3. Розробка конструкції приладу

Для розробки моделі можливої конструкції джерела живлення потрібно об’єктивно проаналізувати всі початкові дані, виділити серед них найбільш важливі, які мають найбільший впдив на надійність і стабільність роботи блоку живлення.

Найголовнішим завданням на етапі конструювання (для забезпечення конкурентоспроможності виробу) – досягнення низької собівартості конструкції, що розробляється, при одночасному збереженні всіх показників.

Розглянемо декілька варіантів конструкції.

Варіант №1.

Корпус складається з двох П образних частин, на ніжній розміщені всі вузли блоку живлення і верхня виконує роль кришки. Передня панель – орган управління, комутації і індикації.

До позитивних якостей такої конструкції можна віднести:

• простота виконання;

• забезпечення високого рівня теплового режиму за рахунок радіатора;

• забезпечення високого рівня теплового режиму за рахунок радіатора;

• менший коефіцієнт заповнення корпусу;

• хороший рівень електромагнітного захисту;

• велика надійність.

До негативних якостей такої конструкції можна віднести:

• велика вартість;

• менша технологічність.

Варіант №2.

Як несучий елемент цієї конструкції використовується основа, виконано методом гнуття, до якої кріпляться передня, задня, бічні кришки. Передня панель органи управління, комутації і індикації.

До позитивних якостей такої конструкції можна віднести:

• технологічність;

• хороший рівень електромагнітного захисту;

• велика надійність.

До негативних якостей такої конструкції можна віднести:

• велика вартість;

• великий коефіцієнт заповнення корпусу;

• гірше забезпечення теплового режиму.

Висновок: враховуючи всі переваги і недоліки представлених конструкцій, найбільш оптимальною і надійною є конструкція №1, тому вибираємо саме цей варіант.

4. Обґрунтування вибору елементної бази і матеріалів

конструкції

4.1 Обґрунтування вибору елементної бази

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

Для правильного виробу типу елементів необхідно на основі вимог по кліматичних, механічних і інших впливах проаналізувати умови роботи кожного елементу і визначити:

• експлуатаційні чинники (інтервал робочих температур, відносну вологість навколишнього 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 і імпульсного режиму і ін.);

• показники надійності, довговічності і терміну збереження.

Критерієм вибору електрорадіоелементів (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 вищеназваних критеріях дозволяє забезпечити надійну роботу виробу.

Враховуючи сказане, зробимо вибір елементної бази для ДЖ, що розробляється.

У пристрої застосовані:

• мікросхема;

• резистори;

• конденсатори;

• транзистори;

• діоди;

• стабілізатори;

• діодні мости;

• трансформатор;

• світло діоди;

• індикатори.

Проведемо порівняльний аналіз, вищезгаданих елементів з їх аналогами, діапазон експлуатаційних характеристик яких відповідає вимогам ТЗ.

За мету ставимо вибір ЕРЕ найбільш дешевих, поширених, які поставляються багатьма організаціями – постачальниками електронних компонентів, за умови дотримання принципу найменших габаритів.

Вибір резисторів

При виборі резисторів керуємося такими характеристиками як електричний опір і вартість. Для вибору типу постійних резисторів скористаємося порівняльною таблицею, в який винесено декілька основних параметрів.

Характеристика	Вуглецеві	Металоплівкові	Металооксидні
Rном	10 Ом...1 МОм	1Ом...10 МОм	1Ом...5,1МОм
Діапазон Рн, Вт	0,125...2,0	0,125...2,0	0,25...2,0
ΔR/R, %	5; 10; 20;	5; 10;	5; 10; 20;
Максимальна робоча напруга , В	100..3000	200...700	7...1000
Залежність опору від напруги	Низька	Середня	Середня
Залежність опору від частоти	Низька	Низька	Середня
Рівень власних шумів, мкВ/В	Низька	Не більше 1	Не більше 5

Характеристика	Вуглецеві	Металоплівкові	Металооксидні
ТКС(αR·104) 1/°С	0,012...0,025	Не більше 0,02	Не більше 0,02
Стабільність	Висока	Висока	Висока
Надійність	Середня	Висока	Висока
Інтервал робочих температур, °С	-60...+125	-60...+200	-60...+155
Діапазон частот вібрації, Гц	10...600	10...600	10...600

Виходячи з вище вказаних вимог вибираємо метало плівкові резистори типу С2-23. Вони мають параметри, які нам найбільш підходять.

Вибір конденсаторів

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

Враховуючи те, що електролітичні конденсатори в електричній схемі є одним з найвідповідальніших елементів, при конструюванні будуть вибрані конденсатори К50-68, які мають низьку вартість та велику надійність (працюють при t = 85°С).

Неполярні конденсатори в схемі не є критичними елементами і до них не пред’являються особливі вимоги. Тому при виборі неполярних конденсаторів керуємося критерієм низької вартості і габаритами.