Обґрунтування вибору елементної бази і матеріалів конструкції

5. Обґрунтування вибору елементної бази і матеріалів конструкції.

5.1 Обґрунтування вибору елементної бази.

Вибір елементної бази проводиться на основі схеми електричної принципової з урахуванням викладених у ТЗ умов і вимог. Експлуатаційна надійність елементної бази в основному визначається правильним вибором типу елементів при проектуванні і при використанні в режимах яки не перевищують гранично допустимі.

Для правильного вибору типу елементів необхідно на основі вимог по установці в часті кліматичних, механічних і ін. впливів проаналізувати умови роботи кожного елементу і визначити:

експлуатаційні фактори (інтервал робочих температур, відносну вологість оточуючого середовища, атмосферний тиск, механічні навантаження і ін.);

значення параметрів і їх дозволені зміни в процесі експлуатації (номінальне значення, допуск, опір ізоляції, шуми, вид функціональної характеристики і ін.);

дозволені режими і робочі електричні навантаження(потужність, напруга, частота, параметри імпульсного режиму і ін.);

показники надійності, довговічності і терміну зберігання.

Критерієм вибору в пристрої ЕРЕ є відповідність технологічних і експлуатаційних характеристик ЕРЕ заданих умовами роботи і експлуатації.

Основними параметрами при виборі ЕРЕ є:

технічні параметри:

номінальне значення параметрів ЕРЕ згідно принципової електричної схеми приладу;

допустимі відхилення величини ЕРЕ від їх номінального значення;

допустима робоча напруга ЕРЕ;

допустима потужність розсіювання ЕРЕ;

діапазон робочих частот ЕРЕ;

коефіцієнт електричного навантаження ЕРЕ.

експлуатаційні параметри:

діапазон робочих температур;

відносна вологість повітря;

атмосферний тиск;

вібраційні навантаження;

інші показники.

Додатковими критеріями при виборі ЕРЕ є:

уніфікація ЕРЕ;

маса і габарити ЕРЕ;

найменша вартість.

Вибір елементної бази по вищеназваним критеріям дозволяє забезпечити надійну роботу виробу. Застосування принципів стандартизації і уніфікації при виборі ЕРЕ при конструювання виробу дозволяє отримати наступні переваги:

значно зменшити строки і вартість проектування;

скоротити на підприємстві – виробнику номенклатуру застосованих деталей і зборочних одиниць;

збільшити масштаби виробництва;

виключити розробку спеціальної оснастки і спеціального обладнання для кожного нового варіанту РЕЗ, тобто спростити підготовку виробництва;

створити спеціалізоване виробництво стандартних і уніфікованих зборочних одиниць для централізованого забезпечення підприємства;

покращити експлуатаційну і виробничу технологічність;

знизити собівартість випускає мого виробу.

Враховуючи сказане, зробимо вибір елементної бази для розроблювального просторою.

В пристрою застосовані:

- мікросхеми TL494, LM393N, L7805, TL431;

- резистори;

- терморезистор NTC;

- конденсатори;

- транзистори 2SC4242, 2SA1015, 2SC945, A733, C3457;

- діоди 1N414B, FR155;

- стабілітрон 9V;

- діодні зборки CTX128, D89-004, F10P048;

- трансформатори;

- дроселі;

- плавкий запобіжник 5A.

Проведемо порівняльний аналіз, вищевказаних елементів з їх аналогами, діапазон експлуатаційні характеристики яких відповідає вимогам ТЗ. За мету ставимо вибір ЕРЕ найбільш дешевих, розповсюджених і яки постачаються багатьма організаціями – поставниками електронних компонентів в Україні, при умові дотримання принципу найменших габаритів і установчих розмірів.

5.1.1 Вибір мікросхем.

5.1.1.1 Вибір керуючої мікросхеми.

В схемі в якості керуючої мікросхеми застосована мікросхема TL494, яку випускає фірма TEXAS INSTRUMENT (США). Її повним аналогом як по електричним параметрам так и по експлуатаційним є мікросхеми:

IR3M02 SHARP (Японія);

uA494 FAIRCHILD (США);

KA7500 SAMSUNG (Корея);

MB3759 FUJITSU (Японія).

Серед представлених мікросхем найменшу вартість, широку розповсюдженість і не дефіцитністю має KA7500 SAMSUNG (Корея). Тому в якості керуючої мікросхеми вибираємо KA7500. При ремонті або заміні можливе використання будь якої мікросхеми з вище перерахованих.

5.1.1.2 Вибір мікросхеми - компаратору напруг.

В схемі компаратором напруг є мікросхема LM393. Її повним аналогом як по електричним параметрам так и по експлуатаційним є мікросхеми: HA17393, BA10393, C393C, К1401СА1.

Серед вказаних мікросхем, LM393 виробництва фірми PHILIPS найбільш широко представлена на ринку України і має саму низьку вартість.

5.1.1.3 Вибір мікросхем стабілізаторів напруг.

В схемі в якості стабілізатора напруги на +5В застосована мікросхема L7805, її повним аналогом є КР142ЕН5А вітчизняного виробництва. Мікросхеми мають приблизно однакову вартість. Струм стабілізації в КР142ЕН5А більший ніж в L7805. По маса габаритному показнику L7805 менша ніж КР142ЕН5А. Враховуючи електричні параметри і габаритні вибираємо L7805.

5.1.1.4 Вибір мікросхем підсилювача помилки.

В схемі для підсилення помилки застосована мікросхема TL431C. Її повним аналогом є мікросхеми AN1431T, TA76431S. Серед аналогів TL431C має найнижчу вартість, тому вибираємо TL431C.

5.1.2 Вибір резисторів.

При виборі резисторів керуємось такими їх характеристиками як електричний опір і вартість.

Для здійснення вибору типу постійних резисторів скористуємося порівняльною таблицею, в який винесені декілька основних параметрів.

 Виходячи з вище вказаних вимог вибираємо метало плівкові резистори типу С2-22 вони мають параметри яки нам найбільш підходять за показниками.

5.1.3 Вибір конденсаторів.

При виборі електролітичних конденсаторів головним чином керуємося такими характеристиками як габарити і собівартість.

Враховуючи те що електролітичні конденсатори в електричній схемі є одніми з найвідповідальнішими елементами, при конструюванні будуть засновані конденсатори фірми PHILIPS – лідера в виробництві високо надійних конденсаторів, яки мають самі менші габарити і низьку вартість.

Не полярні конденсатори в схемі не є критичними елементами і до них не пред’являються особливі вимоги. Тому при виборі не полярних конденсаторів керуємось критерієм низької вартості, установочного місця і габаритами.

5. 1.4 Вибір транзисторів.

5.1.4.1 Вибір силових транзисторів.

Серед представлених транзисторів вибираємо транзистор за мінімальною потужністю розсіювання і максимальним струмом колектора. За вартісною характеристикою, транзистори мають однакову ціну, тому оптимальним є вибір 2SC3042.