Главная > Коммуникации и связь > Імпульсний блок живлення на базі БП ПК
Імпульсний блок живлення на базі БП ПК25-01-2012, 10:51. Разместил: tester2 |
|
Тема В«Імпульсний блок живлення на базі БП ПКВ»
Зміст
Введення 1. Конструктивні особливості типових елементів схеми 1.1 Резистори СП3-38 (R14, R1) 1.2 Резистори СП3-9А (R3, R4, R6, R8, R9, R10, R11-R14) 1.3 Резистори МЛТ 0.125 (R2, R5, R7, R15-R16) 1.4 Конденсатори КМ-5 (C1, C4-C8, C12) 1.5 Конденсатори К50-35 (C2, C3) 1.6 Діоди Д9А (VD1) 1.7 Діоди КД106А (VD2) 1.8 Стабілітрони КС147А (VD3) 1.9 Індикатори АЛС 324Б (HG1, HG2) 1.9.1 Індикатори АЛС 321Б (HG3) 1.9.2 Індикатори АЛС 333Б (HG4) 1.9.3 Операційний підсилювач КР140УД608 (DA1) 1.9.4 Світлодіод АЛ307БМ (HL1) 1.9.5 Аналого-цифровий перетворювач КР572ПВ2А 2. Визначення вимог до друкованої платі 2.1 Вимоги до формування висновків, лужению і пайку 3. Розрахунковий розділ 3.1 Розрахунок і конструктивних параметрів елементів друкованої плати 3.1.1 Розрахунок електричних параметрів друкованих провідників 3.2 Розрахунок надійності 4. Технологічний розділ 4.1 Технологія поверхневого монтажу Висновок Список літератури Введення Пропоноване пристрій крім непоганих технічних характеристик, привабливо тим, що за його основу взято імпульсний блок живлення відслужило свій термін IBM-сумісного персонального комп'ютера. При цьому відпадає необхідність в придбанні багатьох специфічних радіоелементів, виготовленні імпульсних трансформаторів і дроселів. Описуваний блок дозволяє живити стабілізованою напругою радіолюбительські конструкції і заряджати стабільним струмом різні акумуляторні батареї. Основні технічні характеристики: Вхідна напруга - 220 В Вихідна стабілізовану напругу, 5 - 15 В; Напруга пульсацій при струмі - 5А, не більше 25 мВ;. Блок живлення оснащений цифровою шкалою для індикації вихідної напруги і струму навантаження, має регулятори вихідного напруги для грубої і точної установки, регулятор обмеження вихідного струму, індикатор максимального струму, запобіжник для захисту вихідних ланцюгів в разі неправильної полярності включення заряджає акумулятор. 1. Конструктивні особливості типових елементів схеми 1.1 Резистори СП3-38 ( R 14, R 1) Рис.1 Тип корпуси представлений на малюнку 1. Резистори підстроювальні, одинарні оборотні з круговим переміщенням рухомої системи, призначені для роботи в електричних колах постійного, змінного та імпульсного струму. Розміри: H = 9.5; L = 12; h = 4; l = 2.5 1.2 Резистори СП3-9А ( R 3, R 4, R 6, R 8, R 9, R 10, R 11 - R 14) Рис.2 Тип корпуси представлений на малюнку 2 Резистори регулювальні циліндричні одинарні однооборотні з круговим переміщенням рухомої системи, призначені для роботи в електричних колах постійного, змінного та імпульсного струму. Розміри: L = 16 1.3 Резистори МЛТ 0.125 ( R 2, R 5, R 7, R 15 - R 16) Рис.3 Тип корпуси представлений на рис.3 Резистори з металлоелектріческім проводять шаром призначені для роботи в ланцюгах постійного, змінного та імпульсного струму в якості елементів навісного монтажу. Резистори МЛТ відносяться до неізольованим. Розміри: D = 6; L = 2.2; d = 0.6; 1.4 Конденсатори КМ-5 ( C 1, C 4 - C 8, C 12) Рис.4 Тип корпуси представлений на рис. 4. Конденсатори низьковольтні керамічні монолітні. Призначені для роботи в ланцюгах постійного, змінного та імпульсного струму. Розміри: L = 13; B = 13; H = 3; A = 7.5 1.5 Конденсатори К50-35 ( C 2, C 3)
Рис.5 Тип корпуси представлений на малюнку 5. Конденсатор високочастотний аллюміневий оксидно-електричний. Призначений для роботи в ланцюгах постійного, пульсуючого і імпульсного струму. Конденсатор випускається в циліндричних металевих корпусах з різноспрямованими висновками. Розміри: D = 30; L = 70; A = 12.5; a = 6 1.6 Діоди Д9А ( VD 1) Рис.6 Тип корпуси представлений на рис. 6 Діоди малопотужні випрямні. Застосовується в транзисторної апаратури. Розміри: L = 7.5; d = 2.5; H = 24 1.7 Діоди КД106А ( VD 2) Рис.7 Тип корпуси представлений на рис. 7. Діоди кремнієві, дифузійні. Випускаються в пластмасовому корпусі з гнучкими висновками. Призначений для роботи в ланцюгах постійного, пульсуючого і імпульсного струму и Розміри: L = 7; d = 5.0 1.8 Стабілітрони КС147А ( VD 3)
Рис. 8 Тип корпуси представлений на рис.8 Стабілітрони кремнієві дифузно-сплавні, малої потужності. Призначені для стабілізації номінальної напруги. Випускаються в скляному корпусі з гнучкими висновками. Розміри: L = 9; d = 5 1.9 Індикатори АЛС 324Б ( HG 1, HG 2) Рис.9 Тип корпуси представлений на рис. 9. Індикатори знакосінтезірующіе, на основі з'єднання арсенід-фосфід-галій. Призначені для візуальної індикації. Індикатори мають сім сегментів і Децімальная точку, що випромінюють світло при дії прямого струму. Різні комбінації елементів, забезпечувані зовнішньої комутацією, дозволяють відтворити цифри від 0 до 9 і Децімальная точку. Випускаються в пластмасовому корпусі. Розміри: L = 19.5; d = 4.2 1.9.1 Індикатори АЛС 321Б ( HG 3)
Рис. 10 Тип корпуси представлений на рис. 10. Індикатори знакосінтезірующіе, фосфідогалліевие. Призначені для візуальної індикації .. Випускаються в пластмасовому корпусі. Розміри: L = 6; d = 5.7 електричний лудіння паяння друкований 1.9.2 Індикатори АЛС 333Б ( HG 4) Рис. 11 Тип корпуси представлений на рис. 11. Індикатори типу АЛС 333 виготовляють із арсеніду галію алюмінію. Розміри: L = 6.3; d = 2.4 1.9.3 Операційний підсилювач КР140УД608 ( DA 1) Рис.12 Тип корпуси представлений на рис. 12. Операційний підсилювач середньої точності з високим підсиленням має на вході польові транзистори з pn переходом і p-каналом. Розміри: L = 7.5; d = 6.6 1.9.4 Світлодіод АЛ307БМ ( HL 1)
Рис.13 Тип корпуси представлений на рис. 13. Діод светоизлучающий, з розсіяним випромінюванням, епітаксиальний. Випускається в пластмасовому корпусі. Колір світіння АЛ307БМ червоний. Розміри: L = 10; d = 5.3 1.9.5 Аналого-цифровий перетворювач КР572ПВ2А Рис.14 Тип корпуси представлений на рис.14 АЦП КР572ПВ2А випускається по бКО.348.432-04ТУ в пластмасовому корпусі 2123.40-2. Розміри: d = 14, L = 51.5 2. Визначення вимог до друкованої плати Плата виготовляється субтрактівним методом. Визначимо площа друкованої плати. Для цього потрібно розрахувати суму площ всіх елементів. Сумарна площа елементів плати равна1477 мм 2 . це... число множимо на коефіцієнт 3 і отримуємо площа друкованої плати, рівну 4431мм 2 . S R2, R5, R7, R15-R16 = 66мм S R1, R14 = 76мм S R3, R4, R6, R8, R9, R10, R11-R14 = 125мм S C9-C11 = 76.8мм S VD1 = 78,75 мм S C1, C4-C8, C12 = 315мм S VD2 = 35мм S VD3 = 45мм S HG1 = 81.9мм S HG2-HG3 = 30.24мм S HG4 = 34.2мм S SA1 = 64мм S HL1 = 648мм S DA1 = 49.5мм S DA2 = 648мм S = 66 +76 +125 +360 +76.8 +315 +18.75 +35 +45 +81.9 +30.24 +34.1 +64 +53 +49.5 +46.75 = 1477 мм 2 Sпп = 1477 * 3 = 4431мм Визначимо лінійні розміри сторін друкованої плати. Виходячи з отриманої площі, встановлюємо лінійні розміри 72 Г— 62 мм, відповідно до ГОСТ 10317-79 В«Плати друковані. Основні розміри В». Крок координатної сітки вибираємо рівним 1,25 мм. 2.1 Вимоги до формування висновків, лужению і пайку Імпульсний блок живлення збирається згідно кресленням. В якості друкованої плати обраний склотекстоліт фольгований з розміром сторін 72 Г— 62 мм. Вибір матеріалу і установки був влаштований таким способом щоб у разі поломки був доступ до кожного елементу. Всі елементи встановлюються вручну, причому зазор між елементами і платою повинен бути не більше 1мм. Саме тому потрібно приділити велике значення формуванню і підрізуванні висновків, які здійснюється вручну наприклад за допомогою кусачки або бокорезов. При обрізці висновків потрібно враховувати що за підставу плати повинні виступати не менш ніж за 1мм, довжина ніжок повинна складати не більше 3-4мм. Пайку елементів слід проводити за допомогою спіртоканіфольного флюсу ПОС - 61 з зниженою температурою плавлення. Корпуси елементів повинні розташовуватися паралельно або перпендикулярно один одному. Краще розташування елементів - рядова. Навісні елементи кріпляться до друкованої плати за допомогою власних висновків. У випадку необхідності застосовують додаткове механічне кріплення. Установку елемента з зазором між його корпусом і платою використовують при двосторонньому монтажі; при цьому друковані провідники можуть розташовуватися під навісною елементом. Кращим способом з точки зору сприйняття механічних навантажень є установка елементів впритул до плати, виконувана за допомогою власних висновків і додаткового кріплення за корпус за допомогою дротяних скоб, які впаюються в отвори плати. Маркування електрорадіоелементів повинна бути нанесена відповідно до їх позначеннями в електричних принципових схемах. Дозволяється проводити маркування на самих елементах, якщо це не вплине на їх роботу і не закриє маркування виробника електрорадіоелементів, яка в будь-якому випадку повинна бути чітко видно. Форма паяних з'єднань - по можливості скелетна з увігнутими галтелями припою по шву і без його надлишку. Вона повинна дозволяти візуально переглядати через тонкий шар припою контури входять у з'єднання окремих монтажних елементів. Поверхня галтелей припою по всьому периметру паяного шва - увігнута, безперервна, гладка, глянсова, без темних плям і сторонніх включень. 3. Розрахунковий розділ 3.1 Розрахунок і конструктивних параметрів елементів друкованої плати Розрахунок електричних та конструктивних параметрів включає в себе розрахунок діаметрів монтажних і перехідних отворів, контактних майданчиків, ширини друкованого провідника і падіння напруги на друкованому провіднику. При компоновці радіоелектронної апаратури мають бути враховані вимоги оптимальних функціональних зв'язків між модулями, їх стійкість і стабільність, вимоги міцності і жорсткості, перешкодозахищеності та нормального теплового режиму, вимоги технологічності, ергономіки, зручності експлуатації та ремонту. Також необхідно враховувати додаткові вимоги: довжина друкованих провідників повинна бути мінімальна; кількість перетинів друкованих провідників повинен бути мінімально. Діаметр монтажного отвору розраховується за формулою d отв > d в + О” + 2h г + Оґ д , де d в - діаметр виводу елемента, мм; О” - зазор між виводом і монтажним отвором, мм; 2h г - товщина гальванічно нарощеної міді, мм; Оґ д - похибка діаметра отвору. Діаметр монтажного отвору для резисторів, конденсаторів і діодів: d отв. = 0,6 + 0,4 + 0,05 = 1,05 мм Діаметр монтажного отвору для цифрових індикаторів АЛС324Б, АЛС 333Б, АЛС321Б: d отв. = 0,5 + 0,4 + 0,05 = 0,95 мм Діаметр монтажного отвору для ІМС КР140УД608А, КР572ПВ2А: d отв = 0, 5 + 0,5 + 0,05 = 1,05 мм Діаметр контактної площадки розраховується за формулою d кп = d отв + 2b + c, де d отв - діаметр монтажного отвору; b - мінімально необхідна радіальна ширина кільця, мм з - технологічний коефіцієнт похибки виробництва, мм. діаметр контактної площадки для резисторів, конденсаторів і діодів: d кп = 1.05 + 1,1 + 0,1 = 2,25 мм діаметр контактної площадки для АЛС324Б, АЛС 333Б, АЛС321Б: d кп = 0,95 + 1,1 + 0,1 = 2,15 мм діаметр контактної площадки для ІМС КР140УД608А, КР572ПВ2А: d кп = 1,05 +1,1 + 0,1 = 2.25 мм діаметр контактної площадки для КД106А d кп = 0,85 + 1,1 +0,1 = 2,05 мм Площа друкованої плати розраховується за формулою S = S заг * К + S всп.з , де S заг - загальна площа встановлених на платі елементів, мм; К - коефіцієнт площі розміщення елементів; S всп.з - площа допоміжних зон. В відповідно до розрахункового розділом площа плати приймаємо рівною S п.п. = 1477 * 3 + 6 = 4437 мм 2 .
3.1.1 Розрахунок електричних параметрів друкованих провідників Ширина друкованого провідник розраховується за формулою: t ≥ I max /(g доп * h) I max = 40 мА g доп = 100 А/мм h = 35 мкм t = 40 * 10 -3 /(100 * 35 * 10 -3 ) = 0.2 мм Виготовлення друкованих провідників такої ширини технологічно не виправдано, вибираємо ширину провідника 0.1 мм. Падіння напруги розраховується за формулою: DU = g доп * r * l п l п = 0.108 мм Величина r для мідних провідників отриманих методом хімічного травлення складає 0.0175 Ом * мм U = 200 * 0.0175 * 0.108 = 0.378 В Розрахуємо опір провідника: R = r = 0.0175 Ом * мм l = 60 мм t = 0.2 мм h = 0.35 мм R = 0.0175 * (60/(0.2 * 0.35)) = 1.83 мм 3.2 Розрахунок надійності Розрахунок надійності виконується на етапі технічного проекту, коли основні схемотехнічні і конструктивні проблеми вирішені, але є можливість змінити режим роботи елементів. Розрахунки виконуються для періоду нормальної експлуатації, коли інтенсивність відмов постійна і відмови є випадковими і незалежними. Порядок розрахунку надійності: - елементи системи розбити на групи з однаковими інтенсивностями відмов; - порахувати число елементів у кожній групі; - виписати з довідника значення l 0 i - визначити коефіцієнти режимів... в залежності від коефіцієнтів навантаження і температури; - розрахувати значення l Е i з урахуванням коефіцієнтів; - розрахувати значення l Е i • N i - розрахувати інтенсивність відмов всієї системи l З - розрахувати середню напрацювання до першої відмови tcp; - розрахувати ймовірність безвідмовної роботи P (t); - побудувати графік ймовірності безвідмовної роботи. Розрахунок інтенсивності відмови кожній групи ЕРЕ виробляємо за формулою l Е = l 0 * Ке * Кр де l 0 - інтенсивність відмов групи ЕРЕ без урахування коефіцієнтів; Ке - коефіцієнт експлуатації; Кр - коефіцієнт режиму. Розрахунок інтенсивності відмови кожної групи ІМС виробляємо за формулою: l Е = l 0 * Ке * Ксл де l 0 - інтенсивність відмов групи ІМС без урахування коефіцієнтів; До е. - Коефіцієнт експлуатації; До сл - коефіцієнт режиму. Розрахунок інтенсивності відмов всієї системи виробляємо по формулою:
