Сложные многофункциональные микроконтроллерные зарядные устройства



страница11/21
Дата28.11.2017
Размер1.84 Mb.
ТипРеферат
1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   ...   21

Разработка конструкции корпуса


Корпус предназначен для защиты ФЯ от внешних воздействий, механических повреждений и для соединения с внешними электрическими цепями по средствам вывода. Корпус должен обеспечивать защиту от воздействия влаги, инея, росы и других факторов.

При выборе материала корпуса для разрабатываемого нами устройства, мы в первую очередь будем смотреть на электробезопасность, поэтому будем рассматривать только пластмассы.

Размер устанавливаемой печатной платы: ширина 90 мм, длина 152 мм, максимальная высота платы 43 мм.

frame8

В качестве корпуса для зарядного устройства выберем корпус G1024B из полистирола компании Gainta. Корпус имеет следующие размеры: ширина 157,8 мм, длина 95,5 мм, высота 53 мм, толщина стенок 2,8 мм. Корпус состоит из двух частей: основании и крышки. Конструктивно корпус выполнен в виде параллелепипеда с четырьмя стойками внутри, одна грань параллелепипеда является крышкой, остальные — основанием. Плата крепится к корпусу зажатием платы между основанием и крышкой. Соединение крышки с основанием осуществляется четырьмя саморезами М3 через стойки основания и отверстия в крышке. Основание корпуса имеет ограничительные ребра, удерживающие плату на месте. Корпус рассчитан на применение плат толщиной 1,5—1,6 мм.

В корпусе необходимо сделать отверстия для закрепления на нем кнопок, экрана, тумблера и разъемов.

Тепловой расчет

При проектировке корпуса необходимо решить вопрос о выборе способа ее охлаждения. Такой выбор может быть выполнен по результатам расчета температурного режима конструкции.



Рис. 54. Диаграмма выбора способа охлаждения.



Способ охлаждения конструкции можно выбрать по диаграмме, показанной на рис. 54. Область изменения параметров: перегрев конструкции – удельная тепловая энергия, рассеиваемая ею, разделена на зоны, соответствующие каждому способу охлаждения: естественным – воздушному (1), принудительным – воздушному (2).

Методика выбора способа охлаждения следующая. Рассчитываем минимальное значение допустимого перегрева (К) нагретой зоны:

Q = Qд – Qm = 95 – 40 = 55 К,

где Qд – допустимая температура нагретой зоны, К; Qm – максимальная температура окружающей среды, К. Qд берется для элемента с минимально допустимой температурой, таким элементом является звуковой пьезоизлучатель, его Qд составляет 95 °C.

Расчет поверхности нагретой зоны (м2):

S = 2[L1L2+(L1+L2)L3k],

где L1, L2 – горизонтальные размеры корпуса, м; L3 – высота корпуса, м; k – коэффициент заполнения.

Необходимо выяснить, есть ли перегрев внутри корпуса и рядом с резистором, который выделяет наибольшее количество тепла. Sз, Sр – поверхность нагретой зоны внутри корпуса и рядом с резистором соответственно.

Sз=2[L1L2+(L1+L2)L3Kб]=2[0,1580,96+(0,158+0,96)0,530,25]=0,59963 м2;

Sр=2[L1L2+(L1+L2)L3Kп]=2[0,080,04+(0,08+0,04)0,040,3]= 0,01928м2.

Находим величину удельной мощности нагретой зоны (Вт/м2)

Fу = ∑F / S,

где ∑F – мощность рассеиваемая элементами в заданной зоне.

Fуз = ∑F / Sб = 27,734 / 0,59963 = 46,25 Вт/м2;

Fур = ∑F / Sп = 20/0,02928 = 683,06 Вт/м2.

Поскольку корпус устройства выполнен из полистирола и имеет низкую теплопроводность, мы не можем использовать его, как теплоотвод. Так как величина Fур находится в зоне «1, 2», то необходимо применить естественную вентиляцию корпуса (тепловая энергия может быть рассеяна при помощи естественного теплообмена). В корпусе необходимо предусмотреть пассивную вентиляцию в виде отверстий для выхода нагретого воздуха.

Чертеж модификаций корпуса приведен в приложении 4. Разработанный сборочный чертеж зарядного устройства представлен в приложении 5. Внешний вид разработанного устройства представлен в приложении 6.


    1. Расчёт вибропрочности


Конструкция считается вибропрочной, если в ней отсутствуют механические резонансы, а допустимая виброперегрузка на резонансной частоте превышает перегрузку, указанную в ТЗ.

Оценка вибропрочности сводится к расчёту частоты свободных колебаний и допустимой величины виброперегрузки .

Частота свободных колебаний вычисляется по формуле:

[Гц],

где: Сh – частотная постоянная, зависит от способа закрепления платы. В нашем случае Сh = 29

h - толщина платы, мм. В нашем случае h = 1.5 мм

a – большая сторона платы, мм. В нашем случае, а = 152 мм



— поправочный коэффициент на материал платы, Е, Ес — модуль упругости материала платы и корпуса, — плотность материала платы и корпуса.

= = 2,31

- поправочный коэффициент на нагружение платы, — масса элементов, — масса платы

= 40 г.

Масса платы: = Vρ = (152*90*1,5)*0,0014 = 28,72 г.



= = 0,646,

тогда = 29 / 1522 *2,31 * 0,646 *105= 187,3 Гц.

Допустимая величина виброперегрузки .

где: — допустимая виброскорость, = 600 мм/с;

μ — коэффициент динамичности, μ = 10;

g — ускорение свободного падения,

тогда: = = 7,18.

Полученные оценочные характеристики удовлетворяют требованиям.



  1. Каталог: raznoe
    raznoe -> Цга чувашской Республики. Ф. Р-76. Оп Д. 42. Л
    raznoe -> Образовательная программа по английскому языку для общеобразовательной школы пояснительная записка «Инновационная уровневая образовательная программа по английскому языку для общеобразовательной школы»
    raznoe -> Базы данных
    raznoe -> Возврат водительского удостоверения лицу, лишенному права на управление, осуществляется только после сдачи теоретического экзамена на знание правил дорожного движения
    raznoe -> Руководство администратора по разворачиванию системы


    Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   ...   21


База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница