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

Программируемый формирователь последовательности импульсов с цифровой индикацией количества импульсов
Проектируемое устройство в готовом виде представляет собой отдельный прибор, основной функцией которого является формирование последовательности импульсов заданной частот ...

Усилитель низкой частоты для наушников
За последние 100 лет, значительные изменения во многих областях науки и техники обусловлены быстрым развитием электроники. На сегодняшний день невозможно на ...

Амплитудная модуляция
Исследование различных видов модуляции необходимо для определения требуемых свойств каналов, сокращения избыточности модулированных сигналов и улучшения исп ...