плотности монтажа по формуле (7):

в) полагая монтажную зону квадратной, найти ее линейные размеры;

г) скорректировать размеры, если монтажная зона не должна быть квадратной при этом следует учитывать требования ГОСТ 10317 «Печатные платы. Основные размеры». Согласно этому ГОСТу размеры каждой стороны печатной платы должны быть кратными:

2,5 при длине до 100 мм,

5,0 при длине до 350 мм,

10,0 при длине более 350 мм.

Рекомендуемые размеры печатных плат приведены в таблице 8.

д) выбрать способ изготовления печатной платы.

Определение рационального взаимного расположения навесных элементов на печатной плате. Навесные элементы необходимо размещать с учетом электрических связей теплового режима с обеспечением минимальных значений длин электрических связей, количество переходов печатных проводников со слоя на слой, паразитных связей между навесными элементами, необходимо стремиться к возможно равномерному распределению масс навесных элементов по поверхности платы с установкой элементов вблизи мест механического крепления платы. Установочные размеры и варианты установки навесных элементов выбирают в соответствии с действующими стандартами на установку навесных элементов.

Трассировка заключается в соединении между собой контактов каждого из элементов. Основными ограничениями при трассировке являются: недоступность пересечения в одном слое проводников различных цепей и метрические ограничения, связанные с ограниченным объемом монтажного пространства и размерами проводящих соединений. Трассировка соединений после компоновки элементов должна выполняется так, чтобы обеспечивать заданные электрические параметры устройства. Для этого нужно выделить на схеме цепи сигнала, питания и корпуса, чтобы определить необходимые требования по трассировке проводников для каждой из этих цепей. Если разрабатывается двухсторонняя печатная плата, то на эскизе трассировке соединения выполняют своим цветом для каждого печатного слоя.

1.8.2.Расчет параметров печатного монтажа

Расчет параметров печатного монтажа заключается в определении размеров элементов проводящего рисунка печатной платы с учетом протекающих токов. При расчете следует определить: диаметр контактных площадок, ширину проводников и зазоры между ними.

Исходя из технологических возможностей производства, задействованного в производстве разрабатываемого устройства, выбирается метод изготовления и класс точности печатной платы проектируемого изделия в соответствии с требованиями ОСТ 4.010.022-85.

Последовательность расчета:

1) определить минимальную ширину, мм, печатного проводника по постоянному току для цепей питания и заземления по формуле (8):

b _min1 = I_max / j _доп t, (8)

где I _max - максимальный постоянный ток, протекающий в проводниках, А;

j _доп - допустимая плотность тока, А/мм², выбирается в зависимости от метода изго товления платы (таблица 9);

t - толщина проводника, мм.

2) определить минимальную ширину проводника, мм, исходя из допустимого падения напряжения на нем по формуле (9):

b _min2 =ρ I _max l / t U _доп., (9)

где ρ - удельное объемное сопротивление, Ом∙ мм² / м, выбирается в зависимости от метода изготовления (таблица 9);

l - длина проводника,м;

U _доп. - допустимое падение напряжения на проводниках, В

Таблица 9.

Для определения диаметров отверстий и контактных площадок необходимо пользоваться ОСТ 4.070.010 - 78, который содержит специальные указания для выбора отверстий и контактных площадок под выводы устанавливаемых элементов (табл.10).

Таблица 10

При любой установке элементов диаметры монтажных, переходных металлизированных и неметаллизированных отверстий следует выбрать из ряда: 0.4, 0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1.0,1.1,1.2,1.3,1.4,1.5,1.6,1.7,1.8,2.0,2.1,2.2,2.3,2.4,2.5,2.6, 2.7,2.8,3.0. Центры отверстий должны располагаться в узлах координатной сетки.

.

Поиск по сайту: