Выбор системы обеспечения теплового режима

Для охлаждения мощного транзистора VT4 попробуем применить плоский радиатор.

Исходными данными для расчёта являются:

― мощность, рассеиваемая транзистором

― максимально допустимая температура транзистора

― максимальная температура окружающей среды ˚С;

― площадь теплового контакта транзистора с радиатором

Определяем допустимый перегрев радиатора

Определяем тепловое сопротивление контакта корпуса элемента с радиатором при смазке контактных поверхностей пастой КПТ-8 по ГОСТ 19783-74.

.

Определяем требуемое значение теплового сопротивления радиатора

По графику зависимости теплового сопротивления известных радиаторов от перегрева , приведенном в [2], определяем для найденного значения величин.

Находим площадь радиатора

Так как рассчитанная площадь радиатора имеет незначительные размеры, то в качестве радиатора будем использовать заднюю стенку корпуса.

3.3. Выбор конструктивного оформления

Рассчитываем суммарную установочную площадь элементов на печатной плате S_уст, используя данные представленные в таблице 2.1. В результате суммирования установочных площадей всех элементов расположенных на печатной плате получаем

S_уст 1450 мм². С учетом площади резервных зон , на которую выделяется 60% установочной площади, найдем суммарную площадь платы

Выбираем размер платы 125х120 мм.

Высота выбранного трансформатора составляет 38 мм. Исходя из, габаритных размеров трансформатора и печатной платы выбираем следующие размеры корпуса высота 65 мм, ширина 190 мм, длина 155 мм.

Трансформатор закрепим на дно корпуса четырьмя болтами. Плату закрепим ко дну четырьмя болтами через втулки.

Площадь задней стенки разрабатываемого корпуса составляет 29450 мм², что превышает необходимую площадь теплоотвода. Мощный транзистор закрепим на задней стенке корпуса болтами (через внутренние отверстие в корпусе транзистора)с пластинчатой шайбой, обеспечив тепловой контакт смазкой контактных поверхностей пастой КПТ-8.

Проектирование узла на печатной плате

В качестве материала для платы будем использовать двухсторонний фольгированный стеклотекстолит (СФ-2). Толщину фольги выберем равной 50 мкм, так как более толстая фольга допускает большие токи.

Для координации отверстий и проводящего рисунка печатной платы применим координатную сетку, шаг которой выберем равным 2,54 мм. Все отверстия, включая крепёжные, будем располагать в узлах координатной сетки.

Диаметры монтажных отверстий под выводы элементов выберем на (0,2…0,4) мм больше диаметров выводов конкретного элемента.

Вокруг монтажных отверстий расположим контактные площадки круглой формы. Для упрощения монтажа форма контактной площадки для вывода номер 1 многовыводного элемента должна отличаться от выводов остальных элементов, поэтому выберем её квадратной форму.

Ширину проводников будем выбирать исходя из допустимой плотности тока . Определяем минимальную ширину проводника для максимального тока

I = 0,66А, который протекает по шине питания

Для реализации выбираем ширину 0,8 мм.

Ширину зазора между проводниками выберем так, чтобы обеспечить необходимую электрическую прочность. Определяем минимальную необходимую ширину зазора z по формуле[2]

где E— напряжение питания;

— допустимое удельное напряжение, которое для стеклотекстолита составляет 1000 В/мм.

Подставляя известные значения в последнюю формулу получаем

Так как при малой ширине зазора трудно избежать замыканий между проводниками при изготовлении плат, выберем минимальную ширину зазора 0,4 мм.

Расчет показателей надежности