Реферат: Конструирование ЭВС

б) мощность в блоке P £ 27 Вт;

в) масса блока m £ 50 кг;

г) тип корпуса - корпус по ГОСТ 17045-71;

д) тип амортизатора АД -15;

е) условия охлаждения - естественная конвекция.

ПОДБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ

Поскольку проектируемый электронно-вычислительный блок является бортовой аппаратурой, то к нему предъявляются следующие требования:

* высокая надежность;

* высокая помехозащищенность;

* малая потребляемая мощность;

Наиболее полно этим требованиям удовлетворяют интегральные микросхемы на дополняющих МДП (МОП) структурах - КМДП структуры.

Цифровые интегральные схемы на КМДП-транзисторах - наиболее перспективные. Мощность потребления в статическом режиме ЦИС составляет десятки нановатт, быстродействие - более 10 МГц. Среди ЦИС на МДП-транзисторах ЦИС на КМДП-транзисторах обладают наибольшей помехоустойчивостью: 40...45 % от напряжения источника питания. Отличительная особенность ЦИС на КМДП-транзисторах - также высокая эффективность использования источника питания: перепад выходного напряжения элемента почти равен напряжению источника питания. Такие ЦИС не чувствительны к изменениям напряжения питания. В элементах на КМДП-транзисторах полярности и уровни входных и выходных напряжений совпадают, что позволяет использовать непосредственные связи между элементами. Кроме того, в статическом режиме их потребляемая мощность практически равна нулю.

Таким образом была выбрана серия микросхем К176 (тип логики: дополняющие МОП-структуры). Конкретно были выбраны две микросхемы:

* К176ЛЕ5 - четыре элемента 2ИЛИ-НЕ;

* К176ЛА7 - четыре элемента 2И-НЕ.

Параметр	К176ЛЕ5	К176ЛА7
Входной ток в состоянии “0”, Iвх 0 , мкА, не менее	-0.1	-0.1
Входной ток в состоянии “1”, Iвх 1 , мкА, не более	0.1	0.1
Выходное напряжение “0”, Uвых 0 , В, не более	0.3	0.3
Выходное напряжение “1”, Uвых 1 , В, не менее	8.2	8.2
Ток потребления в состоянии “0”, Iпот 0 , мкА, не более	0.3	0.3
Ток потребления в состоянии “1”, Iпот 1 , мкА, не более	0.3	0.3
Время задержки распространения сигнала при включении tзд р 1,0 , нс, не более	200	200
Время задержки распространения сигнала при включении tзд р 0,1 , нс, не более	200	200

Предельно допустимые электрические режимы эксплуатации

Напряжение источника питания, В	5 - 10 В
Нагрузочная способность на логическую микросхему, не более	50
Выходной ток Iвых 0 и Iвых 1 , мА, не более	0.5
Помехоустойчивость, В	0.9

РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА БЛОКА

Исходные данные:

Размеры блока:	L­1 =250 мм L­2 =180 мм L­3 =90 мм
Размеры нагретой зоны:	a1 =234 мм a2 =170 мм a3 =80 мм
Зазоры между нагретой зоной и корпусом	hн =hв =5 мм
Площадь перфорационных отверстий	Sп =0 мм2
Мощность одной ИС	Pис =0,001 Вт
Температура окружающей среды	tо =30 о C
Тип корпуса	Дюраль
Давление воздуха	p = 1.33 × 104 Па
Материал ПП	Стеклотекстолит
Толщина ПП	hпп = 2 мм
Размеры ИС	с1 = 19.5 мм с2 = 6 мм c3 = 4 мм

Этап 1. Определение температуры корпуса

1. Рассчитываем удельную поверхностную мощность корпуса блока q_к :

где P₀ - мощность рассеиваемая блоком в виде теплоты;

S_к - площадь внешней поверхности блока.

Для осуществления реального расчета примем P₀ =20 Вт, тогда

2. По графику из [1] задаемся перегревом корпуса в первом приближении Dt_к = 10 ^о С.

3. Определяем коэффициент лучеиспускания для верхней a_л.в , боковой a_л.б и нижней a_л.н поверхностей корпуса:

Так как e для всех поверхностей одинакова и равна e=0.39 то:

4. Для определяющей температуры t_m = t₀ + 0.5 Dt_k = 30 + 0.5 10 =35 ^o C рассчитываем число Грасгофа Gr для каждой поверхности корпуса

где L_{опр i} - определяющий размер i-ой поверхности корпуса;