Расчет диаметров переходных отверстий

Минимальный диаметр переходного отверстия рассчитывается по формуле:

где I- сила тока цепи, А; h-толщина медной фольги, мм; А - допустимая токовая нагрузка, А/мм².

Расчётные данные являются минимальными, поэтому они уточнены до требуемых технологией комбинированного позитивного метода изготовления печатных плат значений (таблица 6) [27].

 Таблица 6

Минимальное расстояние между проводниками и минимальный диаметр контактных площадок и сквозных отверстий следует взять, исходя из класса точности изготовления платы: 0,15 мм и 0,6 мм и 0,6 мм соответственно.

Расчет теплового режима блока.

Требуется рассчитать тепловой режим блока и выбрать для него режим охлаждения. Методика расчёта взята для кассетной конструкции с принудительным воздушным охлаждением (рисунок 2)[10].

Рисунок 2 -Схема блока кассетной конструкции с принудительным воздушным охлаждением:1 – входное отверстие; 2 – выходное отверстие.

Исходные данные:

- блок устанавливается в шкаф с принудительной вентиляцией, со скоростью движения воздуха 3 м/с;

- предельная рассеиваемая мощность P_э = 600 Вт;

- число печатных плат в блоке N_п = 19;

- максимально возможное число ЭРЭ в блоке n = 3000;

- внутренние размеры кожуха по координатам Y и Z: L_z = 530 мм, L_y=220 мм;

- толщина печатной платы h_п = 2,6 мм;

- ширина печатной платы l_п = 240 мм;

- средние размеры ЭРЭ: l_y=8 мм, l_z= 5 мм, l_x=12 мм.

Алгоритм расчета:

Задаются объёмный расходом воздуха G:

где V– скорость потока воздуха, м/с; S- площадь сечения потока воздуха, м². Площадь сечения потока воздуха обусловлена размерами вентиляционных отверстий в блоке и их количеством. Таких отверстия в блоке 2, каждое из которых имеет размеры: 0,1064м  х 0,167 м =  Все значения округляются сторону ужесточения расчёта.

Рассчитывается площадь среднего поперечного сечения воздушного канала:

S_x = 220 * 530 – 2,6 * 240 * 19 – 8*5*2500 = 6,862 * 10^-5м²   

Определяется число Рейнольдса:

где  - кинематическая вязкость воздуха, .

Определяется коэффициент теплоотдачи i-й микросхемы:

где  - теплопроводность воздуха, .

Рассчитывается перегрев воздуха, протекающего вблизи ЭРЭ, расположенного на расстоянии Х от начала платы (сечение проходит по середине платы):

где P_Эi - мощность тепловыделения i-го элемента, расположенного до сечения X;  –плотность воздуха. Среднее число ЭРЭ на плату равно 132 шт.; сечение проходит по середине платы, количество ЭРЭ на половине платы примерно равно 66 шт. Средняя мощность на один ЭРЭ составляет Р_Э = 0,04 Вт

Определяется перегрев воздуха за счёт тепловыделения одного дискретного элемента:

где S_э - площадь поверхности элемента, омываемая воздушными потоками.

Следовательно перегрев воздуха за счет теплового выделения одного дискретного элемента равен:

Температура поверхности корпуса ЭРЭ составляет:

где  - температура воздушного потока на входе блока, в данном расчёте принята за максимальную температуру окружающей среды.

Средний перегрев воздуха на выходе блока: