Расчет ширины печатных проводников

1.7.3. Расчет ширины печатных проводников.

Ширина печатных проводников определяется по максимальному току для разных цепей схемы, если допустимая плотность тока JДОП=30(А/мм2), максимальный ток ІМ=8(А), а толщина металлизированного покрытия mПОК=0,05(мм), тогда ширина будет равной:

Расстояние между проводниками найдем по разнице потенциалов, с учетом электрических характеристик выбранного метода изготовления. В нашей схеме, в основном, максимально возможное напряжение не превышает 450(В), расстояние между печатными проводниками — 1,8(мм).

1.8. Тепловой расчет.

Рассчитаем тепловой режим транзистора в импульсном стабилизаторе напряжения.

Полная мощность, которая выделяется в транзисторе во время его работы при переключении определяется за формулой:

Р=Рпер+Роткр+Рупр+Ри (1.8.1)

где: Р – полная мощность, которая рассеивается;

Рпер – потери мощности при переключении;

Роткр – потери на активном сопротивлении транзистора;

Рупр – потери на управлении в цепи затвора;

Ри – потери мощности за счет истока в закрытом состоянии.

Сразу можно отметить, что потери мощности, которые вызваны током истока (Ри), имеют очень маленькое значение, поэтому ими можно пренебречь. Также потери, которые возникают в цепи управления, тоже имеют очень малые значения, поэтому формула принимает вид:

Р=Рпер+Роткр., (1.8.2)

где

Роткр=RDS(on)I2эф. (1.8.3)

 (1.8.4)

Мощность Рпер определяется

 (1.8.5)

где

i=IН/n. (1.8.5)

IL=3/0,98=3,06(A).

тогда

Отсюда

проверяем тепловой режим работы транзистора

 , (1.8.6)

где

tнс – температура окружающей среды 35 С.

Rja – тепловое сопротивление кристалл-среды 75 С/Ут.

 С.

По результатам проделанных расчетов видно, что при использовании транзисторов в режиме ключей и при заданных параметрах работы преобразователя, необходимо обязательное применение охладительных радиаторов и принудительного обдува. Радиатор выбираем ребристого типа по методике, описанной в [10] ст. 221.

1.9. Расчет надежности устройства.

Надежность - это свойство изделия выполнять заданные функции в определенных условиях эксплуатации при сохранении значений основных параметров в заданных границах.

Надежность характеризуется рядом расчетных показателей, наиболее важной из которых является интенсивность отказов, средняя наработка на отказ, вероятность безотказной работы.

Вероятность безотказной работы указывает на то, какая часть изделий будет работать безотказно в течение заданного времени tp. Для большинства радиоэлектронных устройств вероятность безотказной работы зависит, как от физических свойств, так и от времени tp, в течение которого устройство должно работать безотказно:

 (1.11.1.)

Интенсивностью отказов называют количество отказов за единицу времени, что приходится на одно изделие, которое продолжает работать в данный момент времени:

 (1.11.2)

Интенсивность отказов аппарата, который состоит из m разных элементов, определяют по формуле:

 (1.11.3)

Расчет надежности проводим в такой последовательности:

1. Составляем таблицу исходных данных для расчета, определяем конструктивную характеристику компонентов, количество компонентов по группам, рассчитываем интенсивность отказов λі для каждой из групп компонентов:

 (1.11.4)

где: m – количество компонентов в одной группе.

Выходные данные для расчета надежности сводим в таблицу 1.11.1.

Исходные данные расчета надежности. Таблица 1.11.1

2. Для учета условий эксплуатации находим поправочные коэффициенты , ,  и по формуле (1.11.5) рассчитываем поправочный коэффициент . Принимаем , , .

 (1.11.5)

3. Расчет интенсивности отказов проводим по формуле:

 (1.11.6)

4. Среднюю наработку на отказ рассчитываем по формуле:

 (1.11.7)

5. Проводим расчет вероятности безотказной работы радиоустройства по формуле (1.11.1):

-λHtρ (1.11.1.)

где  - основа натурального логарифма;

 - интенсивность отказов;

 - время испытания.

Результаты расчетов вероятности безотказной работы устройства записываем в таблицу 1.11.2.

Результаты расчета надежности. Таблица 1.11.2

6. По результатам расчетов строим график зависимости вероятности безотказной работы устройства от времени :

Рис. 1.11.1. График зависимости вероятности

безотказной работы устройства от времени.

Раздел 2. Экономический расчет.

Целью данного раздела дипломного проекта является выполнение необходимых расчетов организационно-экономических показателей. Данный раздел включает:

1. Расчет себестоимости устройства.

2. Определение цены устройства.

3. Оценка уровня качества устройства.

4. Определение цены потребления.

5. Определение рыночной цены.

6. Прогноз сбыта.

7. Прибыль от реализации.

Экономический расчет будем проводить с учетом того, что производство устройства является мелкосерийным.

2.1. Анализ рынка.

Блок бесперебойного питания предназначен для питания разнообразной электрической и электронной аппаратуры стабилизированным напряжением 220В, в том числе устройств охранной, пожарной и охранно-пожарной сигнализации, питание аппаратуры на АТС, питание персональных компютеров.

Преимуществами новой разработки является высокий КПД и большая выходная мощность. Возможные объемы продажи изделия приблизительно 1000 шт. в год. Ближайшим аналогом данного блока является блок питания PW5115 фирмы Powerware, его мы и берем за базовое изделие.

2.2 Расчет уровня качества

2.2.1. Основные технические параметры устройства.

Технические параметры характеризуют качество изделия. Качество – совокупность свойств, которые делают его способным выполнять заданные функции, тем самым удовлетворять соответствующие рыночные требования. Конкурентоспособность – это степень соответствия товара в данной рыночной ситуации по техническим, экономическим, эксплуатационным характеристикам.

