Основы конструирования и технологии РЭС

Курсовая работа

Цель курсового проекта (работы) — закрепить, систематизировать и расширить теоретические знания студентов, полученные после освоения курса «Конструирование и расчет РЭС».

Задачами проектирования являются:

1) овладение студентами навыками конструкторского проектирования наиболее распространенных изделий микроэлектронной техники: гибридных интегральных схем и микросборок, включая изучение технической литературы по проектированию (конструированию) микросхем, анализ принципиальной электрической схемы, заданного микроэлектронного изделия, которое должно быть реализовано в виде интегральной схемы; выбор материалов, выбор и обоснование элементной базы, проведение топологических расчетов, решение задач размещения элементов и трассировки соединений в ГИС (МСБ) и др.;

2) овладение практическими навыками в разработке рабочей конструкторской документации в соответствии с требованиями ЕСКД;

3) разработка проектной и рабочей конструкторской документации на регулятор температуры жала паяльника.

При выполнении данного курсового проекта необходимо:

  • провести выбор элементной базы, анализ и конструкторско- технологическую отработку принципиальной электрической схемы;
  • выбрать технологический метод изготовления БГИС (МСБ);
  • разработать топологию регулятора температуры жала паяльника, произведя предварительно расчет пассивных элементов;
  • провести тепловой расчет и расчет паразитных связей, на основе которых скорректировать (при необходимости) топологический чертеж;
  • разработать конструкторскую документацию, включающую графическую часть и пояснительную записку.

1.Техническое задание на разработку конструкторского изделия.

1. Наименование и область применения:

Управление питанием компьютерной системы. Пользователь получает возможность дистанционно включать и выключать вместе с компьютером все периферийные устройства.

2. Основание для разработки:

Основанием для разработки служит задание на курсовое проектирование, выданное кафедрой №404.

7 стр., 3248 слов

Выбор и расчет электрооборудования комрессорной установки. Курсовая ...

... других транспортных средств обусловило необходимость создания компрессоров для газонакопительных станций. Целью данной курсовой работы является расчет и выбор электрооборудования для компрессорной установки АВT 500-1700 B, которая и является объектом ... сведены в таблице 1. Таблица 1 Технические данные электродвигателей станка Обозначение на схеме Марка двигателя Р кВт I ном А КПД% cos  К пуск n ...

3. Цель и задача разработки:

Целью разработки служит комплект конструкторско-технологической документации на регулятор температуры жала паяльника.

Задачами являются: схемотехническая отработка конструкции, разработка конструкции, оценка показателей качества, оформление конструкторской документации.

4.1. Статья из журнала ”Радио” 10,2008

5. Технические (тактико- технические) требования.

5.1. Состав изделия и требования к его конструкции:

Все детали устройства, кроме кнопок SB1 и SB2, включателя SA1 и указателя мощности PA1, устанавливаются на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1.5 мм. Корпус изделия должен быть выполнен в форме параллелепипеда и сделан из пластика. Питание должно осуществляться от сети переменного тока с применением стандартных разъёмов. Габаритные размеры не должны превышать 115*80*85. Масса не более 400г.

5.2. Показатели назначения:

Мощность нагрузки 220 Вт.

Напряжение источника питания 220 В.

[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kursovaya/po-konstruirovaniyu-res/

5.3. Требования к надёжности:

Вероятность безотказной работы 85% в течение 10000 часов.

5.4 Требования к уровню унификации и стандартизации:

Использовать стандартные изделия и материалы.

5.5. Требование к безопасности:

Изделие должно быть безопасно при монтаже, эксплуатации и ремонте.

5.6. Эстетические, энергометрические требования

Изделие должно быть удобно в обслуживании и использовании.

5.7. Условия эксплуатации:

Изделие должно выдерживать:

  • диапазон температур от -10 0 С до +600 С
  • влажность до 85%

5.8. Требования к транспортировке и хранению:

Конструктор должен обеспечить возможность транспортировки изделия, наземным транспортом в упакованном виде. Требования к упаковке разрабатывает

6. Комплектность документации:

Расчётно-пояснительная записка должна содержать: задание на курсовое проектирование, введение, техническое задание на разработку РЭС, анализ технического задания, конструкторский анализ схемы электрической принципиальной, разработку конструкции МСБ, разработку конструкции ФЯ РЭС, разработку конструкции РЭС, разработку технологического процесса изготовления МСБ, заключение, библиографию, содержание.

2. Выбор элементной базы.

