Вторичный источник электропитания ВИП–24В–3, 5А

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ" (ТУСУР)

Кафедра комплексной информационной безопасности

электронных вычислительных систем (КИБЭВС)

ВТОРИЧНЫЙ ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

ВИП — 24В — 3,5А

Пояснительная записка к курсовому проекту

по дисциплине «Основы проектирования электронных средств»

ФВС КП 4. 508. 001 ПЗ

Студентка гр: 578

_________ Т.Н. Шуклина

" __ «__________ 2012 г.

Руководитель

Доцент каф. КИБЭВС

_________ В.А. Илюшкин

" __ «__________ 2012 г.

2012

РЕФЕРАТ

Курсовой проект 39 стр., 8 рис., 4 табл., 10 источников, 8 л. графич. материала.

ВТОРИЧНЫЙ ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ (ВИП), ВХОДНОЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ, ВЫХОДНОЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ, МОСТОВОЙ.

Объектом проектирования является вторичный источник электропитания.

Цель работы — получение практических навыков конструирования вторичных источников электропитания.

В процессе работы использовались знания, приобретенные в период обучения по дисциплинам: конструирование электронно-вычислительных средств, основы начертальной геометрии, прикладная механика и по ряду других дисциплин.

В результате работы была разработана конструкция вторичного источника питания на базе модуля КАМАК и приобретены навыки по разработке конкретной инженерной задачи согласно техническому заданию.

Курсовой проект выполнен в текстовом редакторе Microsoft Word 2007, рисунки — в графическом редакторе Corel Draw v. 13.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ" (ТУСУР)

Кафедра комплексной информационной безопасности

электронных вычислительных систем (КИБЭВС)

`УТВЕРЖДАЮ'

Зав. кафедрой КИБЭВС

А. А. Шелупанов

«__"__________2012 г.

ЗАДАНИЕ

к курсовому проектированию по дисциплине

«Основы проектирования электронных средств»

Студентке Шуклиной Татьяне Николаевне

группы 578 факультета ВС

1 Тема проекта Вторичный источник электропитания ВИП- 24В — 3,5А

2 Срок сдачи студентом законченной работы: _______2012 г.

3 Исходные данные к проекту:

3.1 Схема электрическая принципиальная

3.2 Данные питающей сети и нагрузки:

напряжение сети, В — 220

предельное отклонение от номинального напряжения, % - +10; -15

число фаз напряжения — 3

частота питающей сети, fc, Гц — 50

номинальное значение выходного напряжения Ен, В — 24

номинальное значение тока нагрузки Iн, А — 3,5

пульсация выходного напряжения, kп, % - 1

частота преобразования f, кГц — 20

3.3 Условия эксплуатации:

температура окружающей среды, t, 0С — 20 ± 5

атмосферное давление, кПа — 84,0 — 106,7

частота вибрации при ускорении до 2 g, Гц — 10 — 55

3.4 В качестве несущей конструкции использовать сменный блок КАМАК (ГОСТ 26. 201−80).

4 Содержание пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов): должно соответствовать методическим указаниям к курсовому проектированию по дисциплине «Основы проектирования электронных средств» / Илюшкин В. А.: — Томск: Методические указания к курсовому проектированию. — Томск: ТМЦДО, 2005 (7). — 155 с.

Расчёты провести в соответствии с п.п. 1), 3), 4), 5) подраздела 6.3.8 методических указаний.

5 Перечень графического материала:

5.1 схема электрическая принципиальная ВИП — 1 л. ф. А4;

5.2 сборочный чертёж ВИП — 1 л., ф. А3 (А4);

5.3 сборочный чертёж платы — 1 л., ф. А3(А4);

5.4 деталировка (чертежи: направляющей, передней и задней панели крышки) — 1л., ф. А2;

6 Дата выдачи задания: ________________________________________

РУКОВОДИТЕЛЬ_____________________________________(подпись)

Доцент кафедры КИБЭВС ТУСУРа Илюшкин Виктор Алексеевич

(должность, место работы, фамилия, имя, отчество)

Задание к исполнению принял: ___________________ _______________

(дата)

_______________________________________________________

Содержание

1. Введение

2. Анализ схемы электрической принципиальной

2.1 Описание устройства

2.2 Расчет и выбор элементов выходного выпрямителя и сглаживающего фильтра

2.3 Расчет выпрямителя без фильтра

2.4 Расчет мостового преобразователя с самовозбуждением

3. Элементы коммутации, сигнализации и защиты

3.1 Выбор тумблера

3.2 Выбор элемента индикации

3.3 Выбор предохранителя

4. Разбиение схемы на функциональные узлы

5. Компоновка изделия

6. Электрические и механические связи

6.1 Электрические связи

6.2 Механические связи

7. Материалы конструкции

7.1 Материалы печатной платы

7.2 Материалы несущей конструкции

8. Защита от температурных, механических воздействий и воздействий влаги

8.1 Защита от тепловых воздействий

8.2 Защита от механических воздействий

8.3 Защита от воздействий влаги

9. Расчеты

9.1 Массогабаритный расчет

9.2 Тепловой расчет

9.3 Расчет надежности

9.3.1 Общие сведения

9.3.2 Ориентировочная оценка надежности

9.3.3 Оценка надежности с учетом режимов работы системы

9.4 Оценочный расчет вибропрочности конструкции

9.5 Экранирование

10. Стандартизация

11. Заключение

Список использованных источников

1. Введение

Целью данной работы является получение практических навыков конструирования вторичных источников электропитания (ВИП).

К качеству питающего напряжения предъявляются разнообразные требования. Существует большое число типов источников вторичного электропитания. Выбор оптимального варианта, удовлетворяющего всем заданным техническим требованиям, предъявляемым к ЭВС, является одной из наиболее сложных задач при проектировании. От правильного выбора и расчета источников вторичного электропитания зависят надежность, массогабаритные показатели, стоимость и к. п. д. комплекса ЭВС.

Выбор той или иной схемы ВИП обусловлен параметрами питающей сети, требованиями к выходным электрическим параметрам, конструктивными особенностями устройства, температурным диапазоном работы, сроком службы, гарантированной надежностью и перечнем разрешенных к применению или имеющихся в распоряжении разработчика элементов.

Выбор схемы, удовлетворяющей поставленным требованиям, является задачей, имеющей множество решений. Оптимальной же по заданному критерию может быть только одна схема.

Основными критериями при выборе и расчете схем, по которым может производиться оптимизация ВИП, являются: масса, габариты, к. п. д., надежность, стоимость. В некоторых случаях бывает необходимо искать оптимальное схемное решение по двум или более критериям.

Основной задачей проектирования ВИП является получение максимальной энергетической плотности, т. е. максимальной выходной мощности на единицу объема ВИП. При заданной мощности в нагрузке это означает достижение минимального объема источника, т. е. его миниатюризацию.

Основным средством миниатюризации ВИП является их интегральное исполнение. Очевидно, что свойства и возможности ВИП в значительной степени определяются параметрами используемых приборов. Тем не менее, это не достаточное условие миниатюризации ВИП. Миниатюризация ВИП требует совместного решения, по крайней мере, пяти взаимосвязанных проблем: энергетической, структурной, конструкторско-технологической, системной и организационной.

Большие трудности возникают при преобразовании переменного напряжения промышленной частоты в низкое постоянное напряжение. Силовой трансформатор и сглаживающий фильтр имеют большие объем и массу даже при трехфазном двухполупериодном выпрямлении.

Наименьшие объем и массу имеют получившие в последние годы широкое распространение ВИПы с высокочастотными преобразователями (схемы электрические структурная и принципиальная ВИП с высокочастотным регулируемым преобразователем переменного напряжения в постоянное приведены на рисунках 2.1 и 2. 2).

2. Анализ схемы электрической принципиальной

2.1 Описание устройства

Схемы электрические структурная и принципиальная вторичного источника питания (ВИП) с высокочастотным регулируемым преобразователем переменного напряжения в постоянное напряжение приведены на рис. 2.1 и рис. 2.2 соответственно. Его можно рассматривать как состоящее из трех основных узлов устройство:

А1 — входной выпрямитель,

А2 — преобразователь,

А3 — выходной выпрямитель с фильтром.

Рисунок 2.1 — Схема электрическая структурная ВИП

Рисунок 2.2 — Схема электрическая принципиальная ВИП

I, II, и III — соответственно первичная, вторичная и базовая обмотки трансформатора Т1

Входной выпрямитель выполнен по схеме Ларионова. Данная схема позволяет выпрямитель, работающий на активную нагрузку, использовать без сглаживающего фильтра, в виду малого коэффициента пульсации. Через входной выпрямитель осуществляется питание преобразователя от трехфазной сети переменного тока. В данном ВИП преобразователь выполнен по мостовой схеме с самовозбуждением. Достоинством данной схемы служит возможность работать от источника питания с большим напряжением, поскольку в этих схемах напряжение между эмиттером и коллектором запертого транзистора не превышает напряжение источника питания.

Таким образом, можно рассчитывать параметры каждого узла по отдельности.

2.2 Расчет и выбор элементов выходного выпрямителя и сглаживающего фильтра

Исходные данные для расчета:

выпрямленное напряжение Eн;

выпрямленный ток Iн;

коэффициент пульсации выпрямленного напряжения kп;

угол 2 между импульсами изменяется в пределах от 0 до 50 С;

частота преобразования f;

двухполупериодная мостовая схема выпрямителя.

Схема выпрямителя и фильтра приведена на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 — Схема выходного выпрямителя с фильтром

Определим ориентировочное значение максимального напряжения Uобр. д на диоде:

Uобр.д Ен (2. 1)

где — скважность импульсов;

Ен- выпрямленное напряжение.

Примем скважность импульсов = 1,4, а выпрямленное напряжение Ен= 24 В задано ТЗ, и определим Uобр. в:

Uобр.д 1,4* 24 3. 36 В

Рассчитаем среднее значение тока Iср. д, протекающего через диод при выпрямляемом токе (Iн) равном 3,5 А, заданному в ТЗ, по следующему выражению:

Iср.д = Iн/2 = 3,5/2=1,75 А (2. 2)

Рассчитаем эффективное значение тока Im, через диод:

(2. 3)

Пользуясь рассчитанными значениями из методического пособия [2, раздел 3, табл.3. 1−3. 2], выберем диод КД2999 В аА0. 336. 646ТУ со следующими параметрами: максимальный выпрямляемый ток Iпр. ср= 20 А, импульсный прямой ток I пр. и= 100 A, максимальное обратное напряжение Uобр. max = 100 В, Ед = 1,0 В. Габаритные размеры: высота — 4 мм, диаметр 14 мм. Масса 4 г.

Проведем определение ориентировочного сопротивления rтр обмоток трансформатора Т1, приведенное к фазе вторичной обмотки по выражению:

(2. 4)

где Вm — максимальная индукция трансформатора T1.

Подставив значения, получим:

Для определения параметров сглаживающего фильтра, рассчитаем минимальную индуктивность дросселя фильтра по следующей формуле:

, (2. 5)

где L — индуктивность дросселя, Гн; f — частота преобразования, Гц; Iн — ток, А.

Подставив данные в формулу (2. 5) получим L = 37,7•10−6 Гн. По заданному значению выпрямленного тока Iн и найденному значению индуктивности L, выберем дроссель Д201 [2, раздел 2, табл. Б. 1] со следующими параметрами: ток подмагничивания Im = 3,2 А, индуктивностью при номинальном токе L = 150•10−6 Гн и с сопротивлением обмоток rдр=0,017 Ом. Габаритные размеры: 29Ч25Ч27,5. Масса 40 г.

Найдем среднее значение э.д.с. U2 фазы вторичной обмотки трансформатора Т1:

(2. 6)

Подставив значения, получим:

Необходимо провести уточнение обратного напряжения U*обр.в на вентиле:

(2. 7)

где Uобр. max — максимальное напряжение на диоде.

Подставив в выражение (2. 7) данные, получим U*обр.д =35 В. Максимальное обратное напряжение для выбранного диода составляет 100 В, т. е. условие (2. 7) выполняется.

Определим максимальную мощность Рк, рассеиваемую диодом по формуле:

Рк = Ед Iср. д (2. 8)

Подставив в выражение (2. 8) данные, получим Рк = 1,75 Вт

Эффективное значение тока I2 вторичной обмотки трансформатора Т1 рассчитывается по следующему выражению:

(2. 9)

Для определения емкости сглаживающего фильтра рассчитаем коэффициент сглаживания фильтра (qn):

(2. 10)

где kn и kn — коэффициент пульсаций на входе и выходе фильтра соответственно;

и — соответственно амплитуды первой гармоники пульсаций на входе и выходе фильтра.

Коэффициент пульсации на входе фильтра для = 250 равен 0,7, коэффициент пульсации на выходе фильтра по заданным условиям равен 0,01. После подстановки коэффициентов пульсации в (2. 10) получим qn = 70.

Рассчитаем емкость сглаживающего фильтра по формуле:

(2. 11)

где С — емкость сглаживающего фильтра, мкФ;

L — индуктивность, взятая из таблицы для выбранного типа дросселя;

f — частота преобразования.

Подставив в (2. 8) значения величин, получим следующую величину емкости:

мкФ

Из ряда [2, раздел 3, табл. 4.6 и 4. 7] выберем ближайшую к рассчитанной емкость конденсатора: ряд Е21, С=7,5 мкФ.

Рабочее напряжение Uc конденсатора должно быть не менее, чем

Uc = U2=1,4 25= 35 В (2. 12)

Тогда, по справочнику [2, раздел 3, табл. 4. 8−4. 11] выбираем конденсатор для сглаживающего фильтра оксидно-электролитический конденсатор К50 — 6 — 10 — 51±20%, таким образом номинальная емкость 10 мкФ и номинальное напряжение 51 В. Габаритные размеры: длина — 20 мм, диаметр — 10 мм, масса 2 г.

Определим габаритную мощность трансформатора Т1, воспользовавшись следующей формулой:

(2. 13)

Подставив в выражение (2. 13) значения, получим, что Ргаб = 87,5 Вт.

Проведем выбор типа сердечника трансформатора Т1, пользуясь формулой:

(2. 14)

где Qст — площадь сечения магнитопровода, см2;

Q0 — площадь окна, см2;

f — частота преобразования, Гц;

Вм — максимальная индукция в сердечнике трансформатора, Тл;

— плотность тока в обмотках трансформатора, А/мм2;

тр — КПД трансформатора;

Кс — коэффициент заполнения сечения сердечника сталью;

Км — коэффициент заполнения окна медью обмотки.

Из методического пособия [2, раздел 2, табл. Б. 2] выберем материал марки 34НКМП с толщиной 0,05 мм и индуктивностью 0,5 Тл при f = 20 кГц. Приняв для дальнейших расчетов =3 А/мм2, Кс = 0. 8, тр = 0,9, Км= 0,3 рассчитаем произведение QстQ0 по формуле (2. 15) и получим QстQ0 = 0,68 см4.

Воспользовавшись таблицей типов тороидальных сердечников нормализованного ряда для трансформаторов полупроводниковых преобразователей напряжения, приведенной в методическом пособии [2, раздел 2, табл. Б. 3] выберем тороидальный сердечник ОЛ — 22/30 — 5 со следующими параметрами: QстQ0 = 0,765 см4, внутренний диаметр d = 22 мм, наружный диаметр D = 30 мм, ширина ленты b = 5 мм и площадью поперечного сечения Qст = 0,200 см².

2.3 Расчет выпрямителя без фильтра А1

Напряжение трёхфазной питающей сети (линейное) Uп=220 В;

Верхний допуск напряжения питания ас, плюс10%;

Верхний допуск напряжения питания вс, минус 15%;

Размах пульсаций дп от среднего значения выпрямленного напряжения ±5,7%;

Частота питающей сети fс = 50 Гц;

Рисунок 2.4 — Схема Ларионова

Выпрямители, работающие на активную нагрузку без фильтра, применяются сравнительно редко. Наименьшей пульсацией обладают многофазные схемы выпрямителей (например, схема Ларионова), которые в ряде случаев применяются без сглаживающего фильтра (см. рисунок 2. 4).

Определение максимального значения напряжения Uамп с учётом верхнего допуска напряжения питания ас.

(2. 15)

Подставив все значения в формулу (2. 15) получим Uамп=341 В.

Определение выпрямительного напряжения U1.

(2. 16)

Из выражения (2. 16) получаем U1=322 В.

Определение выпрямленного тока I1:

, (2. 17)

где I2 — ток вторичной обмотки трансформатора Т1, А;

U1,U2 — напряжения на входе и на выходе преобразователя соответственно, В;

n — коэффициент полезного действия преобразователя.

Взяв коэффициент полезного действия равным 0,95, воспользуемся формулой (2. 17) и получим значение выпрямленного тока

Значение среднего тока (Iср. д) протекающего через диод находится по следующей формуле

(2. 18)

Обратное напряжение на диоде (Uобр. д) определяется как:

(2. 19)

По определенным значениям Iср. д и Uобр. д из [2, раздел 3, табл. 3. 1−3. 3] выбираем диод КД209А со следующими параметрами:

Максимальный выпрямленный ток Iпр. ср = 0,7 А.

Импульсный прямой ток Iпр. и = 6,0 А;

Максимальное обратное напряжение Uобр. max = 400 В.

Прямое падение напряжения Ед = 1,0 В.

Габаритные размеры: длина — 56 мм, ширина 5 мм.

Масса 0,5 г.

Определим максимальную мощность Рк, рассеиваемую диодом

Рк = ЕдIср. (2. 20)

Подставляем значения, получим Рк = 0,08 Вт

2.4 Расчет мостового преобразователя с самовозбуждением

Величина напряжения питания U1;

Максимальное значение напряжения Uамп;

Величины выходных тока I2 и напряжения (U2);

Частота преобразования f=20 000Гц;

Температура окружающей среды, °С-(20 5);

Преобразователями напряжения называются устройства, преобразующие напряжение постоянного тока одной величины в различные напряжения переменного тока или постоянного тока. Они делятся на два типа преобразователей с самовозбуждением (автогенераторы) и усилители мощности. Мостовой преобразователь напряжения с самовозбуждением представлен на рисунке 2. 5

Рисунок 2.5 — Схема мостового преобразователя с самовозбуждением

Расчёт преобразователя производится в следующей последовательности:

Определение величины тока коллектора Iк открытого транзистора

(2. 21)

где — напряжение коллектор- эмиттер в режиме насыщения, расчёт ведётся для выбранного транзистора из [2, табл.2.1. и 2. 2] 2Т506Б, выбор проводился исходя из ТЗ по параметрам устойчивости к механическим воздействиям.

= 0,6 В, = 0,95. Подставляя значения в (2. 21), получаем:

Определим амплитудное значение тока коллектора:

(2. 22)

где =(1,3−1,5)минимальное значение коэффициента насыщения;

и — соответственно наибольшее и наименьшее значения статического коэффициента передачи тока выбранного транзистора (=30, = 150);

К1- коэффициент учитывающий влияние инерционных свойств транзистора и величины коллекторного напряжения на амплитудное значение тока коллектора,

(2. 23)

Подставив в выражение (2. 23) U1=322, получим К1=4,7;

Подставив в (2. 22) все найденные и известные параметры получим =1,91 А.

Амплитуда напряжения Uкэ между коллектором и эмиттером транзисторов преобразователя определяется как:

(2. 24)

Тогда по полученным значениям выбираем тип транзистора из справочника[2, раздел 3. табл. 2.1 и 2. 2]. Для данного случая подходит транзистор 2Т506Б аАО. 339. 318ТУ со следующими параметрами, представленными в таблице 2.1.

Таблица 2.1 — Основные параметры транзистора 2Т506Б

Электрические параметры

При t = (205)0С

Значение параметров

Наибольшее напряжение коллектор-эмиттер Uкэ max, В.

600

Наибольший ток коллектора Ik max, A.

2

Наибольшая мощность, рассеиваемая транзистором с теплоотводом Рк, Вт.

10

Коэффициент передачи тока базы h21э.

30 — 150

Значение мощности Рк, выделяющейся на одном транзисторе преобразователя определяется из следующего выражения:

(2. 25)

Определение максимальной мощности Ркmax рассеиваемую одним транзистором преобразователя:

(2. 26)

Вычисляем тепловое сопротивление p-n переход — среда Rпер. -окр транзистора преобразователя.

, (2. 27)

где — тепловое сопротивление p-n переход- среда, С/Вт;

— тепловое сопротивление p- n переход — корпус транзистора, С/Вт;

-максимальная температура p-n перехода транзистора, С;

— температура окружающей среды, С (в расчетах принять =50С).

Значения и приведены в [1], для 2Т506Б

= +150 ?C

RТ (n-k) = 2? C/Вт

где тепловое сопротивление переход-среда;

С/Вт

Определим максимальную мощность, рассеиваемую транзистором преобразователя без радиатора

(2. 28)

Проверяем условие

, (2. 29)

==, т. к. условие выполняется.

Определим полное число витков 1 первичной обмотки трансформатора Т1 преобразователя:

(2. 30)

Таким образом, полное число витков первичной обмотки примем равным 311.

Вычисляем число витков базовой обмотки

(2. 31)

где Uбу — напряжение обратной связи.

Зададимся величиной напряжение обратной связи Uбу=3 В и получим:

Определяем число витков 2 вторичной обмотки трансформатора Т1:

(2. 32)

Действующее значение токов обмоток трансформатора Т1 определяется по выражениям приведенным ниже.

Коллекторный ток:

(2. 33)

Базовый ток:

(2. 34)

Ток вторичной обмотки:

(2. 35)

Диаметр провода первичной обмотки d1 определим из формулы (2. 36):

, (2. 36)

где — плотность тока в обмотке.

Примем для всех обмоток плотность тока равную 3А/мм2, тогда

Аналогично находится диаметры вторичной d2 и базовой dб обмотки:

мм (2. 37)

мм (2. 38)

Из таблицы данных обмоточных проводов круглого поперечного сечения [2, раздел 2, таблица Ж. 1] выберем провода следующих диаметров:

= 0,0288 мм, mудб =0,006 г/м;

= 0,158 мм, mудб =0,17 г/м;

= 1,12 мм, mудб =8,76 г/м.

где m — масса одного метра провода, г/м.

Определение номиналов делителя производится по следующим формулам:

, (2. 39)

где Uкбн — напряжение между коллектором и базой транзистора в режиме насыщения.

Примем для расчетов Uкбн = 0,6 В и получим:

где URб — величина напряжения смещения от тока делителя на Rб.

Приняв в расчетах URб = 0,3 В, получим:

(2. 40)

(2. 41)

Из ряда [2, раздел 3, табл.5. 2] выберем ближайшее к рассчитанным значения сопротивлений резисторов R1-R5:

R1=13 000 Ом;

R2=13 Ом;

R3=R4=R5=Rб=910 Ом.

Рассчитаем мощность рассеивания резисторов по формуле

, (2. 42)

где Iд — ток, протекающий через делитель.

Длительность импульса определяется из следующего выражения:

(2. 43)

Определяем ток, протекающий через делитель

(2. 44)

Пользуясь соотношением (2. 42) определим:

;

Из справочника [2, раздел 3, табл.5. 3−5. 7] выберем резисторы следующих типов:

Rб — С2−33Н — 0,125 (85) 910 Ом 10% ОЖО. 467. 093 ТУ;

R1 — С2−33Н — 0,125 (85) 13 кОм 10% ОЖО. 467. 093 ТУ;

R2 — С2−33Н — 0,125 (85) 13 Ом 10% ОЖО. 467. 093 ТУ.

3. Элементы коммутации, сигнализации и защиты

3.1 Выбор тумблера

Элемент коммутации применяется для включения или отключения ВИП. Данный элемент должен удовлетворять следующим основным требованиям: высокая надежность и долговечность, стабильность электрических и механических характеристик, малое сопротивление замкнутых контактов, незначительное усилие переключения. Выберем переключатель типа тумблер ТВ2- 1УСО. 360. 042ТУ. Рабочее напряжение Uраб=1,6−220 В; ток I = 0,01- 1 А; мощность коммутации Рк = 60 Вт; усилие переключения Нп= 3,9 — 14,7 Н, максимальное число коммутаций 104 переключений. Тумблер разместим на лицевой панели ВИП под элементом индикации. Тумблер соединяется с печатной платой посредством монтажных проводов.

3.2 Выбор элемента индикации

Для определения наличия напряжения на выходе ВИПа воспользуемся световой индикацией. В качестве светового индикатора выберем светодиод АЛ307 В зеленого свечения со следующими параметрами: Iд = 0,01А, Uд=2 В.

Определим сопротивление резистора R6 и его мощности. Для этого найдем падение напряжения на резисторе R6:

UR=Eн — Uд = 5 — 2 = 3 В

Мощность резистора выбираем из следующего условия

Выбираем резистор С2−33Н — 0,125 (85) 300 10% ОЖО. 467. 093 ТУ. Светодиод крепится на лицевой панели при помощи клея БФ-2 ГОСТ 12 172–74.

3.3 Выбор предохранителя

Предохранители выбираются исходя из предельно допустимого тока, протекающего через элементы источника питания, при этом учитывается средний протекающий ток через предохранители. Среднее значение тока через предохранители равно току, протекающему через вентиль выпрямителя А1, и составляет 0,242 А. Наименьший предельный допустимый ток у диодов КД2999 В, он равен 20 А. Значит предохранители должны быть взяты с током больше, чем 0,242 А и меньше 20 А и обладать наименьшей массой. Исходя из этого, выбираем предохранители ВП1 — 1 — 4 А для установки на плату используем держатели предохранителей ДП 1 — 1 ОЮ.4. 810. 009 ТУ.

4. Разбиение схемы на функциональные узлы

Согласно заданию вторичный источник питания выполняется в стандартном сменном блоке КАМАК ГОСТ 26. 201 — 80 и дополнительного разбиения на модули не производится.

5. Компоновка изделия

входной выпрямитель фильтр индикация

В качестве несущей конструкцией ВИП используется сменный блок стандарта КАМАК. Система КАМАК регламентирует способы механического и электрического соединения отдельных модулей, установленных в каркасе и блоках управления [7]. Электрические схемы монтируют на печатных платах.

Платы крепят внутри металлических каркасов стандартных блоков. Минимальная ширина блока 17,2 мм, высота 221,5 мм, глубина 306 мм, высота и глубина постоянны, а ширина передней панели меняется по модулю 17,2 мм. Блоки, выполняющие различные функции, устанавливаются в отсеке общего стандартного механического каркаса (крейта), внутренняя ширина которого 430 мм, высота 200 мм, глубина 360…525 мм.

Эскиз каркаса проектируемого вторичного источника питания представлена на рисунке 5. 1, внутри которого помещается печатная плата с электрорадиоэлементами. Каркас закрывается сверху и снизу крышками. Крышки дополнительно несут функцию экранов т.к. ВИП является источником электрических и магнитных полей. Высота любого модуля, выполняемого в стандарте КАМАК, должна выполняться кратной 7,2 мм. Для данного преобразователя самую большую высоту имеет дроссель Д201 равную 27,5 мм. В виду этого необходимо использовать модуль двукратной высоты — 34,4 мм.

Каркас сборный, состоящий из двух боковых планок, передней и задней стенки. На передней (лицевой) стенки расположен фиксатор, служащий для крепления модуля в блоке. В боковых планках имеются пазы для закрепления в модуле печатной платы и нижней крышки (экрана).

Размещение элементов на плате произведено таким образом, чтобы при максимальном заполнении внутреннего пространства модуля был удобный доступ для осмотра, ремонта и замены деталей.

Рисунок 5.1 — Модуль КАМАК

6. Электрические и механические связи

6.1 Электрические связи

В разрабатываемой конструкции вторичного источника питания монтаж элементов осуществляется при помощи пайки выводов к печатной плате. Данный метод монтажа дает возможность производить замену вышедших из строя элементов с применением специальных инструментов и приспособлений, без разрушений печатной платы и выводов. Из рекомендуемых припоев и флюсов [3,таблица 3. 6, 3. 7] выбирается припой марки ПОС-61 с температурой плавления 183 0С, температурой пайки 200 240 0С. И флюс марки КЭ с оптимальной температурой пайки 220 240 0С, не требующий промывки. Навесные компоненты (транзисторы, трансформатор, дроссель) соединяют с печатной платой монтажными проводами МГШВ ТУ 16−505−437−82 [3].

Соединение печатной платы с блоком осуществляется при помощи разъема РППМ17. Для ВИП требуется две выходные и три входные контактные группы. Минимальное допустимое число контактов в группе определяется из следующего выражения.

, (6. 1)

где Iср — ток, протекающий через контактную группу,

Iдоп.к — допустимое значение тока протекающего через один контакт (Iдоп. к=1А),

тогда для входной группы:

.

Примем Nвх = 1. Для выходной группы:

.

Общее количество будет равно 13 контактам. Выберем розетку для печатной платы типа РППМ17 — 48 КеО 364. 010 ТУ [5].

6.2 Механические связи

В конструкции вторичного источника питания отсутствуют конструктивные элементы, обеспечивающие перемещение одних тел относительно других — динамические связи. Из элементов, не принимающих непосредственное участие в перемещении (статические связи) следует выделить: детали каркаса, элементы крепления платы к каркасу и элементов к плате и нижняя крышка (экран), удерживаемая силами трения в направляющих пазах каркаса.

7. Материалы конструкций

7.1 Материалы печатной платы

Для изготовления печатной платы ВИП, при параметрах, заданных ТЗ, в соответствии с ГОСТ 10 316– — 78 необходимо использовать фольгированные листовые материалы, обладающие достаточной механической и электрической прочностью, хорошей сцепляемостью с токопроводящим покрытием, минимальным короблением в процессе производства и эксплуатации, а также должны допускать обработку резанием и штамповкой. Одним из таких материалов, удовлетворяющих вышеперечисленным требованиям, является стеклотекстолит фольгированный марки СФ — 1 ГОСТ 10 316– — 78 [3, таблица 3. 4]. Данный материал представляет собой слоистый прессованный пластик, изготовленный из стеклоткани, пропитанный искусственной смолой и облицованный с одной стороны медной электролитической гальваностойкой фольгой. Выберем материал для изготовления печатной платы с толщиной 2,5 мм и толщиной фольги 35 мкм.

7.2 Материалы несущей конструкции

Детали несущей конструкции (каркаса) изготовляются из алюминиевого сплава марки АД31 ГОСТ 4784– — 97. Выбранный материал удовлетворяет следующим требованиям, налагаемым на детали несущей конструкции: прочность, технологичность изготовления, малая масса, стойкость к коррозии материала. Материал (алюминиевый сплав АД31) позволяет производить обработку фрезерованием, штамповкой, литьем, сваркой и пайкой. У алюминия самопроизвольно образуется стабильная пассивирующая защитная пленка на его поверхности, поэтому этот материал относится к наиболее устойчивым к атмосферной коррозии металлам. Естественная оксидная пленка на его поверхности имеет толщину от 0,01 до 0,02 мкм. Стойкость к коррозии позволяет не проводить дополнительных операций по защите детали несущей конструкции, что удешевляет стоимость изделия.

8. Защита от температурных, механических воздействий и воздействий влаги

8.1 Защита от тепловых воздействий

По ТЗ вторичный источник питания предполагается эксплуатировать в нормальных условиях (температура окружающей среды 20 5 0С). Поэтому на данную конструкцию действует только перегрев. Для защиты от перегрева необходимо предусмотреть технические решения, направленные на обеспечения циркуляции воздушного потока, т. е. создание отверстий в корпусе изделия. После проведения теплового расчета, в случае необходимости, следует провести разработку систем принудительного охлаждения аппаратуры.

8.2 Защита от механического воздействия

В разрабатываемом ВИП отсутствуют механические и электромеханические устройства (двигатели, тахогенераторы и др.), которые являются внутренними источниками механических воздействий (вибрации). На ВИП действует только внешние механические воздействие, значения которых оговариваются начальными условиями. Для защиты от этих воздействий следует предусмотреть выполнения следующих мер:

использование материалов и электрорадиоэлементов обеспечивающих нормальное функционирование во всем установленном времени работы без изменения своих параметров, при данных внешних механических воздействиях;

обеспечения надежного соединения деталей и узлов между собой;

использование крепежных изделий, исключающих самопроизвольное отсоединений в процессе эксплуатации;

использование амортизаторов.

8.3 Защита от воздействия влаги

Влияние климатических факторов, в том числе влаги, выражается главным образом в возникновении процессов коррозии, изменении электропроводности, потере механических и диэлектрических свойств материалов, разбухании и короблении печатной платы, образовании плесени и грибков и других процессов, приводящих к выходу аппаратуры из строя.

