">   - пакет ФЯ;

   - электрические соединители и межъячеечный монтаж;

   - элементы лицевой панели и монтаж установочных элементов;

   - элементы задней панели, внешние электрические соединители и монтаж;

    Полный объём блока V_бл=V₁+V₂+V₃+V₄.  
 

6.2. Выбор системы охлаждения. 

       При выборе системы охлаждения используются следующие исходные данные: тепловой поток, рассеиваемый поверхностью теплообмена (корпуса) конструкции Р, Вт; площадь поверхности теплообмена (корпуса) ; допустимая рабочая температура наименее теплостойкого элемента , ; максимальная температура окружающей среды , ; минимальное давление окружающей среды , мм рт.ст.

      Определение значения теплового  потока Р через потребляемую от источников питания мощность

;

и коэффициент полезного действия изделия ;

;

Площадь поверхности теплообмена найдем, используя коэффициенты дезинтеграции объема :

Учтём, что  =2,

а - суммарный установочный объем элементов 

Тогда

Найдём  поверхностную плотность теплового  потока:

Учитывая, что  поправочный коэффициент на давление окружающей среды

,  

где - минимальное давление окружающей среды

            H – нормальное давление.

Допустимый перегрев конструкции определим как:

  Значения  и являются координатами точки, положение которой на представленной диаграмме определяет систему охлаждения конструкции. 

    

   На основе  положения координаты точки на  диаграмме делаем вывод, что  способ охлаждения корпуса блока  – естественно воздушный. 

 6.3. Разработка конструкции функциональной ячейки РЭС.

    

       Конструкция функциональной ячейки должна соответствовать выбранному типу конструкции блока. Для нашего устройства используем конструкцию ФЯ блока разъемного типа.

       В виду отсутствия значительного  уровня механических воздействий на аппаратуру функциональную ячейку реализуем в безрамочном исполнении.

    Особенности элементной базы (МСБ, ряд навесных компонентов, разъём) позволяют применить в конструкции ФЯ одностороннее расположение элементов.

     Несущим элементом конструкции ФЯ на бескорпусных МСБ является печатная плата. 

6.3.1. Расчёт площади печатной платы. 

    Определим  площадь печатной платы, необходимую для одностороннего размещения радиоэлементов:

  Таким образом выбранный типоразмер печатной платы 40 x 60 (табличные данные), исходя из условия , где , - линейные размеры платы. 

  6.4. Выбор навесных компонентов печатной платы. 

  Помимо  МСБ, на печатную плату устанавливаются 2 регулируемых стабилитрона, 2 светодиода, разъём (вилка). 
 
 
 
 

1) Выбор светодиодов HL1, HL2 (АЛ307АМ):

 Габаритный чертёж корпуса светодиодов HL1 и HL2 изображён на рисунке:

Цвет свечения красный. 

2) Выбор регулируемых  стабилитронов DA1, DA2 (КР142ЕН19А): 

     В качестве габаритного чертежа  корпуса регулируемого стабилитрона  КР142ЕН19А, в виду недостатка  информации, выберем корпус кубической  формы с размерами 15 x 15 x 15мм, имеющий следующую функциональную схему (рис.1) и цоколёвку выводов (рис. 2):

Рис.1. Функциональная схема КР142ЕН19А

Рис.2. а) Условное обозначение, б) Цоколевка выводов 
 

3) Выбор разъёма  на плату:

  

    Для обеспечения подачи питания с цепь выберем однорядные разъёмы серии PLS-R, с изогнутыми выводами под углом 90 градусов.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:

Материал контактов: фосф. бронза, золото поверх никеля

Материал изолятора: полистирол усиленный стекловолокном

Предельный ток: 1А 

Предельное напряжение: 500 В в течении 1 мин 

Сопротивление изолятора: не менее 1000 МОм 

Сопротивление контактов: не более 0.2 Ом

Допустимые температуры: -40°С - +105°С

Габаритные  размеры:

    

 

6.5. Выбор корпуса.

