Конструктивные особенности типовых элементов схемы

Введение

 

Тема «Импульсный блок питания на базе БП ПК»

Предлагаемое устройство помимо неплохих технических характеристик, привлекательно тем, что за его основу взят импульсный блок питания отслужившего свой срок IBM-совместимого персонального компьютера. При этом отпадает необходимость в приобретении многих специфических радиоэлементов, изготовлении импульсных трансформаторов и дросселей.

Описываемый блок позволяет питать стабилизированным напряжением радиолюбительские конструкции и заряжать стабильным током различные аккумуляторные батареи.

Основные технические характеристики:

Входное напряжение - 220 В

Выходное стабилизированное напряжение, 5 - 15 В;

Напряжение пульсаций при токе - 5А, не более 25 мВ;.

Блок питания оснащен цифровой шкалой для индикации выходного напряжения и тока нагрузки, имеет регуляторы выходного напряжения для грубой и точной установки, регулятор ограничения выходного тока, индикатор максимального тока, предохранитель для защиты выходных цепей в случае неправильной полярности включения заряжаемого аккумулятора.

 

Конструктивные особенности типовых элементов схемы

 

Резисторы СП3-38 (R 14, R 1)

 

Рис.1

 

Тип корпуса представлен на рисунке 1. Резисторы подстроечные, одинарные оборотные с круговым перемещением подвижной системы, предназначены для работы в электрических цепях постоянного, переменного и импульсного тока.

Размеры: H=9.5; L=12; h=4; l=2.5

 

Резисторы СП3-9А (R 3, R 4, R 6, R 8, R 9, R 10, R 11- R 14).

 

Рис.2

 

Тип корпуса представлен на рисунке 2

Резисторы регулировочные цилиндрические одинарные однооборотные с круговым перемещением подвижной системы, предназначены для работы в электрических цепях постоянного, переменного и импульсного тока.

Размеры: L=16

Резисторы МЛТ 0.125 (R 2, R 5, R 7, R 15- R 16).

 

Рис.3

 

Тип корпуса представлен на рис.3

Резисторы с металлоэлектрическим проводящим слоем предназначены для работы в цепях постоянного, переменного и импульсного тока в качестве элементов навесного монтажа. Резисторы МЛТ относятся к неизолированным.

Размеры: D=6; L=2.2; d=0.6;

Конденсаторы КМ-5(C 1, C 4- C 8, C 12)

 

Рис.4

 

Тип корпуса представлен на рис.4.

Конденсаторы низковольтные керамические монолитные. Предназначены для работы в цепях постоянного, переменного и импульсного тока.

Размеры: L=13; B=13; H=3; A=7.5

Конденсаторы К50-35 (C 2, C 3)

 

Рис.5

 

Тип корпуса представлен на рисунке 5.

Конденсатор высокочастотный аллюминевый оксидно-электрический. Предназначен для работы в цепях постоянного, пульсирующего и импульсного тока.

Конденсатор выпускается в цилиндрических металлических корпусах с разнонаправленными выводами.

Размеры: D=30; L=70; A=12.5; a=6

Диоды Д9А (VD 1)

 

Рис.6

 

Тип корпуса представлен на рис.6

Диоды маломощные выпрямительные. Применяется в транзисторной аппаратуре.

Размеры: L=7.5; d=2.5; H=24

 

Диоды КД106А (VD 2)

 

Рис.7

 

Тип корпуса представлен на рис. 7.

Диоды кремниевые, диффузионные. Выпускаются в пластмассовом корпусе с гибкими выводами. Предназначен для работы в цепях постоянного, пульсирующего и импульсного тока ы

Размеры: L=7; d=5.0

 

Стабилитроны КС147А (VD 3)

 

Рис.8

Тип корпуса представлен на рис.8

Стабилитроны кремниевые диффузно-сплавные, малой мощности. Предназначены для стабилизации номинального напряжения. Выпускаются в стеклянном корпусе с гибкими выводами.

Размеры: L=9; d=5

 

Индикаторы АЛС 321Б (HG 3)

 

Рис.10

 

Тип корпуса представлен на рис. 10.

Индикаторы знакосинтезирующие, фосфидогаллиевые. Предназначены для визуальной индикации.. Выпускаются в пластмассовом корпусе.

Размеры: L=6; d=5.7

 

Индикаторы АЛС 333Б (HG 4)

 

Рис.11

 

Тип корпуса представлен на рис.11.

Индикаторы типа АЛС 333 изготавливают из арсенида галлия алюминия.

