Вибір елементної бази джерела живлення та проектування трансформатору

Пояснювальна записка до курсового проекту з курсу

“ Елементна база електронних апаратів”.

ТЕМА

“Вибір елементної бази джерела живлення та проектування трансформатору”

ЗМІСТ

1. ВИБІР ЕЛЕМЕНТНОЇ БАЗИ ЕА З УРАХУВАННЯМ ЗАДАНИХ ВИМОГ

1.1 Вибір ЕБ з урахуванням схемно-функціонального призначення та надійнісно-експлуатаційних показників

1.2 Вибір ЕБ з урахуванням конструкторсько-технологічних та економічних показників

2. ПРОЕКТУВАННЯ СПЕЦІАЛЬНОГО ЕЛЕКТРОРАДІОЕЛЕМЕНТА(ЕРЕ)

2.1 Методика проектування трансформатора

2.2 Параметри і конструкція трансформатора

3. СПЕЦІАЛЬНІ РОЗРАХУНКИ З ВИБОРУ ЕБ І ПРОЕКТУВАННЯ ЗАДАНОГО ЕРЕ

3.1 Термокомпенсація заданого фрагмента схеми ЕА

3.2 Розрахунок виробничіх та експлуатаційних допусків основного параметра заданого ЕРЕ

Висновки

Список літератури

Додатки

1. ВИБІР ЕЛЕМЕНТНОЇ БАЗИ ЕА З УРАХУВАННЯМ ЗАДАНИХ ВИМОГ

1.1 Вибір ЕБ з урахуванням схемно-функціонального призначення та надійнісно-експлуатаційних характеристик

Вимоги, що ставляться до параметрів, властивостей та характеристик електрорадіоелементів і, як наслідок, обмеження на їхні типи, визначаються функціональним призначенням схем та ланцюгів, у яких вони використовуються. При виборі елементної бази до певного ЕА також необхідно враховувати умови експлуатації цього ЕА. Для даного варіанту курсової роботи задані наступні умови експлуатації:

- умови експлуатації - корабельні;

- відносна вологість - 98% при 40° С;

- висота над рівнем моря - 0 км;

- діапазон робочих температур: -60° С … +60° С.

Схема, для якої треба здійснити вибір елементної бази являє собою DRM-радіоприймач. Принципова схема наведена у додаткуА.

Вибір ЕБ ЕА з урахуванням надійнісно-експлуатаційних показників заснований на схемно-функціональному аналізі та відповідних обмеженнях типів елементів і представляє собою ітераційний процес. На кожному кроці цього процесу проводиться розрахунок наступного основного показника надійності ЕБ ЕА

(1.1)

Де - сумарна інтенсивність відмов вибраного комплексу компонентів ЕБ ЕА;

- відповідно кількість в ЕА: резисторів, конденсаторів,

напівпровідникових приладів, маточних виробів, інших елементів схеми (фільтрів, ліній затримки, елементів пам'яті, пристроїв індикації, пристроїв функціональної електроніки, комутуючих пристроїв, джерел живлення, тощо.);

1/год - інтенсивність відказів з'єднання пайкою;

- інтенсивність відказів у номінальному режимі і-го відповідно: резистора, конденсатора, напівпровідникового приладу, моточного виробу, іншого елемента схеми (таблиця 1.4);

- кількість виводів і-го відповідно: резистора, конденсатора, напівпровідникового приладу, моточного виробу, іншого елемента схеми;

- коректуючи коефіцієнти, які враховують умови експлуатації ЕА;

; ; ; ; ; - поправочні коефіцієнти, що залежать від Кн (коефіцієнта навантаження) та t (температури) відповідно для резисторів, конденсаторів, напівпровідникових приладів, моточних виробів та інших елементів схеми ЕА

Ітераційний процес базується на величину сумарної інтенсивності відказів впливають значення коефіцієнтів навантаження Кн компонентів ЕБ ЕА, та можна змінювати, вибираючи інші типи елементів ().

На цьому етапі мета курсової роботи полягає у забезпеченні оговореного співвідношення між та величиною часу наробки на відмову ЕА, яку задано.

Час наробки на відмову складає 17 000 годин.

Результати програмних розрахунків вибору ЕБ наведені у таблиці 1.

Таблиця 1.

1.2 Вибір ЕБ з урахуванням конструктивно-технологічних та економічних показників

Конструктивно - технологічні показники складаються з конструктивних параметрів ЕБ ЕА (- сумарна маса та об'єм комплексу) і технологічних параметрів (i = 1,…5).

Сумарна маса ЕБ ЕА визначається формулою

(1.2)

Де - маса і-го елемента відповідно: резистора, конденсатора, напівпровідникового приладу, моточного виробу, іншого елемента схеми.

г

Сумарний об'єм знаходиться за наступною формулою

(1.3)

Де - об'єм і-го елемента відповідно: резистора, конденсатора, напівпровідникового приладу, моточного виробу, іншого елемента схеми.

= 19131,4

Технологічні показники визначаються наступним чином. Коефіцієнт застосування компонентів ЕБ ЕА () має вигляд

(1.4)

Де - сумарна кількість типорозмірів оригінальних компонентів ЕБ ЕА для усіх п'яти типів ( резисторів, конденсаторів і т.д.);

- сумарна кількість типорозмірів компонентів ЕБ ЕА для усіх типів компонентів.

К1=1-1/19=0,948

Коефіцієнт повторення компонентів ЕБ ЕА () визначається за формулою

(1.5)

де - загальна кількість компонентів комплексу ЕБ ЕА.

К2=1-19/59=0,678

Коефіцієнт повторення мікросхем і мікрозбірок у ЕБ ЕА () має вигляд

(1.6)

де - кількість типорозмірів корпусів мікросхем і мікрозбірок в ЕБ ЕА;

- загальна кількість мікросхем і мікрозбірок в ЕБ ЕА.

К3=1-4/11=0,637

Коефіцієнт установочних розмірів компонентів ЕБ ЕА () представляється виразом

(1.7)

де - кількість видів установочних розмірів компонентів ЕБ ЕА.

К4=1-51/59=0,136

Коефіцієнт автоматизації і механізації підготовки компонентів ЕБ ЕА до монтажу () можна описати наступним чином

(1.8)

де - кількість компонентів ЕБ ЕА, підготовка котрих до монтажу здійснюється механічним та автоматизованим методом.

К5=55/59=0,932

Економічний показник представляє собою сумарну вартість усіх компонентів ЕБ ЕА ()

 (1.9)

Де - вартість і-го відповідно: резистора, конденсатора, напівпровідникового прилада, моточного елемента, іншого елемента схеми.

грн..

Результати програмного розрахунку цього етапу вибору ЕБ наведені у таблицях 2,3,4:

Таблиця 2. Загальна вартість елементів

2. ПРОЕКТУВАННЯ СПЕЦІАЛЬНОГО ЕЛЕКТРОРАДІОЕЛЕМЕНТА

2.1 Методика проектування трансформатора

2.2 Параметри і конструкція трансформатора

Процес виготовлення силового трансформатора складається з декількох етапів. В першу чергу слід виготовити каркас катушки трансформатора. Потім виконується намотування на каркас обмоток катушки. Після цього потрібно зібрати трансформатор, встановивши всередину катушки сталеве осердя. Нарешті, необхідно перевірити виготовлений трансформатор. Каркас для катушки трансформатора може бути виготовлен з картону чи пресшпана. Гильза виконується з полоски завширшки, дорівненої висоті вікна осердя, та длиною, рівною періметру робочого керна осердя. Щічки вирізуються так, щоб гільза входила в їх отвори. Гільза з щічками скріпляється смужками паперу казеїновим клеєм.

Далі перед намоткою катушки потрібно заготовити гнучкий багатожильний ізольований дріт для виводів. Можна застосувати монтажний дріт марки МГШ або МГШД - багатожильні дроти з волоконною ізоляцією. Використовувати дроту у вініловій ізоляції не рекомендується.

Намотування першого слою здійснюється справа наліво поверх виводу, що його закріплює, запобігаючи вискубуванню. Намотування ведуть, не доходячи до лівої щічки на 2мм. Потім кладеться прокладка, кінці якої повинні лягати внахлест, один на інший. Виводи і наплести всіх прокладок розташовуються тільки на вузьких боках гільзи. В шар потрібно укласти стільки витків, скільки було отримано при розрахунку. Намотавши передостанній шар обмотки, на нього укладають виводи, пропустивши його в отвір тієї щічки, біля якої знаходиться кінець передостаннього слою. Кінець виводу загинається у протилежної щічки.

Потім намотується останній шар, його кінець припаюється до кінця виводу, який виявляється закріплений останнім шаром намотування. Тепер кладуться три шари прокладок, після чого аналогічно ведеться намотування наступної обмотки. Корисно після намотування кожної обмотки перевірити омметром, чи не відбувся обрив дроту, що часто трапляється при використовуванні тонких дротів і надійність припаювання висновків. Обірвану обмотку слід перемотати. Якщо ж це виявиться після намотування всіх обмоток доведеться перемотувати всю катушку.

Потім відбувається збірка готового трансформатора, та його перевірка.

3. СПЕЦІАЛЬНІ РОЗРАХУНКИ З ВИБОРУ ЕБ І ПРОЕКТУВАННЯ ЗАДАНОГО ЕРЕ

3.1 Термокомпенсація заданого фрагмента схеми ЕА

В процесі вибору ЕБ для ЕА часто виникає потреба у забезпеченні температурної стабільності окремих ланцюгів схеми, які є визначальними у формуванні якісних показників функціонування електронного апарату у заданому діапазоні температур із зберіганням відповідних характеристик і параметрів. Тому у даній роботі здійснюється термокомпенсація певного фрагмента схеми ЕА, заданого керівником роботи, з метою забезпечення більш стабільного функціонування ЕА. Для даног