Обоснование компоновки блока и его частей

Под компоновкой блока понимают взаимное расположение и ориентацию ячеек и (или) других конструктивных элементов в заданном объеме блока.

В основном, блоки проектируются прямоугольной формы, за исключением блоков, устанавливаемых в специальные отсеки. Разрабатываемый прибор будет содержать одну печатную плату, расположенную горизонтально, прямоугольной формы, следовательно сам блок будет прямоугольной формы.

При компоновке следует учитывать следующее:

- наилучшие температурные условия получаются внутри блока при равномерном распределении источников тепла, однако, это возможно практически только для блоков с малой тепловой нагрузкой;

- ЭРЭ с большой нагревостойкостью можно монтировать более плотно, чем теплочувствительные;

- теплочувствительные ЭРЭ необходимо размещать ниже теплонагруженных, так как при естественном воздушном охлаждении тепловой поток направлен вверх;

- цилиндрические детали выгодно устанавливать вертикально, если такая установка не противоречит правилу расположения выводов в плоскости наибольших механических нагрузок, при этом в трубчатых изделиях необходимо, по возможности, отверстия оставлять открытыми;

- все тепловыделяющие ЭРЭ целесообразно располагать вместе и создавать для них дополнительное охлаждение.

Прежде чем начать компоновку блока, необходимо определиться с компоновкой печатного узла (УП) и определить его основные габаритные размеры. Элементы с планарными и штыревыми выводами, в целях увеличения технологичности и ремонтопригодности УП, будем располагать на одной стороне печатной штаты. Перед установкой ЭРЭ их выводы подвергаются формовке - операции придания выводам специальной формы и длины, обеспечивающих при сборке УП гарантированное расстояние паяного шва от тела элемента, в соответствии с техническими условиями на данный элемент. С учётом всех вышеперечисленных положений выполняем размещение элементов на плате и её трассировку с помощью программы Р-САD 2001. Меняя ориентацию ЭРЭ и печатных проводников в процессе топологического конструирования, добиваемся оптимального результата в разработке УП. Для максимально возможной плотности монтажа выберем печатную плату стандартных размеров 85Х75, имеющую площадь 6375 мм2.

Для успешного осуществления функциональной компоновки и оценки качества компоновочных работ используем следующие критерии.

Коэффициент плотности топологии (вывод/см2).

,

где NВЫВ - сумма выводов (контактных площадок), кроме переходных отверстий всех элементов, установленных на плате, FПП - площадь печатной платы, см2.

Значение КПТ определяет способ проектирования и технологии изготовления печатной платы. В нашем случае:

ВЫВ=93, FПП =63,75 см2, тогда КПТ =1,45.

Коэффициент плотности установки.

,

где - сумма площадей всех элементов устанавливаемых на плате;

кф=0.7…0.9 - коэффициент формы корпуса элемента (степень конструктивного различия). Этот коэффициент используется для оценки возможности автоматической установки (набивки) навесных элементов на плату и облегчает выбор технологического оборудования, используемого при сборке и настройке изделия. В нашем случае кф=0.8, так как ручная установка составляет порядка 40% элементов.

Подставляя численные данные, получим КПУ=0.43. КПУ < 1, значит допустима автоматическая установка и имеется резерв площади платы, а значит, есть возможность относительной вариации формы и размеров используемых компонентов, что снижает требования к возможным аналогам и облегчает замену комплектующих.

Коэффициент заполнения по площади.

,

где КFзап - коэффициент заполнения площади;уст - установочная суммарная площадь радиоэлементов;пп- площадь платы.

,

где Fуст- это прямоугольник, описанный вокруг элемента с учётом его максимальных установочных размеров, требований по его монтажу и регулировке и обеспечивающих его нормальную работу при данном тепловыделении, электрических и магнитных воздействиях (рисунок 5.1), n-- количество ЭРЭ.

.

Интересное из раздела

Расчет системы электропитания и ее элементов
Цель работы: составить по заданным условиям задания один из вариантов системы электропитания с расчетом и выбором ее элементов. Электропитание любой сис ...

Источник питания охранного устройства
В настоящее время существует множество систем, предназначенных для осуществления охраны и безопасности объектов. С развитием науки и техники у ...

Исследование входных цепей радиоприемников
Цель работы: Закрепление теоретических знаний и экспериментальное исследование входных цепей при емкостной, индуктивной и смешанной связи с ненастрое ...