Версия  корпуса 
- закрытый  
 
Конструкция 
Корпус состоит из основания (с пазом) и крышки (со шпунтом), соединённых саморезами с нижней стороны корпуса. В основании и крышке имеются монтажные колонки. 
 
Крепление плат и компонентов 
- в основании и крышке монтажных колонок не имеется (для крепления плат используются выносные колонки – «бобышки») 
 
Степень защиты 
IP 65 (закрытые версии)

Производитель: OKW

Размеры: 64 х 44 х 23

Материал: АБС

                                                    

 
 
 

7. Оценочные расчеты показателей качества конструкции. 

7.1. Оценочные расчеты тепловых режимов конструкций РЭС. 

Схематическое изображение конструкции представлено в виде:

где 1 – корпус; 2 – блок функциональных ячеек (нагретая зона);

3 – установочные  элементы.

Тепловая модель для нашего конкретного случая имеет  вид:

где P - тепловой поток, рассеиваемый конструкцией;

- конвективно-кондуктивная тепловая  проводимость между нагретой  зоной и внутренней стенкой  корпуса;

- тепловая проводимость  теплопередачи  от нагретой зоны к внутренней  стенке  корпуса  излучением;

- тепловая проводимость установочных  элементов;

- тепловая  проводимость  стенок  кожуха;

- тепловая проводимость от  наружной поверхности корпуса  к среде для конвективной теплопередачи,  - коэффициент теплопередачи;

- тепловая проводимость от  наружной стенки корпуса к среде для теплопередачи излучением;

, и - температуры поверхности нагретой зоны и корпуса;

 – температура внутренней  окружающей среды.

      Для определения  - коэффициента конвективной теплопередачи и - коэффициент теплопередачи излучением воспользуемся номограммами.

А для  этого зададим значение температурного перегрева  , температуру окружающей среды .

      Определим температуру корпуса  в первом приближении:

;

      Определим среднюю температуру между корпусом и средой в первом приближении: ;

       Найдем определяющий размер нагретой  конструкции:   

Таким образом  ; при .

Пересчёт  при  , .

Рассчитаем  площади наружной и внутренней поверхности  корпуса:

    Определим тепловую проводимость от наружной поверхности корпуса к среде для конвективной теплопередачи:

где - площади наружной поверхности корпуса.

    Определим тепловую проводимость от наружной стенки корпуса к среде для теплопередачи излучением:

где - площади наружной поверхности корпуса.

    

 Найдем  тепловую проводимость стенок  кожуха:

где - коэффициент теплопроводности материала корпуса (АБС), - толщина стенки, , - площади внутренней и наружной поверхностей корпуса.

      Определим тепловая проводимость установочных элементов:

 

где n - число элементов, l - коэффициент теплопроводности материала, l - длина установочных элементов по направлению теплового потока, - площадь средней изотермической поверхности, перпендикулярной направлению теплового потока.

       Определим тепловая проводимость  теплопередачи от нагретой зоны к внутренней стенке  корпуса  излучением:

где - коэффициент теплопередачи излучением; -площадь поверхности нагретой зоны.

      Найдём конвективно-кондуктивная тепловую проводимость между нагретой зоной и внутренней стенкой корпуса:

где k - поправочный коэффициент на конвективный теплообмен в условиях ограниченного пространства, - коэффициент теплопроводности воздуха для среднего значения температуры воздуха в прослойке, - среднее расстояние между нагретой     зоной    и  кожухом, -площадь поверхности нагретой зоны,  - площадь внутренней поверхности корпуса.

      Найдем температуру наружной  стенки корпуса:

;

      Найдем температуру внутренней стенки корпуса:

;

      Найдем температуру нагретой зоны:

.

      На основе полученных данных принимаем решение о естественном воздушном охлаждении устройства, что подтверждает оценочный расчёт системы охлаждения конструкции. 
 
 

7.2. Оценка вибропрочности планарных конструкций. 

   Конструкция считается вибропрочной, если в ней отсутствуют механические резонансы, а допустимая виброперегрузка на резонансной частоте превышает перегрузку, указанную в техническом задании на изделие.