Защиту поверхности печатной платы от воздействий влаги произведем путем нанесения защитного слоя. В качестве защитного покрытия будем применять бакелитовый лак ЛБС-1 ГОСТ 901– — 78. Данный лак предназначен для влагозащиты гетинакса, стеклотекстолита, имеет прочное глянцевое покрытие, которое устойчиво к кислотам и пониженную стойкость к ударам. Лак ЛБС-1 отличается тем, что создаваемая плёнка прозрачная, скрывает поверхности и не меняет первоначальный вид предмета. Это практически идеальный вариант при создании надёжной защиты от различных влияний, разрушений, проникновений пыли, воды.

Для защиты схем и блоков аппаратуры от влаги можно рекомендовать применение фенольного лака СБ-1с (бесцветный) ТУ МХП 2785 — 91. Покрытие такого лака глянцевое, твердое, механически прочное, с хорошей адгезией к металлам и пластмассам (гетинаксу, стеклотекстолиту и др.) Выдерживает воздействие температуры от минус 60 до минус 100 °C.

Элементы каркаса выполнены из алюминиевого сплава АД31, имеют естественную оксидную пленку, которая устойчива к воздействию атмосферной влаги, поэтому отсутствует необходимость в нанесении дополнительного защитного покрытия.

9. Расчеты

9.1 Массогабаритный расчет

Масса трансформатора рассчитывается по следующей методике приведенной в [3]. Средняя длина витка обмотки трансформатора определяется по следующей формуле

, (9. 3)

где D-наружный диаметр сердечника;

d-внутренний диаметр сердечника;

h-высота сердечника.

Подставив геометрические размеры тороидального сердечника ОЛ-22/30−5 получим среднюю длину обмотки трансформатора равной:

Масса обмотки трансформатора определяется по формуле

(9. 4)

Масса изоляции обмотки трансформатора определяется по следующей формуле:

(9. 5)

где Км — коэффициент заполнения окна медью;

— удельная масса изоляции;

Киз — коэффициент укладки изоляции.

Приняв для расчётов Км = 0,3, Киз=0,7 и = 1г/см3, подставим данные значения в формулу (9. 5) и получим массу изоляции обмотки трансформатора равную 4,86 граммам. Масса же всего трансформатора будет равна сумме массы изоляции обмотки трансформатора, обмотки и массы магнитопровода:

Параметры всех других элементов известны и сведены в таблицу 9.1.1.

Таблица 9.1.1 — Параметры элементов

Название элемента

Масса,

г

Объем,

см3

Кол-во

Суммарная масса, г

Суммарный

объем, см3

Диод КД2999В

4

0,615

4

16

2,46

Дроссель Д201

40

19,94

1

40

19,94

Транзистор 2Т506Б

2

-

4

8

-

Конденсатор К5−6-10−51±20%

2

-

1

2

-

Диод КД209А

0,5

-

6

3

-

Резистор R-С2−33Н

0,15

-

6

0,9

-

Трансформатор

154,4

31,62

1

154,4

31,62

Общая сумма

23

224,3

54,02

9.2 Тепловой расчет

Расчет теплового режима ВИП произведем в соответствии с коэффициентным методом расчета средней поверхностной температуры корпуса, предложенном в [8]. Данный метод отличается простотой расчета. Среднеквадратичная ошибка расчетов не превышает Q 15%.

Находим поверхность нагретой зоны:

, (9. 5)

где Lx, Ly — размеры шасси;

Lz — высота нагретой зоны.

, (9. 6)

где h — размер корпуса устройства в направлении оси Z;

Vд — объем деталей устройства;

Vа — объем устройства.

Определяем объем пустого устройства по формуле:

см3,

где L1 — ширина;

L2 -глубина;

h — высота.

Подставив данные в уравнение (9. 6) получим значение высоты нагретой зоны

см.

Зная высоту, определим поверхность нагретой зоны по формуле (9. 5):

см2.

Р — мощность действующих в устройстве источников тепла, определяемая как сумма мощностей всех ЭРЭ:

Р=4РVT+3PRБ+2РR1+PR2+6PVD1+4PVD2+РТ, (9.2. 2)

Подставив Руд всех ЭРЭ, входящих в модуль, получим

Р=4•20+3•17,3•10−6+2•247,6•10−6+0,25•10−3+6•0,531+10+87,5=180,686Вт

Мощность удельного теплового потока Руд с поверхности нагретой зоны ровна:

Значение среднеобъёмного перегрева нагретой зоны по отношению к окружающей среде рассчитываем по формуле

(9.2. 3)

Где множитель, учитывающий зависимость перегрева от удельной мощности;

множитель, учитывающий зависимость перегрева от ширины эффективного зазора между платами;

а — множитель, учитывающий зависимость перегрева от различных факторов приведены на графиках, которые представлены в «Справочнике конструктора"[8].

Из справочника [8, рис. 16. 14, а] выберем множитель равный 43 град. Из справочника [8, рис. 16. 14, б] выберем множитель равный 0,8. Множитель, учитывающий зависимость перегрева от коэффициента перфорации, а [8, рис. 16. 15], для герметичных устройств выберем равным 1. Тогда, подставив выбранные значения множителей в формулу (9. 8), получим значение среднеобъёмного перегрева:

Температура t внутри блока определяется как сумма среднеобъёмного перегрева и температуры окружающей среды и находится в диапазоне от 49 до 59.

Так как (наименьшая рабочая температура наиболее критичного элемента), следовательно, тепловой режим ВИП удовлетворяет требованиям ТЗ.

9.3 Расчет надежности

9.3.1 Общие сведения

Под надежностью понимают способность элемента, узла, блока или системы в целом выполнять свои функции в определенных условиях эксплуатации в течение заданного времени.

Надежность является одним из наиболее важных критериев оценки технико-экономической эффективности разрабатываемых устройств и систем электропитания аппаратуры (систем) связи.

Основными наиболее часто применяемыми количественными характеристиками невосстанавливаемой в период эксплуатации аппаратуры электропитания являются интенсивность отказов (t), среднее время безотказной работы (наработка на отказ) Т0(t) и вероятность безотказной работы P (t). Под отказом понимается выход за допустимые пределы хотя бы одного из качественных показателей источника электропитания как в установившимся, так и в переходном режимах работы. При расчете надежности проектируемого устройства электропитания предполагается показательный закон распределения моментов отказа, при котором временная зависимость (t) подчиняется закону, показанному на рисунке 9.1.

Временной интервал t определения надежности устройства (системы) выбирается в области II, так что

(9.3. 1)

где n — количество отказавших элементов в течение временного интервала t;

Nср — среднее число элементов, исправно работающих на временном интервале t, при условии, что отказавшие элементы не восстанавливаются и не заменяются новыми.

Для невосстанавливаемой аппаратуры отказ хотя бы одного элемента приводит к отказу аппаратуры в целом, а интенсивность отказов устройства у представляет собой сумму интенсивностей элементов, входящих в устройство:

(9.3. 2)

где n — общее число элементов, входящих в устройство.

