Разработка микроблока питания

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 16 Сентября 2011 в 10:31, реферат

Описание работы

Микрокомпоненты, применяемые совместно с ИС, должны быть совместимыми с ними по конструкции, технологии и уровню надежности. В некоторых случаях оправдано применение гибридных интегральных схем (ГИС).

Файлы: 1 файл

ВВЕДЕНИЕ.doc

— 110.00 Кб (Скачать файл)

конструкции и  довести  его  до  величины  полностью определяемой 

энергетическими соотношениями  и условиями охлаждения.     

 В нашем  случае  мы рассматриваем тепловой расчет микроузла, 

который позволяет  нам определить картину температурного поля 

ГИС 

с помощью расчета  тепловых режимов и взаимовлияния  элементов.     

 Примем условные  обозначения:     

Wя4iя0     - удельная мощность рассеивания элемента, Вт/смя52я0;     

Wя4i maxя0 - максимальная  удельная мощность рассеивания 

элемен-              

 та, Вт/смя52я0;     

 я7DQя0     - допустимая абсолютная погрешность перегрева,

я5oя0С;     

 я7lя0      - теплопроводность подложки, Вт/м - град;     

lя43я0     - толщина подложки, нм;     

Rя4kя0     - контактное тепловое сопротивление, мя52я0 град/Вт;     

Zя4oя0     - эквивалентный радиус тепла, мм;     

rя4oя0     - эквивалентный радиус источника тепла, мм;     

Pя4iя0     - мощность источника тепла, Вт;     

Sя4iя0     - площадь поверхности источника, ммя52я0; 

.              

 РАСЧЕТ ТЕМПЕРАТУРНОГО  ПОЛЯ ИСТОЧНИКА ТЕПЛА      
 
 

 Экивалентный  радиус подложки                            
 
 

Zя4oя0= 90 мм;      
 
 

 Эквивалентный  радиус источника тепла rя4oя0=7 мм;     

 Критериальную  величину рассчитываем по формуле:                  

 я7|\\\\\\\\\        

 я7|\\\    /я0 1я77я0Zя4oя52      

j=я7?я0 Bя4iя7 я0=я7  /я0 ДДДДДДДДД     ;              

 я7?я0   Rя4kя77l7я0lя4з               
 
 
 
 

 я7|\\\\\\\\\\\\\\\            

 я7/ я01я77я0(9я77я010я5-2я0)я52      

j =  я7 /я0 ДДДДДДДДДДДДДДДД  = 3,5; где Rя4kя0 = 10я5-3я0,          

 я7?я0   4я77я010я5-3я77я0170я77я010я5-3       
 
 

Bя4iя0 - критерий Био;      

j  - критериальная величина.       
 
 

 Для нахождения  критерияя7  fя0  необходимо определить

отношение 

r/Zя4oя0.      
 
 

 Определяем функцию  я7fя0(r/Zя4o,jя0) по таблице;                         
 
 

Y(r/Zя4o,jя0)=0,5064      
 
 

 При r=rя4oя0  определяем  тепловой коэффициент F(rя4oя0); 

отношение 

r/Zя4o,jя0= 0,7/9,0=0,078                                 
 
 

1                    

    F(rя4oя0)= ДДДДД Y(r/Zя4oя0,r/Zя4o,jя0)                               

2lя43я77l                        
 
 

F(rя4oя0) = 0,37 град/Вт      
 
 

 Температура в  точке r=rя4oя0 составляет  
 
 

                         
 
 

t(rя4oя0)я77я0tя4cя0 = Pя77я0F(rя4oя0)                         
 
 

t(rя4oя0) =  70,6 град      
 
 

tя4cя0 принимается  равной tя5oя0 устройства и равно 70я5oя0.     

 Рассчитываем  коэффициент F(r/Zя4oя0) для следующих  точек:                        
 
 

r/Zя4oя0=0,2;0,3;0,6;1.      
 
 

 Из таблиц находим  функцию Y для этих точек:                   
 
 

Y(0,2)=0,228   Y(0,6)=0,0376                   

Y(0,3)=0,136   Y(1)=0,0158      
 
 

 Тепловые коэффициенты  равны:                    
 
 

F(0,2)=0,17     F(0,3)=0,10                   

F(0,6)=0,03     F(1,0)=0,012      
 
 

 Перегревы в  этих точках составляют:                    
 
 

 я7Qя0(0,2)=0,27я7   Qя0(0,6)=0,048                    

 я7Qя0(0,3)=0,16я7   Qя0(1,0)=0,02       
 
 

 Вокруг каждого  источника  делаем  окантовку  - зону влияния 

элементов.               
 
 

2.1.2 РАСЧЕТ ВЗАИМОВЛИЯНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ      
 
 

 Для каждого  i-того источника тепла рассчитывается  влияние на 

близлежащие к  центру  этого источника точки y-х элементов схемы, 

которые хотя бы частично заключены в области прямоугольника

i-то- 

го элемента.     

 Температура любой  точки поверхности  основания  определяется 

по формуле:         

Kя4iя77я0Wя4iя7 {     

 я7Qя4iя0= Дя4Дя0ДДДя7 2 eя0(qя41я0rя41я0) + Signя7 

я0qя42я77eя0(qя42я0rя41я0) + Sign rя42я77eя0(qя41я0rя42я0) +               

 я7[ я4        я7             я4   я7 }                 

+ Sign qя42я77я0Sign rя42я77eя0(qя42я0rя42я0)я72                                           

 я7] 

        
 
 
 
 

qя41я0 = я7dя41я5'я0 + іxя4oя0ія7       я0rя41я0 = я7dя42я0' +

іyя4oя0і      
 
 

qя42я0 = я7dя42я0' -я7 я0іxя4oя0ія7     я4 я7 я0rя42я0 = я7dя42я0' -

іyя4oя0і      
 
 

qя4oя0 = min {qя41я0r}            max {qя41я0r}                            

K = ДДДДДДДДДД ,                                  

qя4c                 
 
 
 
 

 я7Dя01 я7             Dя02     

 где  я7dя41я5'я0= ДДД    и  я7dя42я0'= ДДДД               

lя43              я0lя43      
 
 

 я7Dя01 я7 я0ия7  Dя02  - размеры источника тепла;     

 Кя4кя0  - коэффициент качества конструкции;         

lя43     

 Кя4кя0= ДД .         

 я7l      
 
 

Xя4oя0, Yя4oя0 - безразмерные координаты точки,  в которой

определяется 

перегрев в системе  координат,  центр которой совпадает с  центром 

i-того элемента, а  оси /1-6/ сторонам i-того элемента;       
 
 

xя4oя0 = xя4oя0 / lя4 3     

 я7eя0(qя41я0r) = я7eя41я0(qя4oя0) - я7eя42я0(qя4oя0k)     

 я7eя41я0(qя4oя0)я7  я0ия7  eя42я0(qя4oя0k) даны в таблице.      
 
 

 Определим перегревя7  Qя41-2я0  в ближайшей тоске влияния

дросселя 

(элемента 2) на транзистор (элемент 1).                 
 
 

 я7dя41я5'я0 = 27,5 / 4я7          я0хя4оя0 = 4,75                

 я7dя42я0' = 33,5 / 4я4          я0уя4оя0 = 0                

qя41я0 = 11,65       я7     я4 я7 я0rя41я0 = 8,4                

qя42я0 = 2,15      я7     я0  я4 я7 я0rя42я0 = 8,4                  
 
 
 
 

 Кя41я0 = 1,4              я4  я0Кя43я0 = 1,4                

 Кя42 я0= 4,0               я4 я0Кя44я0 = 4,0  
 
 

        
 
 
 
 

 я7eя0 (qя41я0;rя41я0) = 1     

 я7eя0 (qя42я0;rя42я0) = 0,9726     

 я7eя0 (qя41я0;rя42я0) = 1     

 я7eя0 (qя42я0;rя42я0) = 0,9726       
 
 
 
 

 я7Qя41-2я0 = 0,197      
 
 

 Перегрев в  ближайшей точке влияния дросселя (элемент  2)  на 

диод (элемент 3)      
 
 

 я7Qя43-2я0=0,00003      
 
 

 Для остальных  элементов:      
 
 

