Файл: Проектирование и изготовление блока питания для радиоэлектронной аппаратуры согласно выданному заданию.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.12.2023
Просмотров: 3053
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ЗАП не превышает
0,8. В приведенной формуле площадь S получается в мм2, ее нужно перевести в см2 и сравнить с площадью окна в таблице 6.1 SОКНА = 20 см2
S = (d12*ω1 + d22*ω2)/KЗАП =
=(0,4852*1310 + 1,612*187)*10-2/0,8 =9,91см2 < 20 см2
Если S < SОКНА , то обмотка вместится в окно выбранного сердечника.
Если обмотки поместились в окно сердечника, то можно рассчитать активное сопротивление этих обмоток:
R1ОБМ = ρ*L1/s1пров = ρ*4L1/πd21пров;
ρ – удельное электрическое сопротивление меди
L1 – длина провода первичной обмотки;
L1 = LСРЕД*ω1
LСРЕД - средняя длина одного витка в той же таблице 6.1 для выбранного сердечника в см. После расчета L1 нужно перевести в метры.
s1пров – активная площадь сечения провода первичной обмотки
d1пров – диаметр провода без изоляции в мм.
LСРЕД =26 - средняя длина одного витка в той же таблице 4.9 для выбранного сердечника в см.
Для меди ρ = 0,0175 Ом*м/мм2
R1ОБМ=ρ*4*LСРЕД*ω1/πd21пров =
= 0,0175 Ом*м/мм2*4*0,26*1310/(3,14*0,4252)=42,04 Ом
Аналогично рассчитываем сопротивление вторичной обмотки:
R2ОБМ=ρ*4*LСРЕД*ω2/πd22пров =
= 0,0175 Ом*м/мм2*4*0,26*187/(3,14*1,5)=1,7 Ом
После окончания расчета трансформатора все основные его параметры сводим в одну таблицу.
8. Проектирование печатной платы
На основании схемы электрической принципиальной была разработана печатная плат блок питания. На печатной плате расположены все элементы кроме силового трансформатора.
Многообразие сфер применения электроники обусловило совместное существование различных типов печатных плат:
4) Гибкая печатная плата (ГПП). Имеет гибкое основание;
5) Гибкий печатный кабель (ГПК). Состоит из тонких полосок проводящего материала (обычно меди), расположенных параллельно и заклеенных между двумя пленками изоляционного материала. Число проводников может быть от 2 до 50.
6) Рельефная печатная плата (РПП) - представляет собой диэлектрическое основание, в которое углублены медные проводники, выполненные в виде металлизированных канавок, и сквозные металлизированные отверстия, имеющие форму двух сходящихся конусов. Такие канавки и отверстия заполняются припоем.
Современные методы изготовления ПП принято разделять на две группы: аддитивные и субтрактивные и полуаддитивные.
Аддитивные методы основаны на избирательном осаждении токопроводящего покрытия на диэлектрическое основание. По сравнению с субтрактивными они обладают следующими преимуществами: – однородностью структуры, так как проводники и металлизация отверстий получаются в едином химико-гальваническом процессе; – устраняют подтравливание элементов печатного монтажа; – улучшают равномерность толщины металлизированного слоя в отверстиях; – повышают плотность печатного монтажа (ширина проводников составляет 0,13…0,15 мм); – упрощают технологический процесс, исключая ряд операций (нанесение защитного покрытия, травление) и делают его более экологически чистым; – экономят медь, химикаты для травления и затраты на нейтрализацию сточных вод; – уменьшают длительность производственного цикла.
В субтрактивных методах в качестве основания для печатного монтажа используют фольгированные диэлектрики, и проводящий рисунок формируется путем удаления фольги с непроводящих (пробельных) участков. Разрешающая способность (0,2-0,3 мм) определяется подтравливанием проводников при удалении пробельных мест и увеличивается с уменьшением толщины медной фольги.
Полуаддитивный процесс предусматривает предварительное нанесение тонкого (вспомогательного) проводящего покрытия, впоследствии удаляемого с пробельных мест.
При выборе типа печатной платы необходимо учесть количество компонентов, расположенных на ПП, а также их габаритные размеры. В данном курсовом проекте реализуется ПП, на которой расположено 13 элементов, среди которых нет микросхем. В этом случае, для оптимального размера платы и проводников оптимальным вариантом будет односторонняя ПП.
Разработка и выбор габаритных размеров ПП в зависимости от заданной формы и габаритов на начальной стадии проектирования осуществляется ориентировочно. Исходными данными для расчета являются перечень элементов и установочные размеры изделий электронной техники.
Для данного проекта ширину и высоту габаритных размеров ПП принимаем равными 60 Х 35 мм.