де l е. i - інтенсивність відмов групи з урахуванням коефіцієнтів; Ni - кількість елементів у групі. Розрахунок середнього напрацювання до першої відмови проводимо за формулою: tcp = l/l * c. Позначення елементів Найменування елементів Кол. Nil 0 * 10 6 1/ч Режими роботиl е. 10 6 1/ч l е. i Ni 10 6 1/ч t В° CДо н До е. До р До сл R1, R14 СП3-38 2 3.0 30 0.6 3.42 0.29 - 1.54 3.08 R3, R4, R6, R8-R10, R11-R14 СП3-9А 10 1.5 30 0.6 3.42 0.9 - 4.42 14.2 C1, C4-C8, C12 КМ-5 7 0.8 30 0.6 3.42 0.1 - 0.42 2.94 R2, R5, R7, R15-R16 МЛТ 0.125 5 0.1 30 0.6 3.42 0.39 - 1.37 6.85 C2, C3 К50-35 2 2.4 30 0.6 3.42 0.48 - 2.79 5.58 VD1 Д9А 1 0.4 30 0.6 3.42 0.35 - 1.33 1.33 VD2 КД106А 1 2.5 30 0.6 3.42 0.6 - 3.55 9.55 VD3 КС147А 1 6.0 30 0.6 3.42 0.55 - 5.18 5.18 DA1 КР140УД608 1 0.6 30 0.6 3.42 - 1.56 1.85 1.85 Пайка 66 0.01Розрахунки: Kl1 = 1.37 Kl2 = 2.5 Kl3 = 1.0 K е. = 3.423 l c = 3.08 +14.2 +2.94 +6.85 +5.58 +1.33 +3.55 +5.18 = 44.56 * 10 -6 t ср = 1/l c = 1/44.56 * 10 -6 = 22441.65 годин t 0 5000 10000 15000 20000 22441.65 P (t) 1 0.8 0.64 0.51 0.41 0.36
4. Технологічний розділ
4.1 Технологія поверхневого монтажу Розвитком монтажно-складальних робіт на ПП є перехід від монтажу компонентів з висновками в отвори до поверхневого монтажу без вивідних компонентів в мікрокорпусах або компонентів з планарних висновками. Його переваги по порівняно з традиційним методом зводяться до наступних: - зниження витрат на виготовлення ПП через усунення операцій свердління монтажних отворів, їх очищення, металізації і контролю; - виключення таких підготовчих операцій при складанні, як випрямлення, формовка виводів; - підвищення надійності межз'єднань; Впровадження поверхневого монтажу пов'язано з перекладом всієї елементної бази на новий вид виконання, підвищенням вимог до ПП, розробкою нових ТП і створенням необхідної кількості продуктивного устаткування. Групові методи складання і монтажу (пайка зануренням). Групові методи складання і монтажу розробляються для певної сукупності складальних одиниць, що мають однакові умови зборки, число точок кріплення і характеризуються спільністю застосовуваних засобів механізації та автоматизації. Розробка групового ТП в основному зводиться до проектування групової техологіческой оснащення, створення наладок для кожного виробу, що входить до класифікаційну групу, і встановленню оптимальної послідовності запуску партій на зборку. Групові методи складання і монтажу найбільш ефективні в умовах дрібносерійного і одиничного виробництва. Вони дозволяють скоротити число розроблюваних процесів, впровадити високопродуктивну автоматизовану технологічну оснастку і обладнання, сконцентрувати технологічно однорідні роб...оти і застосувати групові проточні багатопредметні лінії складання. пайки називається процес з'єднання металів твердому стані шляхом введення в зазор розплавленого припою, що взаємодіє з основним металом і утворює рідку металеву прошарок, кристалізація якої призводить до утворення паяного шва. Паяні електричні з'єднання широко застосовують при монтажі електронної апаратури через низький і стабільного електричного опору, універсальності, простоти автоматизації, контролю та ремонту. Проте цьому методу властиві й суттєві недоліки: висока вартість Це Продукти Найбільш Створюються сприятливі умови Висока Висновок Виконання В Площа У курсовому Список літератури
1. ГОСТ 2.105-95. 2. Основні розміри. 3. 4. 5. 6. Довідник по 7. Довідник. 1991 8. 9.
|