Размеры: L=6.3; d=2.4

 

Светодиод АЛ307БМ (HL 1)

 

Рис.13

 

Тип корпуса представлен на рис.13.

Диод светоизлучающий, с рассеянным излучением, эпитаксиальный.

Выпускается в пластмассовом корпусе.

Цвет свечения АЛ307БМ красный

Размеры: L=10; d=5.3

 

 

Требования к формовке выводов, лужению и пайке

 

Импульсный блок питания собирается согласно сборочному чертежу (Лист 2).

В качестве печатной платы выбран стеклотекстолит фольгированный с размером сторон 72×62 мм.

Выбор материала и установки был устроен таким способом чтобы в случае поломки был доступ к каждому элементу.

Все элементы устанавливаются вручную, причем зазор между элементами и платой должен быть не более 1мм. Именно поэтому нужно уделить большое значение формовке и подрезке выводов, которые осуществляется вручную например при помощи кусачков или бокорезов.

При обрезке выводов нужно учитывать что за основание платы должны выступать не менее чем по 1мм, длина ножек должна составлять не более 3-4мм.

Пайку элементов следует производить с помощью спиртоканифольного флюса ПОС - 61 с пониженной температурой плавления.

Корпуса элементов должны располагаться параллельно или перпендикулярно друг другу. Предпочтительное расположение элементов - рядовое.

Навесные элементы крепятся к печатной плате с помощью собственных выводов. В случае необходимости применяют дополнительное механическое крепление. Установку элемента с зазором между его корпусом и платой используют при двустороннем монтаже; при этом печатные проводники могут располагаться под навесным элементом. Лучшим способом с точки зрения восприятия механических нагрузок является установка элементов вплотную к плате, выполняемая с помощью собственных выводов и дополнительного крепления за корпус при помощи проволочных скоб, которые впаиваются в отверстия платы.

Маркировка электрорадиоэлементов должна быть нанесена в соответствии сих обозначениями в электрических принципиальных схемах. Разрешается производить маркировку на самих элементах, если это не повлияет на их работу и не закроет маркировку изготовителя электрорадиоэлемента, которая в любом случае должна быть отчетливо видна.

Форма паяных соединений - по возможности скелетная с вогнутыми галтелями припоя по шву и без его избытка. Она должна позволять визуально просматривать через тонкий слой припоя контуры входящих в соединение отдельных монтажных элементов. Поверхность галтелей припоя по всему периметру паяного шва - вогнутая, непрерывная, гладкая, глянцевая, без темных пятен и посторонних включений.

 

Расчетный раздел

Расчет надежности

 

Расчет надежности выполняется на этапе технического проекта, когда основные схемотехнические и конструктивные проблемы решены, но имеется возможность изменить режим работы элементов. Расчеты выполняются для периода нормальной эксплуатации, когда интенсивность отказов постоянна и отказы являются случайными и независимыми.

Порядок расчета надежности:

элементы системы разбить на группы с одинаковыми интенсивностями отказов;

посчитать число элементов в каждой группе;

выписать из справочника значение l0i;

определить коэффициенты режимов в зависимости от коэффициентов нагрузки и температуры;

рассчитать значение lЭi с учетом коэффициентов;

рассчитать значение lЭi • Ni;

рассчитать интенсивность отказов всей системы lС;

рассчитать среднюю наработку до первого отказа tcp;

рассчитать вероятность безотказной работы P(t);

построить график вероятности безотказной работы. Расчет интенсивности отказа каждой группы ЭРЭ производим по формуле

 

lЭ=l0*Кэ*Кр

 

где l0 - интенсивность отказов группы ЭРЭ без учета коэффициентов; Кэ - коэффициент эксплуатации; Кр - коэффициент режима.

Расчет интенсивности отказа каждой группы ИМС производим по формуле:

 

lЭ=l0*Кэ*Ксл

где l0 - интенсивность отказов группы ИМС без учета коэффициентов;

Кэ - коэффициент эксплуатации;

Ксл- коэффициент режима. Расчет интенсивности отказов всей системы производим по формуле:

 

 

где lэi- интенсивность отказов группы с учетом коэффициентов;

Ni - количество элементов в группе. Расчет средней наработки до первого отказа проводим по формуле:

tcp = l / l * c.

 

№ гр.	Обозначение элементов	Наименование элементов	Кол. Ni	l0*106 1/ч	Режимы работы					lэ 106 1/ч	lэi Ni 106 1/ч
					t°C	Кн	Кэ	Кр	Ксл
1	R1,R14	СП3-38	2	3.0	30	0.6	3.42	0.29	-	1.54	3.08
2	R3,R4,R6,R8-R10,R11-R14	СП3-9А	10	1.5	30	0.6	3.42	0.9	-	4.42	14.2
3	C1,C4-C8,C12	КМ-5	7	0.8	30	0.6	3.42	0.1	-	0.42	2.94
4	R2,R5,R7,R15-R16	МЛТ 0.125	5	0.1	30	0.6	3.42	0.39	-	1.37	6.85
5	C2,C3	К50-35	2	2.4	30	0.6	3.42	0.48	-	2.79	5.58
6	VD1	Д9А	1	0.4	30	0.6	3.42	0.35	-	1.33	1.33
7	VD2	КД106А	1	2.5	30	0.6	3.42	0.6	-	3.55	9.55
8	VD3	КС147А	1	6.0	30	0.6	3.42	0.55	-	5.18	5.18
9	DA1	КР140УД608	1	0.6	30	0.6	3.42	-	1.56	1.85	1.85
	Пайка		66	0.01

 

Расчеты:

Kl1=1.37

Kl2=2.5

Kl3=1.0

Kэ=3.423

lc=3.08+14.2+2.94+6.85+5.58+1.33+3.55+5.18=44.56*10-6ср=1/lc=1/44.56*10-6=22441.65 часов

 

t	0	5000	10000	15000	20000	22441.65
P(t)	1	0.8	0.64	0.51	0.41	0.36

 

 

Технологический раздел

Заключение

 

Выполнение курсового проекта было проведено без отклонения от задания. Составлено описание схемы электрической принципиальной. Были приведены конструктивные особенности типовых элементов, сформулированы требования к проектированию печатной платы и рассчитаны площадь и габаритные размеры сторон печатной платы.

В расчетном разделе проделан расчет электрических и конструктивных параметров элементов печатной платы. Так же был произведен расчет технологичности и надёжности конструкции.

Площадь печатной платы 4431мм, размеры сторон 72×62 мм. Значение соответствуют ГОСТ 23751-86.

В курсовом проекте был разработан чертеж печатной платы, сборочный чертеж, составлена спецификация и разработана схема электрическая принципиальная.

 

 

Список литературы:

1. ГОСТ 2.105-95. Общие требования к текстовым документам.

.   ГОСТ 10317-79. Платы печатные. Основные размеры.

.   ГОСТ 3.1104-81. Общие требования к технологическим документам.

.   ГОСТ 23751-86. Платы печатные. Основные параметры конструкции.

.   ГОСТ 2.417-91. Платы печатные. Правила выполнения чертежей.

.   Справочник по электрическим конденсаторам под редакцией И.И. Четверткова М.: Радио и связь, 1983г.

.   Резисторы.Справочник.Под ред.И.И. Четверткова.1991

.   Диоды Справочник под редакцией О.П. Григорьева М.: Радио и связь, 1990г.

.   Пирогова Проектирование и технология печатных плат Москва ФОРУМ - ИНФРА-М 2005г

Введение

 

Тема «Импульсный блок питания на базе БП ПК»

Предлагаемое устройство помимо неплохих технических характеристик, привлекательно тем, что за его основу взят импульсный блок питания отслужившего свой срок IBM-совместимого персонального компьютера. При этом отпадает необходимость в приобретении многих специфических радиоэлементов, изготовлении импульсных трансформаторов и дросселей.

Описываемый блок позволяет питать стабилизированным напряжением радиолюбительские конструкции и заряжать стабильным током различные аккумуляторные батареи.

Основные технические характеристики:

Входное напряжение - 220 В

Выходное стабилизированное напряжение, 5 - 15 В;

Напряжение пульсаций при токе - 5А, не более 25 мВ;.

Блок питания оснащен цифровой шкалой для индикации выходного напряжения и тока нагрузки, имеет регуляторы выходного напряжения для грубой и точной установки, регулятор ограничения выходного тока, индикатор максимального тока, предохранитель для защиты выходных цепей в случае неправильной полярности включения заряжаемого аккумулятора.

 

Конструктивные особенности типовых элементов схемы

 

Резисторы СП3-38 (R 14, R 1)

 

Рис.1

 

Тип корпуса представлен на рисунке 1. Резисторы подстроечные, одинарные оборотные с круговым перемещением подвижной системы, предназначены для работы в электрических цепях постоянного, переменного и импульсного тока.

Размеры: H=9.5; L=12; h=4; l=2.5