 Диод (элемент  3)я7              Qя41-3я0 = 6я77я010я5-3я0   на

транзистор     

 Стабилитрон (элемент  5)я7       Qя41-5я0 = 6я77я010я5-3я0   

(элемент 1)      
 
 

 Транзистор (элемент  1)я7        Qя42-1я0 = 3я77я010я5-4я0     на

дроссель     

 Диод (элемент  3)я7              Qя42-3я0 = 6,63я77я010я5-2я0 

(элемент 2)     

 Трансформатор (элемент 4)я7     Qя42-4я0 = 4я77я010я5-4     

 Стабилитрон (элемент  5)я7       Qя42-5я0 = 3я77я010я5-6      
 
 

 Транзистор (элемент  1)я7        Qя43-1я0 = 0          на диод     

 Трансформатор  (элемент 4)я7     Qя43-4я0 = 1,6я77я010я5-2я0  

(элемент 3)      
 
 

 Дроссель (элемент  2)я7          Qя44-2я0 = 7я77я010я5-6я0    на

трансформа-     

 Стабилитрон (элемент  5)я7       Qя44-5я0 = 1,47я77я010я5-3я0 

тор (эл. 4)      
 
 

 Транзистор (элемент  1)я7        Qя45-1я0 = 7,8я77я010я5-5я0    на     

 Дроссель (элемент 2)я7          Qя45-2я0 = 7я77я010я5-4я0    

стабилитрон     

 Диод (элемент  3)я7              Qя0 я45-3я0 = 4,44я77я010я5-2я0  

(элемент 5)     

 Трансформатор  (элемент 4)я7     Qя0 я45-4я0 = 4,44я77я010я5-2  
 
 

.                 
 
 

 РАСЧЕТ СОБСТВЕННЫХ ПЕРЕГРЕВОВ ЭЛЕМЕНТОВ      
 
 

 Определяем безразмерные  параметры элементов схемы:            
 
 

min(я7Dя0 1i,я7Dя0 2i)       я4 я0    max(я7Dя01 i,я7Dя0 2i)     

qя4oiя0= ДДДДДДДДДДДД    и    Kя4iя0= ДДДДДДДДДДДД              

lя43я0                   min(я7Dя0 1i,я7Dя0 2i)       
 
 

 Удельная мощность  рассеивания элементов равна                           
 
 

Wя4iя0 = Pя4i я0/ Sя4i      
 
 

 Перегрев элементов  под действием рассеиваемой мощности:                         
 
 

 я7Qя0 я4iя0 =я4  я0Kя4kя77я0Wя4iя77eя0 (qя4oiя0,k)      
 
 

 Собственный перегрев  состоит из перегрева элемента  и  перег- 

рева клея                         

 я7Qя0 я4niя0 = я7 Qя0  я4iя7 я0+ я7Qя0 я4кл      
 
 

 Для транзисторов:   qя4оя0 я4тя0=6,875я4   я0Kя4тя0=1,2      
 
 

 Для трансформатора:я4 я0qя4оя0 я4тря0=6,875я4  я0Kя4тря0=1,0      
 
 

 Для диода:я4         я0 qя4оя0 я4дя0=1,75я4    я0Kя4дя0=1,0      
 
 

 Для дросселя:я4      я0 qя4оя0 я4дря0=4,5я4  я0  Kя4дря0=1,0          
 
 
 
 
 
 

 я7eя0 я41я0(qя4оя0 я4тя0)=0,9999я4  я0  я4 я0  я7eя0

я41я0(qя4оя0 я4дря0)=0,99930         
 
 

 я7eя0 я42я0(qя4оя0 я4тря0)=0,999952я4  я0  я7eя0 я41я0(qя4оя0

я4дя0)=0,86863        
 
 

 я7eя42я0(qя4оя0 я4тя0 Kя4тя0) = 0я4   я0    я7eя42я0(qя4оя0

я4дря0 Kя4дря0)=0,0008        
 
 

 я7eя42я0(qя4оя0 я4тря0 Kя4тя0) = 4,5я4  я0  я7eя42я0(qя4оя0

я4дя0 Kя4дя0)=0,05077   
 
 
 
 

Информация о работе Разработка микроблока питания