Розрахунок по постійному струму

 

Найбільш важливими електричними властивостями друкарських плат по постійному струму є перевантажувальна здатність провідників по струму, опір ізоляції і діелектрична міцність підстави друкарської плати.

Розрахунок проводимо для якнайгіршого випадку, тобто при максимальній споживаній потужності для двосторонньої друкарської плати виконаній по третьому класу точності і напруги живлення 15 В.

Необхідна ширина друкаованого провідника сигнального ланцюга:

 

,                                                   (2.8)

 

де ρ – питомий опір провідника, Ом мм2/м (для мідної

катаної фольги ρ складає 0,017 Ом мм2/м);

I – струм, А (I = 0,1 А);

l – довга провідника, м;

Uз.пу. – запас перешкодостійкості елементів (Uз.пу. = 0,4 В);

hф – товщина фольги (hф = 0,035 мм).

При максимально можливій довжині траси 125+195=320 мм ширина провідника сигнального ланцюга повинна бути:

З технологічних міркувань ширину провідників сигнальних ланцюгів приймаємо 0,55 мм.

Необхідна ширина друкованих провідників шин живлення і землі:

 

,                                       (2.9)

 

де ρ – питомий опір провідника, Ом * мм2 / м (для мідної катаної фольги ρ складає 0,017 Ом * мм2 / м);

I – струм, А;

l – довга провідника, м;

Uп. – максимальне падіння напруги на шині живлення(0,4 В);

hф – товщина фольги (hф = 0,035 мм).

Струм шини живлення:

I = P/U             (2.10)

де Р – споживана потужність;

U – напруга живлення, В;

U = 15 B.

Споживана потужність:

Р=Рвих/ ,       (2.11)

де Рвих – вихідна потужність підсилювачів, Вт;

Рвих =15+4=29 Вт;

 – ккд підсилювачів;

 = 60 %.

Р = 29/60% = 48 Вт

І = 48/15 = 3,2 А

При максимально можливій довжині траси мм ширина провідника сигнального ланцюга повинна бути:

Приймаємо ширину провідників шин живлення і землі 1,5 мм, для вихідних ланцюгів підсилювачів потужності (Рвих=15Вт і Рвих=6Вт) – 1,0 мм.

Кількість контактів nк з'єднувача прямого зчленування, що здійснюють підведення напруги живлення і землі:

 

nП=Sп.з./Sк.,  (2.12)

 

де Sп.з –перетин друкарського провідника шини живлення, мм2;

Sк – площа контакту контактної пари.

 

                        (2.13)

 

                                  (2.14)

nП = 0,052 / 1,53 = 0,033

 

Приймаємо nП =1.

Мінімальна відстань між провідниками для плат без захисного лакового покриття залежить від напруги пробою і тиску навколишнього середовища. Зазор між провідниками для нормального атмосферного тиску вибираємо на підставі даних приведених в [ 6 ] залежно від різниці напруги між сусідніми провідниками. Для друкарської плати, що розробляється, мінімальний зазор складає 0,25 мм для всіх провідників. Отриманий для конкретної різниці потенціалів зазор між провідниками може бути збільшений, якщо опір витоку між провідниками перевищить допустиме значення, обчислене на основі аналізу принципової схеми, що реалізовується на платі.

Розрізняють два види електропровідності діелектриків: поверхневу і об'ємну. Поверхневий опір ізоляції  паралельних друкарських провідників обумовлюється наявністю питомого поверхневого опору  діелектрика плати:

 

        (2.15)

 

де  - зазор між провідниками;

- найбільша довжина сумісного проходження провідників.

 Ом

Між провідниками, розташованими на поверхні друкованої плати, існують обидва види електропровідності. Опір ізоляції  паралельних провідників приблизно обчислюють як

 

               (2.16)

 

де  - об'ємний опір ізоляції між провідниками протилежних шарів ДДП. Оскільки плата, що розробляється, є двосторонньою, тому приймаємо .

 

Отримані результати розрахунку по постійному струму показують правильність прийнятих в попередньому розділі значень конструктивно-технологічних показників а також показують можливість нормального функціонування проектованого виробу з погляду здатності навантаження провідників по струму, високий опір ізоляції і високій діелектричній міцності основи ДП.