2.1 Выбор типа конструкции и компоновочной схемы модуля.

Выбор типа конструкции и компоновочного решения блока обусловливается объектом установки РЭС, видом и интенсивностью воздействия внешних дестабилизирующих факторов. В свою очередь тип конструкции в значительной степени определяет свойства внутренней структуры блоков РЭС.

В основном применяются три типа конструкций: разъёмная, кассетная и книжная.

2.2 Параметры и характеристики используемых навесных элементов.

Параметры используемых элементов занесем в таблицу 1.

Таблица 1.

Наименование

Кол-во

Обознач.

Масса

г.

Температурный

режим ºС

Рисунок

Резисторы

МЛТ-0,125-15кОМ±10%

МЛТ-0,125-10кОМ±10%

МЛТ-0,25-0,1кОМ±10%

МЛТ-0,25-1кОМ±10%

Конденсаторы

К53-18-50В-220мкФ

К53-18-10В-100мкФ

К53-1-6В-1мкФ

Транзисторы

КТ972А

КП934А

Диоды

1N4004

1N5819

КД226Д

Стабилизатор

KP1158EH5B

Микроконтроллер

ATtiny12L-4SU

Микроамперметр

ЭА2230

Кнопки

Q-1735 PBS-15C ~1,5A 250В 2C 13,0´11,0

Трансформатор

ТПК-2-9В

1

2

1

1

1

1

1

1

1

2

1

4

1

1

1

2

1

R1

R2,R3

R4

R5

С1

С2

С3

VT1

VT2

VD1

,VD2

VD3

VD4…VD7

DA1

DD1

РА1

SB1

,SB2

Т1

0,15

0,15

0,25

0,25

6

4,5

1,5

7

3,5

0,35

0,35

0,7

3,5

5

150

3

110

от -60 до +155

от -60 до +155

от -60 до +155

от -60 до +155

от -60 до +125

от -60 до +125

от -80 до +85

от -45 до +85

от -50 до +85

от -65 до +150

от -65 до +125

от -60 до +85

от -10 до +60

от -40 до +85

от -50 до +155

от -40 до +60

от -40 до +85

Рисунок П.1

Рисунок П.1

Рисунок П.1

Рисунок П.1

Рисунок П.2

Рисунок П.2

Рисунок П.2

Рисунок П.3

Рисунок П.4

Рисунок П.5

Рисунок П.5

Рисунок П.6

Рисунок П.7

Рисунок П.8

Рисунок П.9

Рисунок П.10

Рисунок П.11

3. Выбор системы охлаждения.

Массогабаритные характеристики РЭС в значительной мере зависят от способа охлаждения, обеспечивающего нормальный тепловой режим изделия. Определим величину теплового потока, рассеиваемого поверхностью изделия:

(3.1)

где — мощность потребляемая от источника питания, — коэффициент действия изделия.

Учитывая, что сигнал очень мал по переменной составляющей, выходная мощность изделия тоже мала. Следовательно, ей можно пренебречь и рассматривать ситуацию, когда мощность источника полностью рассеивается на элементах, т.е. КПД приблизительно равно 0.Таким образом, тепловой поток:

= 9 Вт, соответственно Вт

Чтобы выбрать систему охлаждения, необходимо найти поверхностную плотность теплового потока и допустимый перегрев конструкции:

  • площадь поверхности теплообмена (3.2)
  • поправочный коэффициент на давление окружающей среды

(3.3)

Допустимый перегрев в конструкции:

(3.4)

По диаграмме определяем систему охлаждения конструкции, по координатным точкам:

и допустимый перегрев в конструкции, равный 15 градусам Цельсия, положение которых соответствует естественному воздушному охлаждению системы.

Рисунок 3.1 – Диаграмма для определения системы охлаждения

Расчеты показали, что наше устройства подходит естественное воздушное охлаждение.

4. Расчет элементов печатной платы и её площади.

Выбираем печатную плату 2-го класса точности ,так как такие печатные платы наиболее просты в исполнении ,надёжны в эксплуатации и имеют минимальную стоимость.

В таблице № 2. показаны конструктивные параметры элемента печатной платы и номинальный размер для 2-го класса точности.

Таблица 2.

Минимальная ширина проводников t,мм

0,45

Минимальное расстояние между проводниками S,мм

0,45

Гарантированная ширина пояска в наружном слое bн,мм

0,2

Гарантированная ширина пояска во внутреннем слое bв,мм

0,1

Отношение диаметра металлизированного отверстия к толщине платы Кдт

0,5