Обоснование выбора микросхем

Особенности данного типа микропроцессора PIC12F675 Обоснование выбора диодов Обоснование выбора микросхем Расчет узкого места Обоснование разработки компоновки печатной платы Технологическая часть Организация рабочего места оператора при эксплуатации электронной аппаратуры Расчёт стоимости разрабатываемого программного обеспечения Охрана труда Техника безопасности при эксплуатации электронной аппаратуры

98605

знаков

таблиц

изображений

Обоснование выбора диодов Читать далее: Расчет узкого места

2.2.5 Обоснование выбора микросхем.

В схеме зарядного устройства на микроконтроллере PIC 12F675 используется сдвигающий регистр на 8 выходов IN74HC164N – мы его заменим на КР1157FH5A

Электрические параметры сдвигающего регистра IN74HC164N:

Выходное напряжение ………………………………………..5В+ 0,1В

Ток потребления < ……………………………………………..5мА

Ток нагрузки ….............................................................................1А

Нестабильность по напряжению ………………………….. + 0,05%

Микросхему LM7805CT и 78L05 заменим на КР142ЕН2А

Электрические параметры КР142ЕН2А:

Выходное напряжение ………………………………………………5В

Ток потребления ……………………………………………………..4мА

Нестабильность по направлению ………………………………..< 0.3%

Входное напряжение ………………………………………………...20В

Выходное напряжение ………………………………………………20В

Выходной ток …………………………………………….................50мА

Микросхема TNY264P импортная микросхема аналогов нет.

3. Расчетная часть

Расчет надежности

Расчет надежности проводится на этапе проектирования. Для расчета задаются ориентирные данные. В качестве температуры окружающей среды может быть принято среднее значение температуры в нутрии блока. Для большинства маломощных полупроводниковых устройств она не превышает 40⁰С.

Для различных элементов при расчетах надежности служат различные параметры. Для резисторов и транзисторов это допустимая мощность рассеивания, для конденсаторов допустимое напряжение, для диодов - прямой ток.

Коэффициенты нагрузок для элементов каждого типа по напряжению могут быть определены по величине напряжения источника питания. Так для конденсаторов номинальное напряжение рекомендуется брать в 1.5 -2 раза выше напряжения источника питания. Рекомендуемые коэффициенты приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Наименование элемента	Контрольные параметры	k нагрузки
Наименование элемента	Контрольные параметры	импульсный режим	статический режим
Транзисторы	Р_кдоп^k_н= Р_ф/ Р_кдоп	0,5	0,2
Диоды	I_прмах^k_н= I_ф/ I_прт	0,5	0,2
Конденсаторы	U_обкл^k_н= U_ф/ U_обкл	0,7	0,5
Резисторы	P_трас^k_н= Р_ф/ Р_доп	0,6	0,5
Трансформаторы	I_н^k_н= I_ф/ I_ндоп	0,9	0,7
Соединители	Iконтакта^k_н= I_ф/ I_кдоп	0,8	0,5
Микросхемы	I_{мах вх}/ I_{мах вых}	-	-

Допустимую мощность рассеяния резисторов можно определить от принятым обозначении на схеме.

Допустимую мощность рассеяния следует брать в качестве номинального параметра, надо брать в половину меньше согласно таблице 1.

Для конденсаторов номинальным параметром в расчете надежности считается допустимые напряжения на обкладках конденсатора. В большинстве схем этот параметр не указывается. Его следует выбирать исходя из напряжения источника питания. Uн, для конденсатора следует брать в два раза (или в полтора) больше напряжения источника питания. При этом следует учитывать, что согласно ГОСТу конденсаторы выпускаются на допустимое напряжение (в вольтах) 1; 1,6; 2,5; 3,2; 4; 6,3; 10; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 350.

Конденсаторы на более высокие допустимые напряжения на обкладках, в схемах курсового и дипломного проектирования практически не применяются.

Фактически знание (U_ф) для конденсаторов в расчете надежности следует брать в половинку меньше выбранного.

Для транзисторов номинальный параметр Р_к допустимое следует брать из справочников.

Для диодов контролируемый параметр величина прямого тока I_пр. Брать в справочниках.

Фактическое значение параметров этих элементов следует брать исходя из рекомендации таблицы 1.

При увеличении коэффициента нагрузки интенсивность отказов увеличиться.

Она так же возрастает, если элемент эксплуатируется в более жестоких условиях: при повышенной температуре, влажности, при ударах и вибрациях. В стационарной аппаратуре, работающей в отапливаемых помещениях, наибольшее влияние на надежность аппаратуры имеет температура.

Определяя интенсивность отказов при t⁰ = 20⁰C приведены в таблице 2.

Интенсивность отказов обозначается λ₀. Измеряется λ₀ в (1/час).

Таблица 3.

Наименование элемента	λ_o*10^-6 1/час
Наименование элемента	λ_o*10^-6 1/час
Микросхемы средней степени интеграции	0,013
Большие интегральные схемы	0,01
Транзисторы германиевые: Маломощные	0,7
Средней мощности	0,6
мощностью более 200мВт	1,91
Кремневые транзисторы: Мощностью до 150мВт	0,84
Мощностью до 1Вт	0,5
Мощностью до 4Вт	0,74
Низкочастотные транзисторы: Малой мощности	0,2
Средней мощности	0,5
Транзисторы полевые	0,1
Конденсаторы: Бумажные	0,05
Керамические	0,15
Слюдяные	0,075
Стеклянные	0,06
Пленочные	0,05
Электролитические (алюминиевые)	0,5
Электролитические (танталовые)	0,035
Воздушные переменные	0,034
Резисторы: Композиционные	0,043
Плёночные	0,03
Угольные	0,047
Проволочные	0,087
Диоды: Кремневые	0,2
Выпрямительные	0,1
Универсальные	0,05
Импульсные	0,1
Стабилитроны германиевые	0,157
Трансформаторы Силовые	0,25
Звуковой частоты	0,02
Высокочастотные	0,045
Автотрансформаторные	0,06
Дроссели:	0,34
Катушки индуктивности	0,02
Реле	0,08
Антенны	0,36
Микрофоны	20
Громкоговорители	4
Оптические датчики	4,7
Переключатели, тумблеры, кнопки	0,07n
Соединители	0,06n
Гнезда	0,01n
Пайка навесного монтажа	0,01
Пайка печатного монтажа	0,03
Пайка объемного монтажа	0,02
Предохранители	0,5
Волновые гибкие	1,1
Волновые жесткие	9,6
Электродвигатели: Асинхронные	0,359
Электродвигатели: Асинхронные	0,359
Асинхронные вентиляторы	2,25

Порядок расчета.

В таблицу 3 заносятся данные из принципиальной схемы.

Таблица заполняется по колонкам. В 1-ую колонку заносятся наименования элемента, его тип определяется по схеме. Часто в схемах не указывается тип конденсатора, а дается только его ёмкость. В этом случае следует по емкости, и выбрать подходящий тип конденсатора в справочнике. Тип элемента заносится во вторую колонку.

Однотипные элементы записываются одной строкой, а их число заносится в колонку 4.

Микросхемы вне зависимости от типа объединяются в одну группу и записываются в одну строку. Это связано с тем, что у них независимо от типа одинаковая интенсивность отказов, и они могут работать в достаточно широком диапазоне температур. (Большие интегральные схемы не применяются в курсовых и дипломных проектах).

В колонку 4 заносится температура окружающей среды. Её надо определять, исходя из назначения прибора или устройства. Если устройство работает в отапливаемом помещении и не имеет мощных транзисторов, температуру можно брать 40⁰С.

Далее следует запомнить колонку 6. пользуясь теми рекомендациями, которые были даны выше.

Студенту, как правило, не известны фактические параметры элемента. Выбирать их надо, руководствуясь рекомендациями таблицы 1.

Коэффициенты нагрузок.

Для транзисторов: k_н= P_ф/ P_кдоп= P_ф/ P_н

k_н=100/200=0,5

Для диодов: k_н= I_ф/I_прср= I_ф/I_н

k_н= 0.5/1=0,5

Для резисторов: k_н= P_ф/ P_н

k_н=0,25/0,125=0,5

Для конденсаторов: k_н= P_ф/ P_н

k_н=6/12=0,5

Если k_н в таблице для элемента не указано, то следует ставить прочерк или брать k_н= 0,5.

Колонка 7 заполняется по справочнику.

Далее определяется коэффициент влияния (ά), которое показывает, как влияет на интенсивность отказов окружающая элемент температура в связи с коэффициентом нагрузки. Находят (ά) по таблице 4.

При k = 0,5 и t=40⁰С значение, а будет =

Для полупроводниковых приборов 0,3

Для керамических конденсаторов 0,5

Для бумажных конденсаторов 0,8

Для электролитических конденсаторов 0,9

Для металлодиэлектрических или металлооксидных резисторов 0,8

Для силовых трансформаторов 0,6

Для германиевых полупроводниковых диодов ά брать таким, как у кремневых. Если в таблице нет тех элементов, которые есть в конкретной схеме. Следует спросить у преподавателя, как быть.

Колонка 10 заполняется из соответствующей таблицы 2.

Колонка 11 λi = ά*λ

Если изделие испытывает воздействие ударных нагрузок или реагирует, на влажность, атмосферное давление, следует учесть это влияние. В этом случае λ_i в колонке 11

λ_i = λ₀*а*а₁*а₂*а₃

где а – коэффициент влияния температуры;

а₁ - коэффициент влияния механических воздействий;

а₂ - коэффициент влияния влажности;

а₃ - коэффициент влияния атмосферного давления.

Когда колонка 12 заполнена. Можно рассчитать среднее время наработки на отказ Tср.

