О.В. Задерейко, Л.І. Панов, О.В. Циганов

КОНСТРУЮВАННЯ І ТЕХНОЛОГІЯ РАДІОЕЛЕКТРОННОЇ АПАРАТУРИ

Навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів

ЗMICT

3.1. Вибір типу конструкції і компоновочної схеми блоку

Вибір типу конструкції і компоновочного рішення блока обумовлюється об'єктом установлення РЕЗ, видом та інтенсивністю впливу зовнішніх дестабілізуючих факторів.

У свою чергу тип конструкції значною мірою визначає властивості внутрішньої структури блоків РЕЗ.

В основному застосовуються три типи конструкцій: рознімна, касетна (віяльна) і книжкова.

Відмінною рисою рознімних конструкцій блоків є використання для організації внутрішньоблокових електричних з'єднань електричних з'єднувачів "вилка-розетка" і крос-плати, на якій розташовані розетки з'єднувачів.

Конструкція забезпечує високу ремонтопридатність: несправний функціональний вузол легко виймається з блоку і заміняється на справний. Однак наявність електричних з'єднувачів знижує надійність (інтенсивність відмовлень електричних контактів відносно висока) і погіршує масо-габаритні показники блоків. Конструкція знаходить застосування в побутовій, обчислювальній, авіаційній і контрольно-вимірювальній апаратурі.

У касетній конструкції два функціональних вузли поєднуються в касету. При виконанні ремонтних і профілактичних робіт касети, обертаючись навколо осі, що проходить через один з кутів, розкриваються у віяло і допускають перевірку у ввімкненому стані. Серединно-блокові електричні з'єднання організуються за допомогою дротових джгутів, тому в конструкції відсутні рознімні електричні з'єднання. У той же час висока трудомісткість виготовлення джгутів, значні маса і займаний ними об'єм визначають недоліки блоків касетної конструкції.

У книжковій конструкції блоків функціональні вузли за допомогою шарнірних з'єднань поєднуються в пакет, що розкривається у вигляді книги. Розрізняють конструкції блоків з вертикальною і горизонтальною осями розкриття. У блоках, виконаних на корпусних інтегральних мікросхемах, несучим елементом конструкції є каркас, на подовжніх центральних зв'язках якого закріплюється крос-плата.

Зовнішні виводи функціональних вузлів з'єднуються з контактними площадками крос-плати за допомогою гнучких плоских проводів (гнучкий плоский кабель, гнучкий непарний кабель), що дозволяє зменшити масу й габарити блоків і підвищити їхню надійність. Однак ця перевага досягається за рахунок зниження ремонтопридатністі, особливо на об'єкті установки, коли оперативне відновлення працездатності нерідко здійснюється шляхом заміни блока.

Книжкові конструкції блоків на безкорпусних мікрозборках виконуються герметичними в металевих коробчастих корпусах. Функціональні вузли (однобічні, здвоєні чи двобічні) часто поєднуються в пакет за допомогою гнучкої матриці-ременя, що поряд з функцією електричного з'єднання вузлів бере на себе функції корінця книги. Герметизація блоків здійснюється, як правило, методом паяльного шва.

Конструкції книжкового типу знаходять застосування в апаратурі, розташовуваній на ракетах, космічних об'єктах і у виробах, що вимагають граничної мінімізації масогабаритних характеристик виробу.

Більш докладний аналіз конструкцій блоків рознімного, касетного і книжкового типів можна знайти в [6, 11].

Вибір компоновочної схеми здійснюється за результатами аналізу шести можливих варіантів організації внутрішньої структури блока (Рис. 3.1).

Корисний об'єм блока можна умовно представити у вигляді чотирьох об'ємів: V₁(пакет ФВ), V₂ (електричні з'єднувачі й монтаж); h₃₂- глибина зони міжвузлового монтажу, обумовлена типом електричного з'єднувача; V₁ (елементи лицьової панелі і монтаж настановних елементів); h₃₃ - глибина зони лицьової панелі, обумовлена типом компонентів, установлюваних на лицьовій панелі способом електричного монтажу компонентів з ФВ; V₄ (елементи задньої панелі, зовнішні електричні з'єднувачі і монтаж); h₃₄ глибина зони задньої панелі, визначається типами міжблочного електричного з'єднувача й елементів, установлюваних на задній панелі. Об'єм блока

V_бл =V₁+V₂+V₃+V₄

Якість конструкції більшою мірою залежатиме від співвідношення об'ємів V₁ і V₂ Об'єм V₁визначається об'ємом ФВ, їхньою кількістю і кроком установки ФВ у блоці. Для варіантів, представлених на Рис. 3.1:

Рис. 3.1. Варіанти організації внутрішньої структури блока

У блоках РЕЗ, як правило, L1>H1, L1>B1, H1>B1

Звідси одержуємо такі залежності:

Тому найкращими є варіанти V і VI і найменш раціональними - варіанти I і II.

Варіанти II і VI не забезпечують необхідних умов для ефективного відводу тепла як природного, так і примусового повітряного охолодження блока. Для книжкових конструкцій при природному повітряному охолодженні переважніше варіанти IV і V, що мають невелику кількість плат. При цьому у варіанті V за рахунок установки електричного з'єднувача на короткій стороні ФВ можливі труднощі при трасуванні друкованої плати і збільшення паразитних зв'язків друкованого монтажу. Варіант IV може використовуватися у випадку примусового повітряного охолодження при установці вентилятора на задню чи лицьову панель. Варіант V переважніше при повітряному потоці, що надходить знизу.

Для рознімної конструкції доцільно використовувати при природному повітряному охолодженні варіант компонування III, а при необхідності використання примусового охолодження - варіант I.