9 Протокол испытания блока питания
10. Заключение о соответствии блока питания заданию
Схема с линейным стабилизатором и наличием низкочастотного трансформатора, в сравнении с другими схемами реализуется наиболее просто.
Схема с импульсным стабилизатором может обеспечить достаточно широкий диапазон регулирования выходного напряжения. Обеспечивает КПД порядка 90…100%, может отсутствовать трансформатор. Однако импульсный стабилизатор напряжения содержит достаточно сложную систему управления, с обратной связью, которая должна реализовывать алгоритм ШИМ. Эта схема является достаточно сложной для реализации.
Схема с управляемым выпрямителем также, как и схема с импульсным стабилизатором, может обеспечивать достаточно широкий диапазон регулирования. Однако эта схема также содержит достаточно сложную систему управления с обратной связью. В связи с тем, что регулирование происходит на низкой частоте (импульсно-фазовое управление), то возникают дополнительные сложности при выборе выходных фильтров.
В результате выполнения работы полученный блок питания полностью соответствует заданию.
1. Гейтенко, Е.Н. Источники вторичного электропитания: Схемотехника и расчет: учебное пособие для вузов / Е. Н. Гейтенко. - Москва: СОЛОН-ПРЕСС, 2008. - 445с.: ил. - (Библиотека инженера). - ISBN 978-5-91359-025-1 : 504р.
2. Битюков, В. К. Источники вторичного электропитания [электронный ресурс] : Учебник / В. К. Битюков, Д. С. Симачков. - М.; Вологда: Инфра-Инженерия, 2017. - 327с.:ил.,схем.,табл. - (URL:http://biblioklub.ru/index.php?page=book&id=466688). - ISBN 978-5-9729-0171-5..
Приложение.
0,8. В приведенной формуле площадь S получается в мм2, ее нужно перевести в см2 и сравнить с площадью окна в таблице 6.1 SОКНА = 20 см2
S = (d12*ω1 + d22*ω2)/KЗАП =
=(0,4852*1310 + 1,612*187)*10-2/0,8 =9,91см2 < 20 см2
Если S < SОКНА , то обмотка вместится в окно выбранного сердечника.
Если обмотки поместились в окно сердечника, то можно рассчитать активное сопротивление этих обмоток:
R1ОБМ = ρ*L1/s1пров = ρ*4L1/πd21пров;
ρ – удельное электрическое сопротивление меди
L1 – длина провода первичной обмотки;
L1 = LСРЕД*ω1
LСРЕД - средняя длина одного витка в той же таблице 6.1 для выбранного сердечника в см. После расчета L1 нужно перевести в метры.
s1пров – активная площадь сечения провода первичной обмотки
d1пров – диаметр провода без изоляции в мм.
LСРЕД =26 - средняя длина одного витка в той же таблице 4.9 для выбранного сердечника в см.
Для меди ρ = 0,0175 Ом*м/мм2
R1ОБМ=ρ*4*LСРЕД*ω1/πd21пров =
= 0,0175 Ом*м/мм2*4*0,26*1310/(3,14*0,4252)=42,04 Ом
Аналогично рассчитываем сопротивление вторичной обмотки:
R2ОБМ=ρ*4*LСРЕД*ω2/πd22пров =
= 0,0175 Ом*м/мм2*4*0,26*187/(3,14*1,5)=1,7 Ом
После окончания расчета трансформатора все основные его параметры сводим в одну таблицу.
| Р | U1HOM | I1 | U2 | I2 | ω1 | ω2 | d1/d1ИЗ | d2/d2ИЗ | R1ОБМ | R2ОБМ |
| Вт | В | А | В | А | | | мм | мм | Ом | Ом |
| 115,4 | 230 | 0,338 | 29,6 | 3,92 | 1310 | 187 | 0,425/0,485 | 1,5/1,61 | 42,04 | 1,7 |
8. Проектирование печатной платы
На основании схемы электрической принципиальной была разработана печатная плат блок питания. На печатной плате расположены все элементы кроме силового трансформатора.
Многообразие сфер применения электроники обусловило совместное существование различных типов печатных плат:
-
Односторонняя печатная плата (ОПП) - элементы располагаются с одной стороны платы; -
Двухстороння печатная плата (ДПП)- рисунок располагается с двух сторон, элементы с одной стороны; -
Многослойная печатная плата (МПП) - плата состоит из чередующихся изоляционных слоев с проводящим рисунком
4) Гибкая печатная плата (ГПП). Имеет гибкое основание;
5) Гибкий печатный кабель (ГПК). Состоит из тонких полосок проводящего материала (обычно меди), расположенных параллельно и заклеенных между двумя пленками изоляционного материала. Число проводников может быть от 2 до 50.
6) Рельефная печатная плата (РПП) - представляет собой диэлектрическое основание, в которое углублены медные проводники, выполненные в виде металлизированных канавок, и сквозные металлизированные отверстия, имеющие форму двух сходящихся конусов. Такие канавки и отверстия заполняются припоем.
Современные методы изготовления ПП принято разделять на две группы: аддитивные и субтрактивные и полуаддитивные.
Аддитивные методы основаны на избирательном осаждении токопроводящего покрытия на диэлектрическое основание. По сравнению с субтрактивными они обладают следующими преимуществами: – однородностью структуры, так как проводники и металлизация отверстий получаются в едином химико-гальваническом процессе; – устраняют подтравливание элементов печатного монтажа; – улучшают равномерность толщины металлизированного слоя в отверстиях; – повышают плотность печатного монтажа (ширина проводников составляет 0,13…0,15 мм); – упрощают технологический процесс, исключая ряд операций (нанесение защитного покрытия, травление) и делают его более экологически чистым; – экономят медь, химикаты для травления и затраты на нейтрализацию сточных вод; – уменьшают длительность производственного цикла.
В субтрактивных методах в качестве основания для печатного монтажа используют фольгированные диэлектрики, и проводящий рисунок формируется путем удаления фольги с непроводящих (пробельных) участков. Разрешающая способность (0,2-0,3 мм) определяется подтравливанием проводников при удалении пробельных мест и увеличивается с уменьшением толщины медной фольги.
Полуаддитивный процесс предусматривает предварительное нанесение тонкого (вспомогательного) проводящего покрытия, впоследствии удаляемого с пробельных мест.
При выборе типа печатной платы необходимо учесть количество компонентов, расположенных на ПП, а также их габаритные размеры. В данном курсовом проекте реализуется ПП, на которой расположено 13 элементов, среди которых нет микросхем. В этом случае, для оптимального размера платы и проводников оптимальным вариантом будет односторонняя ПП.
Разработка и выбор габаритных размеров ПП в зависимости от заданной формы и габаритов на начальной стадии проектирования осуществляется ориентировочно. Исходными данными для расчета являются перечень элементов и установочные размеры изделий электронной техники.
Для данного проекта ширину и высоту габаритных размеров ПП принимаем равными 60 Х 35 мм.
9 Протокол испытания блока питания
| № и наименование проверки | Допуск | Результат проверки | Годен |
| ПОА: Проверка включения | Устойчивое включение | | Да |
| П9А: Проверка пульсаций | Пульсации 0,05 | Пульс = 0,049 | Да |
| П6А: Проверка Uвых | 15,5 | Uвых = 16.15 | Да |
| П10 Uвых при изменении Uпит | d(Uвых)<0,23B | d(Uвых) = 0,13 В | Да |
| | | | |
| П11А: Uвых при изменении 1нагр | d(Uвых) <0.5B | d(Uвых) = 0.15 В | Да |
| П12А: Uвых при скачке Uпит. | d(Uвых)<0,46B | d(Uвых) - 0,07 В | Да |
| П13А: Uвых при скачке Iнагр. | d(Uвых) <0.46B | d(Uвых) = 0,15B | Да |
10. Заключение о соответствии блока питания заданию
Схема с линейным стабилизатором и наличием низкочастотного трансформатора, в сравнении с другими схемами реализуется наиболее просто.
Схема с импульсным стабилизатором может обеспечить достаточно широкий диапазон регулирования выходного напряжения. Обеспечивает КПД порядка 90…100%, может отсутствовать трансформатор. Однако импульсный стабилизатор напряжения содержит достаточно сложную систему управления, с обратной связью, которая должна реализовывать алгоритм ШИМ. Эта схема является достаточно сложной для реализации.
Схема с управляемым выпрямителем также, как и схема с импульсным стабилизатором, может обеспечивать достаточно широкий диапазон регулирования. Однако эта схема также содержит достаточно сложную систему управления с обратной связью. В связи с тем, что регулирование происходит на низкой частоте (импульсно-фазовое управление), то возникают дополнительные сложности при выборе выходных фильтров.
В результате выполнения работы полученный блок питания полностью соответствует заданию.
11. Литература
1. Гейтенко, Е.Н. Источники вторичного электропитания: Схемотехника и расчет: учебное пособие для вузов / Е. Н. Гейтенко. - Москва: СОЛОН-ПРЕСС, 2008. - 445с.: ил. - (Библиотека инженера). - ISBN 978-5-91359-025-1 : 504р.
2. Битюков, В. К. Источники вторичного электропитания [электронный ресурс] : Учебник / В. К. Битюков, Д. С. Симачков. - М.; Вологда: Инфра-Инженерия, 2017. - 327с.:ил.,схем.,табл. - (URL:http://biblioklub.ru/index.php?page=book&id=466688). - ISBN 978-5-9729-0171-5..
Приложение.