Для этого суммируют все значения колонки 12, получая

∑λс. Тогда Tcp = 1/∑λ_с (час)

Следует помнить, что ∑λ_с – число, умноженное на 10^-6 , т.е. при делении 10^-6 перейдет в числитель

Σ λс = 5,119*10^-6

Тср = 1/5,119*10^-6

Тср = 10⁶/0,1953507= 195350,7часов.

Расчет надежности функционального узла

наименование	тип	кол-во	температура окружающей среды	фактическое значение параметра	номинальное значение параметра	конструктивные характеристики	к	а	λ₀*10^-6 1/час	λ i=аλ₀ 10^-6	λс=λin 10^-6
резисторы	МЛТ 0,125	16	40⁰С	Рф=0,06 ВТ	Pн=0,125 Вт	пленочные	0,5	0,3	0,03	0,009	0,144
	МЛТ 0,5	2		Рф=0,25 ВТ	Pн=0,5 Вт	пленочные	0,5	0,3	0,03	0,009	0,018
	МЛТ 0,25	2		Рф=0,125 ВТ	Pн=0,25 Вт	пленочные	0,5	0,3	0,03	0,009	0,018
	МЛТ 1	2		Рф=0,5 ВТ	Pн=1 Вт	пленочные	0,5	0,3	0,03	0,009	0,018
транзисторы	КТ972А	1		Рф=4 ВТ	Pн8 Вт	кремневый	0,5	0,3	0,5	0,15	0,15
	КТ315Г	2		Рф=75 ВТ	Pн150 Вт	кремневый	0,5	0,3	0,5	0,15	0,3
	КТ973А	1		Рф=4 ВТ	Pн8 Вт	кремневый	0,5	0,3	0,5	0,15	0,15
Оптроны	PC817	1		-	-	кремневый	0,5	0,3	0,5	0,15	0,15
конденсаторы	К50-3б	11		Uф=40 В	Uн=63 В	керамический	0,5	1	0,15	0,15	1,65
диод	1N5822	1		I=0,5А	I=1А	кремневый	0,5	0,3	0,2	0,06	0,06
	1N4937	1		I=0,5А	I=1А	кремневый	0,5	0,3	0,2	0,06	0,06
	BZX79-B8V2	1		I=42,5мА	I=85мА	кремневый	0,5	0,3	0,2	0,06	0,06
светодиод	HL1AЛС331А	3		-	-	арсенидгалевый	0,5	0,3	-	-
Диодный мост	RS207	1		Iф=0,5А	Iн=1А	кремневый	0,5	0,3	0,2	0,06	0,06
микросхема	PIC12F675	1		-	-	кремневая	0,5	0,3	0,01	0,003	0,003
	1N74HC164N	1		-	-	кремневая	0,5	0,3	0,013	0,004	0,004
	LM7805CT	1		-	-	кремневая	0,5	0,3	0,01	0,003	0,003
	TNY264P	1		-	-	кремневый	0,5	0,3	1,4	0,42	0,42
трансформатор	ТС180	1		-	-	Силовой	0,5	0,6	0,25	0,15	0,15
пайки		189		-	-	-	0,5	0,3	0,03	0,009	1,701
											5,119

Обоснование выбора диодов Читать далее: Расчет узкого места

Раздел: Коммуникации и связь
Количество знаков с пробелами: 98605
Количество таблиц: 12
Количество изображений: 0

Скачать

... среды; · расчет разности температур; · автоотключение; · индикатор разряда батареи; · подсветка дисплея; · питание 9 В («Крона»). 2 ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБА ПОСТРОЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ УСТРОЙСТВА Функциональная схема устройства для измерения температуры в удаленных точках приведена на рис. 2.1. Устройство для измерения температуры в удаленных точках предназначенное для ...

Скачать

... знать участникам ВЭД, учитывать в своей практической деятельности и отражать в условиях внешнеторговых сделок. Глава 2. Анализ организации внешнеэкономической деятельности на предприятии ОАО «Электроагрегат» 2.1 Анализ структуры производства продукции и её внешнеэкономической составляющей ОАО «Электроагрегат» ОАО «Электроагрегат» является одним из основных российских производителей ...

Скачать

... источника меньше допустимого значения) и блок управления включает индикатор “Смените источник питания”. При восстановлении напряжения сети системы резервного электропитания опять переходит в режим нормальной работы. 2. Конструкторско-технологический раздел 2.1 Разработка печатной платы Печатные платы представляют собой диэлектрическую пластину с нанесенным на нее токопроводящим рисунком ( ...

Скачать

... технологий" Раздаточный материал к бакалаврской итоговой работе на соискание академической степени бакалавра менеджмента по направлению 5215 "Производственный менеджмент" Тема: "Разработка бизнес-плана проекта по производству и сбыту прибора для диагностики и медикаментозного тестирования;момент оценки месяц июнь 1997 г." Студент: Холодков Н. В. / / Группа: Э-8-41 Руководитель: Минц М. В. / / ...

Главная Новости Рефераты Статьи Вузы

О проекте Соглашение

Наверх

Войти на сайт

Навигация

Похожие работы

0 комментариев

Разделы

Инфо

Следите за новостями