Основными показателями данного изделия является:

1. Выходное напряжение.

2. Коэффициент полезного действия.

3. Выходная мощность.

4. Частота сети.

5. Выходной ток.

2.2.2. Определение важности каждого показателя.

Следующим этапом, после выбора более важных показателей, является ранжирование показателей по степени их важности. Самому важному присваивается ранг 1, менее важному ранг 2 и так далее.

Результаты занесем в таблицу 2.1.1

Показатели ранжирования по степени важности. Таблица 2.2.1.

где :  (2.2.1)

 (2.2.2)

Проведем проверку пригодности экспертных оценок. Проверка проводится на основе расчета коэффициента соответствия экспертных оценок.

Коэффициент соответствия:

 (2.2.3)

 (2.2.4)

где:

N – количество экспертов

n – количество оценок

Коэффициент соответствия может принимать значение .

В случае, когда W=1 – полное соответствие экспертов. Рассчитанный коэффициент уравнивается с минимально допустимым Wн. При условии  полученные данные заслуживают доверия и пригодные для последующей работы. Для радиотехнических устройств Wн=0,77

Полученный результат пригодный для последующего использования.

Для оценки уровня качества изделия используем обобщающий показатель - коэффициент технического уровня:

Кт.у=åφ і· qі (2.2.5)

где:

φ і – относительный (единичный) показатель качества.

q i – коэффициент весомости.

Если зависимость между параметром и качеством линейна, то относительные показатели вычисляются по формулам:

q і = РНі/ РБі (2.2.6)

и

q і = РБі/ РНі (2.2.7)

Если зависимость между параметром и качеством нелинейная, то относительные показатели вычисляются по формулам:

q і =lg(РНі/ РБі)+1 (2.2.8)

и

q і =lg(РБі/ РНі)+1 (2.2.9)

где: РНі , РБі - числовые значення і -го параметра соответственно нового і базового изделия.

В качестве базового изделия возьмем блок бесперебойного питания PW5115 фирмы Powerware.

Результаты расчетов сведем в таблицу 2.2.2.

Результаты расчетов. Таблица 2.2.2.

Определим коэффициент важности каждого показателя

Воспользуемся средством экспертных оценок. Эксперты независимо один от другого сравнивают между собой показатели, оценивая, что важнее. В оценке принимают участие не менее 5 экспертов.

При этом если показатель “>” то ставим коэффициент 1.5

Если показатель “<” то ставим коэффициент 0.5

Если показатель “=” то ставим коэффициент 1.

На основании таблицы построим матрицу, куда перенесем числовые значения оценок.

Экспертная оценка. Таблица 2.2.3

Определение важности каждого показателя определим в два шага:

1-й шаг: определим bi - сумму числовых значений оценок (сумма по строке);

Kbi=bi/åbi; (2.2.10)

2-й шаг: определим bi1:

bi1=ai1*b1+ai2*b2+….+ain*bn (2.2.11)

Результат занесем в таблицу 2.1.4

Значение показателей. Таблица 2.1.4.

Перша итерация:

φi=bi/åbi (2.2.12)

bi=åaij (2.2.13)

где: bi – весомость і-го параметра

Вторая итерация:

φi=bi/åbi (2.2.14)

bi=ai1b1+ai2b2+...+ ainbn (2.2.15)

где: bi – весомость і-го параметра

Уровень качества изделия

КТ.Р.=0.12*1.25 +0.3*1.05+ 0.19 *1.25+ 0.24 *1.0+0. 15*1.0=1.1

Таким образом, уровень качества разрабатываемого устройства равен 1,1.

Похожие работы

Интеллектуальные UPS (Источники бесперебойного питания)

Скачать

23546

4

21

... уменьшению ресурса этих частей ИБП, усложнению схемы и бесполезному расходу энергии (ведь стопроцентного КПД не бывает). -Не беда - скажем мы, и придумаем другую схему источника бесперебойного питания. ИБП с переключением (англ. – standby UPS или off-line UPS) Попытаемся использовать приятные моменты, когда напряжение в электрической сети "нормальное" (не разбираясь сейчас, что это значит). В это ...

Назначение источников бесперебойного питания

Скачать

37849

4

0

... при проведении ремонтов и регулировок без от­ключения питания электроприемников; ·           перевод нагрузки с инвертора на байпас при возникновении перегрузок и ко­ротких замыканий на выходе источника бесперебойного питания; ·           перевод нагрузки с инвертора на байпас при удовлетворительном КЭ в питаю­щей сети с целью снижения потерь электроэнергии в ИБП (econom mode - экономичный ...

Источник бесперебойного питания мощностью 600 Вт

Скачать

131229

42

32

... і вказівки до дипломного проектування для студентів спеціальності “Радіотехніка” /Укл. В.О.Дмитрук, В.В.Лисак, С.М.Савченко, В.І.Правда. – К.: КПІ, 1993. – 20 с. 8.   Костиков В.Г., Парфенов Е.М., Шахнов В.А. Источники электропитания электронных средств. Схемотехника и конструирование: Учебник для вузов. – 2-е изд. – М.: Горячая линия – Телеком, 2001. – 344 с.: ил. 9.   Перельман Б.Л. ...

Источник бесперебойного питания с двойным преобразованием

Скачать

38797

4

12

... исключительное качество и надежность питания цепей нагрузки, превосходит аналоги по параметрам, надежности и окупаемости капиталовложений. Liebert NX источник бесперебойный питание энергия Характеристики модели: Система Liebert NX – ИБП нового поколения с двойным преобразованием и цифровым управлением, работающая в режиме "True On–Line". Имеет нулевое время переключения в режим работы от ...