Рисунок 9.1.1 — Зависимость (t)

Наработка на отказ (т. е. время наработки аппаратуры до первого отказа) невосстанавливаемых устройств электропитания определяется через суммарную интенсивность отказов устройства

(9.3. 3)

Вероятность безотказной работы устройства электропитания на заданном интервале функционирования t определяется через интенсивность отказов у или через среднее время между отказами Т0:

(9.3. 4)

Вероятность отказа устройства электропитания Q (t) определяется через вероятность безотказной работы:

(9.3. 5)

Для восстанавливаемой в процессе эксплуатации аппаратуры электропитания, помимо приведенных параметров количественной оценки надежности, применяют также среднее время простоя (восстановления) аппаратуры (узла аппаратуры), интенсивность восстановления аппаратуры, готовность аппаратуры к функционированию. Так как наш источник питания относится к классу неремонтируемой аппаратуры, то рассматривать эти характеристики не будем, а проведем лишь оценочный расчет надежности.

9.3.2 Ориентировочная оценка надежности

Ориентировочная оценка надежности осуществляется на стадии эскизного проектирования и проводится с целью проверки выполнимости требований по надежности, установленных техническим заданием, а также для сравнения показателей надежности различных вариантов разрабатываемой аппаратуры. Оценка основывается на следующих допущениях: отказы элементов являются случайными независимыми событиями, все элементы одного типа имеют равную надежность и работают в номинальном режиме, учитываются только элементы, входящие в основную функциональную схему изделия, отказ одного элемента ведет к отказу всего изделия, все элементы работают одновременно. Основными данными для расчета являются: число элементов (n), интенсивность отказов элементов () и поправочного коэффициента (). Поправочный коэффициент = 12 3 всегда больше единицы. Физически он характеризует тот факт, что количество отказов при работе в реальных условиях во много раз больше чем при работе в лабораторных условиях. Коэффициент 1 учитывает воздействие на аппаратуру механических факторов (вибраций, ударных нагрузок), 2 — климатических факторов (температура, влажность), 3 — условия работы при пониженном атмосферном давлении. Значение поправочных коэффициентов приведены в [9, табл. П4-П6] и при воздействующих факторах оговоренных в ТЗ =2. 08. Интенсивность отказов системы с определяется по следующему выражению

(9. 14)

где iн — интенсивность отказов в номинальном режиме (лабораторных условиях).

Интенсивность отказов в номинальном режиме определяется для каждого элемента из [9, табл. П8, П9] и заносится в таблицу 9. 2, там же интенсивность отказов с учетом поправочного коэффициента.

Таблица 9.2 — Параметры надежности элементов системы

Элемент

Число

Элемен- тов

ni, шт.

Интенсивн.

отказов, ном. iн,

10−6 ч-1

Интенсивн.

отказов i,

10−6 ч-1

i ni,

10−6 ч-1

Диоды

10

2. 0

4. 17

41. 7

Дроссели

1

1. 0

2. 21

2. 21

Трансформатор

1

3. 0

6. 34

6. 34

Резисторы

6

0. 4

0. 867

4. 335

Конденсатор

1

2. 4

4. 763

4. 763

Транзисторы

4

1. 7

3. 556

14. 224

Контакт

1

0. 062

0. 12 567

0. 12 567

Соед. Пайкой

60

0. 01

0. 0208

1. 248

Тумблер

1

0. 06

0. 1248

0. 1248

Предохранитель

3

0. 5

1. 04

3. 12

Провода соединительные

8

0. 015

0. 0312

0. 2496

Всего

78. 43 407

Подставив в формулу 9. 14 данные из таблицы 9.2 получим интенсивность отказов системы с = 78. 343 407•10−6 ч-1. Среднее время безотказной работы устройства рассчитывается по следующему выражению:

(9. 15)

9.3.3 Оценка надежности с учетом режимов работы системы

Оценка надежности с учетом режимов работы системы проводится, когда основные схемотехнические и конструкторские проблемы решены, но имеется еще возможность изменить режим работы элементов, что существенно повлияет на надежность системы в целом. Оценка надежности системы с учетом режимов работы элементов основывается на следующих допущениях: отказы элементов являются случайными независимыми событиями, интенсивность отказов элементов сохраняют постоянное значение при заданном режиме работы, все элементы работают одновременно и отказ любого из них приводит к отказу аппаратуры. Режимы работы элементов учитываются поправочными коэффициентами. Влияние электрической нагрузки учитывается коэффициентом нагрузки, который определяется по выражению приведенному ниже.

, (9. 16)

где Н — электрическая нагрузка элемента в номинальном режиме;

НН — электрическая нагрузка элемента в реальном режиме.

Формулы для расчета коэффициента нагрузки для каждого типа элементов приведены в [6], в таблице 9.3 представлены подсчитанные значения данных коэффициентов. По полученным коэффициентам КН из [9] определим коэффициент, который зависит от значения коэффициента нагрузки и температуры рабочей среды.

Таблица 9.3 — Подсчитанные коэффициенты нагрузки элементов

Элемент

Число

элементов

ni, шт.

Интенсивн.

отказов, i,

10−6 ч-1

КНi

i

i nii,

10−6 ч-1

Диоды КД2999В

4

4. 17

0,5

0,88

14,68

Диоды КД209А

6

4. 17

0,173

0,85

21,27

Дроссели Д201

1

2. 21

0,880

0,6

1,32

Трансформаторы

1

6. 24

0,75

0,3

1,87

Резисторы R1

2

0. 867

0,148

0,3

0,07

Резисторы R2

1

0. 867

0,97

0,6

0,52

Резисторы Rб

3

0. 867

1,03

1,0

2,6

Конденсатор

1

4. 763

0,78

0,70

3,33

Транзисторы

4

3. 556

0,91

0,65

9,24

Контакт

1

0. 125

--

--

0,125

Соед. пайкой

60

0. 0208

--

--

1,248

Тумблер

1

0. 123

--

--

0,123

Предохранитель

3

1. 04

--

--

3,12

Провода соединительные

8

0. 0312

--

--

0,25

Всего

59,766

Для определения интенсивности отказов системы с. реж с учетом режимов работы воспользуемся формулой (9. 17) и данными из таблицы 9.3.

(9. 17)

Подставив в данное выражение получим с. реж = 59,766• 10−6 ч-1. Среднее время безотказной работы устройства с учетом режима работы определяется аналогично, как и в предыдущем случае по следующему выражению

(9. 18)

Как видно из сравнения полученных результатов, среднее время безотказной работы устройства с учетом режима работы гораздо меньше, чем среднее время безотказной работы устройства с учетом только воздействий внешних факторов, и отражает более реальный показатель надежности.

9.4 Оценочный расчет вибропрочности конструкции

Оценочный расчет вибропрочности конструкции начинается с выбора расчетной модели элементов конструкции. Выберем модель расчета с распределенными нагрузками т.к. ЭРЭ распределены по плате равномерно и можно предположить, что нагрузка действующая на плату распределена тоже равномерно. Крепление платы к опоре произведена жестко (нет угловых и линейных перемещений). Схема закрепления приведена на рисунке 9.2.

Рисунок 9.2 — Способ закрепления печатной платы

Собственная частота пластины (печатной платы) с распределенной нагрузкой рассчитывается по формуле:

(9. 21)

где К — коэффициент, зависящий от способа закрепления пластины;

a — длина пластины;

m' - распределенная по площади масса;

D — жесткость платы.

Жесткость платы зависит от модуля упругости выбранного материала (Е) и толщины платы и рассчитывается по следующей формуле:

(9. 22)

где E — модуль упругости материала;

h — толщина пластины (печатной платы).

Модуль упругости для выбранного материала печатной платы стеклотекстолита равен 30 ГПа, а толщина платы равна 3 мм. Подставив значения в формулу (9. 22), получим следующие значение жесткости платы:

Н/м.

Распределенная по площади масса определяется по следующей формуле:

(9. 23)

где G — вес платы с ЭРЭ;

g — ускорение;

a и b — высота и ширина платы;

h — толщина платы в м;

— удельный вес материала платы (2*103н/м3).

Ускорение задано ТЗ и равно 2 g, тогда получаем:

кг/м2.

Коэффициент К, определяется из [5,табл.7. 1]

(9. 24)

где a и b — высота и ширина печатной платы.

Подставив рассчитанные значения в формулу (9. 21) получим частоту колебания печатной платы:

Гц.

Полученное значение резонансной частоты лежит вне диапазона действующей на аппаратуру вибрации оговоренной ТЗ (f = 10… 55 Гц), а значит, условие задания выполняется. Поэтому введение дополнительных ребер жесткости не требуется.

9.5 Экранирование

В качестве материала для экрана выберем материал АД33 с толщиной 0.8 мм. Данная толщина вполне соответствует механической прочности. Эффективность экранирования (Э) находится по выражению

(9. 25)

где Zвозд — характеристическое сопротивление воздуха;

Zмет — модуль характеристического сопротивления металла;

экр — толщина экрана;

— эквивалентная глубина проникновения для экранирующего материала.

Характеристическое сопротивление воздуха равно 377 Ом. Модуль храктеристического сопротивления металла определяется по выражению приведенному ниже:

(9. 26)

где f — частота;

— магнитная постоянная;

— удельная проводимость.

Удельная проводимость определяется из приведенных в [6. табл. 10. 4] электрических параметров некоторых металлов и для алюминия составляет 33*104. Магнитная постоянная равна 1. 256*10−8 Г/см.

Ом.

Эквивалентная глубина проникновения для экранирующего материала определяется из формулы 9. 27:

(9. 27)

где f — частота;

— магнитная постоянная;

м — относительная магнитная проницаемость материала;

— удельная проводимость материала.

Относительная магнитная проницаемость алюминия из [6,табл. 10. 4] равна 1, а удельная проводимость материала равна 33*104, тогда эквивалентная глубина проникновения для экранирующего материала из формулы 9. 27:

мм.

Подставив рассчитанные значения в формулу 9. 25, получим значение эффективности экранирования:

.

В технике проводной связи эту величину оценивают в неперах (Нп) и обозначается как В, а радиотехнике в децибелах (Дб) и обозначается как А:

(Нп);

(дБ).

10. Стандартизация

Данная пояснительная записка выполнена на листах белой бумаги формата А4 (210×297мм) в соответствии с правилами выполнения текстовых документов по ГОСТ 2. 105−95 и ГОСТ 2. 106−68. А также согласно:

ОС ТАСУР 6. 1−97* «Работы студенческие учебные и выпускные квалификационные». *ИЗМЕНЕНИЯ (октябрь 1999 г., февраль 2002 г., март 2003 г., январь 2012 г.)

Чертежи выполнены в соответствии со следующими стандартами:

ГОСТ 2. 301−68 ЕСКД. Форматы

ГОСТ 2. 302−68 ЕСКД. Масштабы

ГОСТ 2. 303−68 ЕСКД. Линии

ГОСТ 2. 304−81 ЕСКД. Шрифты чертежные

ГОСТ 2. 305−68 ЕСКД. Изображения, виды, разрезы, сечения

ГОСТ 2. 306−68 ЕСКД. Обозначения графических материалов и правила их нанесения на чертежах

ГОСТ 2. 307−68 ЕСКД. Нанесение размеров и предельных отклонений

ГОСТ 2. 310−68 ЕСКД. Нанесение на чертежах обозначений покрытий;

(СТ СЭВ 367−68) термической и других видов обработки

ГОСТ 3. 311−68 ЕСКД. Изображение резьбы. (СТ СЭВ 284−76)

ГОСТ 2. 316−68 ЕСКД. Правила нанесения на чертежах надписей, технических требований и таблиц

ГОСТ 2. 413−72 ЕСКД. Правила выполнения конструкторской документации изделий, изготовляемых с применением электрического монтажа

ГОСТ 2. 417−78 ЕСКД. Правила выполнения чертежей печатных плат

ГОСТ 2. 308−79 ЕСКД. Указание на чертежах допусков форм и расположений поверхностей

ОСТ 4ГО. 812. 201 Детали крепления радиоэлементов на печатных платах.

Технические условия.

Схема электрическая принципиальная выполнена в соответствии со следующими стандартами:

ГОСТ 2. 702−75 ЕСКД. Правила выполнения электрических схем

ГОСТ 2. 710−81 ЕСКД. Обозначения буквенно-цифровые в электрических

схемах

ГОСТ 2. 727−68 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах.

Разрядники, предохранители

ГОСТ 2. 728−68 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах.

Резисторы, конденсаторы

ГОСТ 2. 730−74 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах.

Приборы полупроводниковые

ГОСТ 2. 747−68 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Размеры условные графических изображений.

При разработке данного устройства, ВИП — 24В — 3,5А, в целях повышения унификации, нормализации, стандартизации, то есть конструктивной преемственности изделия, а также для приближения показателей конструкции к оптимальным, использовались следующие государственные и отраслевые стандарты:

ГОСТ 26 201–80 ЕСПП. Система КАМАК. Крейт и сменные блоки. Требования к конструкции и интерфейсу

ГОСТ 10 316–78 Гетинакс и стеклотекстолит фольгированные. Общие технические условия

ГОСТ 10 317–79 Платы печатные. Основные размеры

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой