2 Построение структурной схемы ибп
2.1 Структурная схема определяет основные функциональные части изделия, их назначение и взаимосвязь. Она дает наиболее общее представление об изделии.
Структурную схему составляют на первых этапах проектирования изделия, когда определяются функциональные части, необходимые для решения задач, поставленных в техническом задании, широко используются для общего ознакомления с принципом работы изделия при эксплуатации.
В данном случае на основе анализа схемы электрической принципиальной составлена структурная схема для ИБП Back-UPS BK400I (КУРТ.210308.002 Э1).
ИБП Back-UPS 400I относится к классу Off-line ИБП. Упрощенная структурная схема ИБП класса Off-line приведена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Упрощенная структурная схема ИБП класса Off-line
Рисунок 2 –Структурная схема ИБП Back-UPS BK400I
Класс Off-line отличается тем, что при работе в нормальном режиме нагрузка питается отфильтрованным напряжением электросети. Для подавления электромагнитных и радиочастотных помех во входных цепях используются фильтры EMI/RFI Noise на металло-оксидных варисторах.
Если входное напряжение становится ниже или выше установленной величины или вообще исчезает, то включается инвертор, который в нормальном режиме находится в отключенном состоянии. Преобразуя постоянное напряжение батарей в переменное, инвертор осуществляет питание нагрузки от батарей. Форма его выходного напряжения - прямоугольные импульсы положительной и отрицательной полярности с амплитудой 300 В и частотой 50 Гц.
Недостатком ИБП класса Off-line является то, что они неэкономично работают в электросетях с частыми и значительными отклонениями напряжения от номинальной величины, поскольку частый переход на работу от батарей уменьшает срок службы последних.
3 Оценка надежности структурных частей и изделия
3.1 Надежность – свойство изделия выполнять заданные функции в определенных условиях эксплуатации при сохранении значений основных параметров в заранее установленных пределах. Надежность аппаратуры определяется надежностью и количеством используемых в ней элементов.
3.2 Исходя из режимов работы элементов в изделии, определяем λ для применяемых типов ЭРИ в устройстве.
3.3 Произведем расчет надежности для ИБП.
При расчете КПН имеют место следующие допущения:
- отказы электрорадиоизделий (ЭРИ) независимы и обнаруживаются мгновенно;
- отказы ЭРИ приводят к отказам ИБП;
- последствия отказов устраняются путем замены отказавших ЭРИ;
- простой ИБП из-за отказов ЭРИ не учитывается;
- закон распределения времени безотказной работы - экспоненциальный.
Расчетные формулы с учетом принятых допущений:
|
(1) |
,
где Т0 – наработка на отказ, ч;
Λ – интенсивность отказов, 1/ч.
|
(2) |
,где N – количество типономиналов в блоке;
i – интенсивность отказов ЭРИ i-го типа в рабочем режиме с учетом поправочных коэффициентов, 1/ч;
ni – количество ЭРИ i-го типа.
|
(3) |
,где λ0i – интенсивность отказов ЭРИ в номинальном режиме, 1/ч,
Кк – коэффициенты, учитывающие степень интеграции микросхем, функциональное назначение, режим работы и условия эксплуатации ЭРИ, уровень качества изготовления и рост надежности ЭРИ, качество производства РЭА;
m – число учитываемых факторов.
Расчет КПН устройства проведен для коэффициентов нагрузки ЭРИ Кн = 0,5.
Интенсивности отказов ЭРИ определяются по методикам, приведенным в справочнике "Надежность электрорадиоизделий".
Интенсивность отказов микросхем определяется по формуле:
Э = 0СГ · КСТ · ККОРП · КЭ · КПР · КV, |
(4) |
где 0СГ – интенсивность отказов группы интегральных микросхем;
КСТ – коэффициент, зависящий от степени интеграции и температуры кристалла (корпуса);
ККОРП – коэффициент, зависящий от типа корпуса;
КЭ – коэффициент эксплуатации, зависящий от жесткости условий эксплуатации;
КПР – коэффициент, зависящий от степени жесткости требования к контролю качества и правил приемки изделий;
КV – коэффициент, зависящий от максимальных значений напряжения питания;
Интенсивность отказов транзисторов определяется по формуле:
Э = 0 · КР · КФ · КS1 · КЭ · КПР, |
(5) |
где 0 – интенсивность отказов транзисторов;
КР – коэффициент режима, зависящий от электрической нагрузки и температуры окружающей среды;
КФ – коэффициент, зависящий от функционального назначения прибора;
КS1 – коэффициент, зависящий от величины отношения рабочего напряжения к максимально допустимому по ТУ;
КПР – коэффициент, зависящий от степени жесткости требования к контролю качества и правил приемки изделий;
КЭ – коэффициент эксплуатации, зависящий от жесткости условий эксплуатации.
Интенсивность отказов полевых транзисторов определяется по формуле:
Э = 0 · КР · КФ · КЭ · КПР, |
(6) |
где 0 – интенсивность отказов транзисторов;
КР – коэффициент режима, зависящий от электрической нагрузки и температуры окружающей среды;
КФ – коэффициент, зависящий от функционального назначения прибора;
КПР – коэффициент, зависящий от степени жесткости требования к контролю качества и правил приемки изделий;
КЭ – коэффициент эксплуатации, зависящий от жесткости условий эксплуатации.
Интенсивность отказов диодных матриц определяется по формуле:
Э = 0 · КР · КФ · КS1 · КЭ · КПР, |
(7) |
где 0 – интенсивность отказов диодных матриц;
КР – коэффициент режима, зависящий от электрической нагрузки и температуры окружающей среды;
КФ – коэффициент, зависящий от функционального назначения прибора;
КS1 – коэффициент, зависящий от величины отношения рабочего напряжения к максимально допустимому по ТУ;
КПР – коэффициент, зависящий от степени жесткости требования к контролю качества и правил приемки изделий;
КЭ – коэффициент эксплуатации, зависящий от жесткости условий эксплуатации.
Интенсивность отказов стабилитронов определяется по формуле:
Э = 0 · КР · КЭ · КПР, |
(8) |
где 0 – интенсивность отказов стабилитронов;
КР – коэффициент режима, зависящий от электрической нагрузки и температуры окружающей среды;
КПР – коэффициент, зависящий от степени жесткости требования к контролю качества и правил приемки изделий;
КЭ – коэффициент эксплуатации, зависящий от жесткости условий эксплуатации.
Интенсивность отказов конденсаторов определяется по формуле:
Э = 0 · КР · КПР · КЭ · КС, |
(9) |
где 0 – интенсивность отказов типа конденсатора;
КР – коэффициент режима, зависящий от электрической нагрузки и температуры окружающей среды;
КПР – коэффициент, зависящий от степени жесткости требования к контролю качества и правил приемки изделий;
КЭ – коэффициент эксплуатации, зависящий от жесткости условий эксплуатации;
КС – коэффициент, зависящий от величины номинальной емкости.
Интенсивность отказов резисторов определяется по формуле:
Э = 0СГ · КР · КПР · КЭ · КR · КМ · КСТАБ, |
(10) |
где 0СГ – интенсивность отказов группы резисторов;
КР – коэффициент режима, зависящий от электрической нагрузки и температуры окружающей среды;
КПР – коэффициент, зависящий от степени жесткости требования к контролю качества и правил приемки изделий;
КЭ – коэффициент эксплуатации, зависящий от жесткости условий эксплуатации;
КR – коэффициент, зависящий от величины номинального сопротивления;
КМ – коэффициент, зависящий от величины номинальной мощности;
КСТАБ – коэффициент, зависящий от стабильности резисторов.
Интенсивность отказов дросселей определяется по формуле:
Э = 0 · КР · КЭ · КПР, |
(11) |
где 0 – интенсивность отказов дросселей;
КР – коэффициент режима, зависящий от электрической нагрузки и температуры окружающей среды;
КПР – коэффициент, зависящий от степени жесткости требования к контролю качества и правил приемки изделий;
КЭ – коэффициент эксплуатации, зависящий от жесткости условий эксплуатации.
Интенсивность отказов реле определяется по формуле:
Э = 0 · КР · ККК · Кf · КЭ · КПР, |
(12) |
где 0 – интенсивность отказов реле;
КР – коэффициент режима, зависящий от электрической нагрузки и температуры окружающей среды;
ККК – коэффициент, зависящий от количества и видов задействованных контактов;
Кf – коэффициент, зависящий от частоты коммутаций в блоке;
КПР – коэффициент, зависящий от степени жесткости требования к контролю качества и правил приемки изделий;
КЭ – коэффициент эксплуатации, зависящий от жесткости условий эксплуатации.
Интенсивность отказов соединителей определяется по формуле:
Э = 0СГ · КР · ККК · ККС · КЭ · КПР, |
(13) |
где 0СГ – интенсивность отказов группы соединителей;
КР – коэффициент режима, зависящий от электрической нагрузки и температуры окружающей среды;
ККК – коэффициент, зависящий от количества задействованных контактов;
ККС – коэффициент, зависящий от количества сочленений-расчленений;
КПР – коэффициент, зависящий от степени жесткости требования к контролю качества и правил приемки изделий;
КЭ – коэффициент эксплуатации, зависящий от жесткости условий эксплуатации.
Интенсивность отказов соединений определяется по формуле:
Э =
КЭ ·
|
(14) |
·
0i,где 0i – интенсивность отказов соединений;
Ni – количество соединений одного вида;
n – количество видов соединений в блоке;
КЭ – коэффициент эксплуатации, зависящий от жесткости условий эксплуатации.
Результаты расчета интенсивностей отказов ЭРИ, блока в рабочем режиме с учетом поправочных коэффициентов приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Интенсивность отказов ЭРИ ИБП в рабочем режиме
№№ пп |
Наименование ЭРИ |
Коли-чество ЭРИ в изделии ni, шт |
Интенсивность отказов ЭРИ в номинальном режиме 0i · 10 6, 1/ч |
Интенсивность отказов ЭРИ в рабочем режиме с учетом поправочных коэффициентов i · 10 6, 1/ч |
Интенсивность отказов группы ЭРИ в рабочем режиме с учетом поправочных коэффициентов nii · 10 6 ,1/ч |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Резисторы |
|
|
|
|
1 |
CR0805-JW–1R0E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 1 Ом ± 5 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,009 |
2 |
CR0805-JW–200E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 20 Ом ± 5 %) |
8 |
0,01 |
0,009 |
0,072 |
3 |
CR0805-JW–470E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 47 Ом ± 5 %) |
9 |
0,01 |
0,009 |
0,081 |
4 |
CR0805-JW–820E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 82 Ом ± 5 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,009 |
5 |
CR0805-FX–2370E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 237 Ом ± 1 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,009 |
6 |
CR0805-JW–471E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 470 Ом ± 5 %) |
2 |
0,01 |
0,009 |
0,018 |
7 |
CR0805-JW–102E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 1 кОм ± 5 %) |
2 |
0,01 |
0,009 |
0,018 |
8 |
CR0805-FX–2671E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 2,67 кОм ± 1 %) |
2 |
0,01 |
0,009 |
0,018 |
9 |
CR0805-JW–472E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 4,7 кОм ± 5 %) |
2 |
0,01 |
0,009 |
0,018 |
10 |
CR0805-FX–6811E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 6,81 кОм ± 1 %) |
2 |
0,01 |
0,009 |
0,018 |
11 |
CR0805-JW–103E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 10 кОм ± 5 %) |
4 |
0,01 |
0,009 |
0,036 |
12 |
CR0805-JW–153E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 15 кОм ± 5 %) |
2 |
0,01 |
0,009 |
0,018 |
13 |
CR0805-FW–2002E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 20 кОм ± 1 %) |
8 |
0,01 |
0,009 |
0,072 |
14 |
CR0805-FX–2492E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 24,9 кОм ± 1 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,009 |
15 |
CR0805-FX–3012E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 30,1 кОм ± 1 %) |
2 |
0,01 |
0,009 |
0,018 |
16 |
CR0805-JW–333E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 33 кОм ± 5 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,009 |
|
|
|
|
|
|
Продолжение таблицы 1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
||
17 |
CR0805-FX–3322E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 33,2 кОм ± 1 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,009 |
||
18 |
CR0805-FX–3482E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 34,8 кОм ± 1 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,009 |
||
19 |
CR0805-FX–4322E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 43,2 кОм ± 1 %) |
2 |
0,01 |
0,009 |
0,018 |
||
20 |
CR0805-JW–473E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 47 кОм ± 5 %) |
5 |
0,01 |
0,009 |
0,045 |
||
21 |
CR0805-FX–4992E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 49,9 кОм ± 1 %) |
4 |
0,01 |
0,009 |
0,036 |
||
22 |
CR0805-FX–6652E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 66,5 кОм ± 1 %) |
2 |
0,01 |
0,009 |
0,018 |
||
23 |
CR0805-JW–104E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 100 кОм ± 5 %) |
10 |
0,01 |
0,009 |
0,090 |
||
24 |
CR0805-FX–1333E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 133 кОм ± 1 %) |
3 |
0,01 |
0,009 |
0,027 |
||
25 |
CR0805-JW–154E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 150 кОм ± 5 %) |
6 |
0,01 |
0,009 |
0,054 |
||
26 |
CR0805-FX–1783E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 178 кОм ± 1 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,009 |
||
27 |
CR0805-JW–204E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 200 кОм ± 5 %) |
10 |
0,01 |
0,009 |
0,090 |
||
28 |
CR0805-FX–2613E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 261 кОм ± 1 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,009 |
||
29 |
CR0805-JW–334E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 330 кОм ± 5 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,009 |
||
30 |
CR0805-JW–474E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 470 кОм ± 5 %) |
3 |
0,01 |
0,009 |
0,027 |
||
31 |
CR0805-FX–6043E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 604 кОм ± 1 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,009 |
||
32 |
CR0805-JW–684E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 680 кОм ± 5 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,009 |
||
33 |
CR0805-JW–105E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 1 МОм ± 5 %) |
5 |
0,01 |
0,009 |
0,045 |
||
34 |
CR0805-JW–205E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 2МОм ± 5 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,009 |
||
35 |
CR0805-JW–685E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 6,8 МОм ± 5 %) |
2 |
0,01 |
0,009 |
0,018 |
||
36 |
CR0805-JW–106E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 10 МОм ± 5 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,009 |
||
37 |
Потенциометр PVZ3A503C01 ф. Murata (0,1 Вт-50 кОм±30 %) |
4 |
0,02 |
0,116 |
0,464 |
||
|
|
|
|
|
|
||
Продолжение таблицы 1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
||
|
Конденсаторы |
|
|
|
|
||
38 |
C0805C332J5GAC ф. Kemet (0805 NP0-50 V-3300 пФ±5 %-чип) |
4 |
0,03 |
0,024 |
0,096 |
||
39 |
C0805C472J5GAC ф. Kemet (0805 NP0-50 V-4700 пФ±5 %-чип) |
1 |
0,03 |
0,024 |
0,024 |
||
40 |
C0805C103K5RAC ф. Kemet (0805 X7R-50 V-0,01 мкФ±10 %-чип) |
4 |
0,03 |
0,024 |
0,096 |
||
41 |
C0805C103J5GAC ф. Kemet (0805 NP0-50 V-0,01 мкФ±5 %-чип) |
3 |
0,03 |
0,024 |
0,072 |
||
42 |
C0805C223K5RAC ф. Kemet (0805 X7R-50 V-0,022 мкФ±10 %-чип) |
1 |
0,03 |
0,024 |
0,024 |
||
43 |
C0805C104K5RAC ф. Kemet (0805 X7R-50 V-0,1 мкФ±10 %-чип) |
13 |
0,03 |
0,024 |
0,312 |
||
44 |
C0805C224K5RAC ф. Kemet (0805 X7R-50 V-0,22 мкФ±10 %-чип) |
2 |
0,03 |
0,024 |
0,048 |
||
45 |
C0805C474K5RAC ф. Kemet (0805 X7R-50 V-0,47 мкФ±10 %-чип) |
1 |
0,03 |
0,024 |
0,024 |
||
46 |
C1206C105K5RAC ф. Kemet (1206 X7R-50 В-1 мкФ±10 %-чип) |
1 |
0,03 |
0,024 |
0,024 |
||
47 |
TAJC226M016R ф. AVX (6032-16 V-22 мкФ±20 %-C) |
5 |
0,13 |
0,104 |
0,52 |
||
48 |
SKR331M1J ф. Jamicon (25 V-330 мкФ±20 %-811 мм) |
1 |
0,13 |
0,104 |
0,104 |
||
|
|
|
|
|
|
||
|
Микросхемы |
|
|
|
|
||
49 |
CD4001BCM ф. Fairchild Semiconductor |
1 |
0,21 |
0,231 |
0,231 |
||
50 |
CD4011BCM ф. Fairchild Semiconductor |
1 |
0,21 |
0,231 |
0,231 |
||
51 |
CD4066BCM ф. Fairchild Semiconductor |
1 |
0,21 |
0,231 |
0,231 |
||
52 |
LM317AT ф. National Semiconductor |
2 |
0,22 |
0,242 |
0,462 |
||
53 |
LN339AN ф. Texas Instruments |
1 |
0,21 |
0,231 |
0,231 |
||
54 |
MM74C14 ф. Fairchild Semiconductor |
2 |
0,21 |
0,231 |
0,462 |
||
55 |
SG3524 ф. LINFINITY Microelectronics |
1 |
0,21 |
0,231 |
0,231 |
||
|
|
|
|
|
|
||
Продолжение таблицы 1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
||
|
|
|
|
|
|
||
|
Транзисторы |
|
|
|
|
||
56 |
BUZ71S2 ф. Siemens |
1 |
0,29 |
0,2078 |
0,2078 |
||
57 |
IRF743 ф. International Rectifier |
1 |
0,29 |
0,2078 |
0,2078 |
||
58 |
IRFZ42 ф. International Rectifier |
8 |
0,29 |
0,2078 |
1,6624 |
||
59 |
2N2222 ф. STMicroelectronics |
9 |
0,29 |
0,2078 |
1,8702 |
||
60 |
PN2222 ф. STMicroelectronics |
3 |
0,29 |
0,2078 |
0,6234 |
||
61 |
PN2907 ф. STMicroelectronics |
7 |
0,29 |
0,2078 |
1,4546 |
||
|
|
|
|
|
|
||
62 |
Дроссель CDRH127NP-250M ф. Sumida (25 мкГн±20 %) |
2 |
0,002 |
0,0056 |
0,0112 |
||
63 |
Трансформатор LM-LP-1005 ф. Bourns |
1 |
1,0 |
0,5795 |
0,5795 |
||
64 |
Трансформатор APC 1:18 |
1 |
1,0 |
0,5795 |
0,5795 |
||
|
|
|
|
|
|
||
|
Диоды |
|
|
|
|
||
65 |
1N4001 ф. DC Components |
5 |
0,085 |
0,0295 |
0,1475 |
||
66 |
1N4005 ф. DC Components |
13 |
0,085 |
0,0295 |
0,3835 |
||
67 |
1N4148 ф. Vishay |
12 |
0,085 |
0,0295 |
0,3540 |
||
|
|
|
|
|
|
||
|
Предохранители |
|
|
|
|
||
68 |
C630 (ABE), 30 A, 250 В, 6.3530 мм ф. Conquer Electronics |
1 |
0,01 |
0,0167 |
0,0167 |
||
69 |
0603FT 1А ф. Радиотех-Трейд |
2 |
0,01 |
0,0167 |
0,0334 |
||
|
|
|
|
|
|
||
Продолжение таблицы 1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
Соединители |
|
|
|
|
||||
70 |
PLS-1 |
16 |
0,018 |
0,0300 |
0,4800 |
||||
71 |
Клемма ножевая 36063LB ф.Cirmaker (0,8 6,4 мм) |
2 |
0,018 |
0,0300 |
0,0600 |
||||
72 |
DB-9 |
1 |
0,018 |
0,0300 |
0,0300 |
||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||
73 |
Реле RY210012 ф. Tyco Electronics (1 пер., 12 В DC, 8 А 250 В AC) |
1 |
0,56 |
0,9352 |
0,9352 |
||||
|
|
|
|
|
|
||||
74 |
Кнопка SPA-118A (4 кн. 250 В 10 А) |
1 |
0,15 |
0,2505 |
0,2505 |
||||
|
|
|
|
|
|
||||
75 |
Аккумулятор RBC2, ф. APC (APC Replacement Battery Cartridge #2, |
|
|
|
|
||||
|
12 В, 7 А·ч, свинцово-кислотный) |
1 |
0,08 |
0,1336 |
0,1336 |
||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||
76 |
Соединения |
644 |
– |
0,001 |
0,6440 |
||||
|
|
|
|
Σni λi = |
15,5328 |
||||
Среднее время наработки на отказ Тср.
|
(15) |
ч
Вероятность безотказной работы Р(tp)
Р(tp) =
е-λ∑∙tp
=
|
(16) |
= 0,992
Вероятность отказа Р`(tp)
Р`(tp) = 1 – 0,992 = 0,008 |
(17) |
Расчет надежности показал, что наработка на отказ составляет 64379,9 ч, при этом вероятность безотказной работы 0,992.
Таблица 3 - Интенсивность отказов ЭРИ структурных частей ИБП (по платам) в рабочем режиме
№№ пп |
Наименование ЭРИ |
Коли-чество ЭРИ в изделии ni, шт |
Интенсивность отказов ЭРИ в номинальном режиме 0i · 10 6, 1/ч |
Интенсивность отказов ЭРИ в рабочем режиме с учетом поправочных коэффициентов i · 10 6, 1/ч |
Интенсивность отказов группы ЭРИ в рабочем режиме с учетом поправочных коэффициентов nii · 10 6 ,1/ч |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
Входные цепи |
|
|
|
|
|
Конденсатор C0805C332J5GAC ф. Kemet (0805 NP0-50 V-3300 пФ±5 %-чип) |
4 |
0,03 |
0,024 |
0,0960 |
|
Конденсатор C0805C103K5RAC ф. Kemet (0805 X7R-50 V-0,01 мкФ±10 %-чип) |
2 |
0,03 |
0,024 |
0,0480 |
|
Конденсатор C0805C223K5RAC ф. Kemet (0805 X7R-50 V-0,022 мкФ±10 %-чип) |
1 |
0,03 |
0,024 |
0,0240 |
|
Конденсатор C0805C104K5RAC ф. Kemet (0805 X7R-50 V-0,1 мкФ±10 %-чип) |
8 |
0,03 |
0,024 |
0,1920 |
|
Конденсатор C0805C224K5RAC ф. Kemet (0805 X7R-50 V-0,22 мкФ±10 %-чип) |
1 |
0,03 |
0,024 |
0,0240 |
|
Конденсатор TAJC226M016R ф. AVX (6032-16 V-22 мкФ±20 %-C) |
1 |
0,13 |
0,104 |
0,1040 |
|
Конденсатор SKR331M1J ф. Jamicon (25 V-330 мкФ±20 %-811 мм) |
1 |
0,13 |
0,104 |
0,1040 |
|
Диод 1N4005 ф. DC Components |
7 |
0,085 |
0,0295 |
0,2065 |
|
Диод 1N4148 ф. Vishay |
7 |
0,085 |
0,0295 |
0,2065 |
|
Предохранитель C630 (ABE), 30 A, 250 В, 6.3530 мм ф. Conquer Electronics |
1 |
0,01 |
0,0167 |
0,0167 |
|
Предохранитель 0603FT 1А ф. Радиотех-Трейд |
2 |
0,01 |
0,0167 |
0,0334 |
|
Аккумулятор RBC2, ф. APC (APC Replacement Battery Cartridge #2, |
|
|
|
|
|
12 В, 7 А·ч, свинцово-кислотный) |
1 |
0,08 |
0,1336 |
0,1336 |
|
Микросхема MM74C14 ф. Fairchild Semiconductor |
1 |
0,21 |
0,231 |
0,2310 |
|
|
|
|
|
|
Продолжение таблицы 3
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Микросхема CD4011BCM ф. Fairchild Semiconductor |
1 |
0,21 |
0,231 |
0,2310 |
|
Микросхема CD4066BCM ф. Fairchild Semiconductor |
1 |
0,21 |
0,231 |
0,2310 |
|
Микросхема LM317AT ф. National Semiconductor |
1 |
0,22 |
0,242 |
0,2420 |
|
Микросхема LN339AN ф. Texas Instruments |
1 |
0,21 |
0,231 |
0,2310 |
|
Микросхема SG3524 ф. LINFINITY Microelectronics |
1 |
0,21 |
0,231 |
0,2310 |
|
Соединитель PLS-1 |
3 |
0,018 |
0,0300 |
0,0900 |
|
Клемма ножевая 36063LB ф.Cirmaker (0,8 6,4 мм) |
2 |
0,018 |
0,0300 |
0,0600 |
|
Транзистор BUZ71S2 ф. Siemens |
1 |
0,29 |
0,2078 |
0,2078 |
|
Резистор CR0805-JW–105E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 1 МОм ± 5 %) |
2 |
0,01 |
0,009 |
0,0180 |
|
Резистор CR0805-JW–685E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 6,8 МОм ± 5 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,0090 |
|
Резистор CR0805-JW–106E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 10 МОм ± 5 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,0090 |
|
Резистор CR0805-JW–1R0E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 1 Ом ± 5 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,0090 |
|
Резистор CR0805-JW–200E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 20 Ом ± 5 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,0090 |
|
Резистор CR0805-FX–2370E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 237 Ом ± 1 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,0090 |
|
Резистор CR0805-FX–2671E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 2,67 кОм ± 1 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,0090 |
|
Резистор CR0805-JW–472E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 4,7 кОм ± 5 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,0090 |
|
Резистор CR0805-JW–103E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 10 кОм ± 5 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,0090 |
|
Резистор CR0805-FW–2002E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 20 кОм ± 1 %) |
2 |
0,01 |
0,009 |
0,0180 |
|
Резистор CR0805-FX–4322E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 43,2 кОм ± 1 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,0090 |
|
|
|
|
|
|
Продолжение таблицы 3
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Резистор CR0805-FX–4992E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 49,9 кОм ± 1 %) |
2 |
0,01 |
0,009 |
0,0180 |
|
Резистор CR0805-FX–6652E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 66,5 кОм ± 1 %) |
2 |
0,01 |
0,009 |
0,0180 |
|
Резистор CR0805-JW–104E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 100 кОм ± 5 %) |
4 |
0,01 |
0,009 |
0,0360 |
|
Резистор CR0805-FX–1333E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 133 кОм ± 1 %) |
2 |
0,01 |
0,009 |
0,0180 |
|
Резистор CR0805-JW–154E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 150 кОм ± 5 %) |
3 |
0,01 |
0,009 |
0,0270 |
|
Резистор CR0805-FX–1783E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 178 кОм ± 1 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,009 |
|
Резистор CR0805-JW–204E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 200 кОм ± 5 %) |
5 |
0,01 |
0,009 |
0,0450 |
|
Резистор CR0805-FX–2613E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 261 кОм ± 1 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,0090 |
|
Резистор CR0805-JW–334E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 330 кОм ± 5 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,0090 |
|
Резистор CR0805-JW–474E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 470 кОм ± 5 %) |
2 |
0,01 |
0,009 |
0,0180 |
|
Резистор CR0805-FX–6043E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 604 кОм ± 1 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,0090 |
|
Реле RY210012 ф. Tyco Electronics (1 пер., 12 В DC, 8 А 250 В AC) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,0090 |
|
Кнопка SPA-118A (4 кн. 250 В 10 А) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,0090 |
|
Трансформатор LM-LP-1005 ф. Bourns |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,0090 |
|
Потенциометр PVZ3A503C01 ф. Murata (0,1 Вт-50 кОм±30 %) |
4 |
0,02 |
0,116 |
0,4640 |
|
Соединения |
232 |
– |
0,001 |
0,2320 |
|
|
|
|
Σni λi = |
3,9995 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение таблицы 3
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Выходной инвертор |
|
|
|
|
|
Конденсатор C0805C472J5GAC ф. Kemet (0805 NP0-50 V-4700 пФ±5 %-чип) |
1 |
0,03 |
0,024 |
0,0240 |
|
Конденсатор C0805C104K5RAC ф. Kemet (0805 X7R-50 V-0,1 мкФ±10 %-чип) |
4 |
0,03 |
0,024 |
0,0960 |
|
Конденсатор C0805C474K5RAC ф. Kemet (0805 X7R-50 V-0,47 мкФ±10 %-чип) |
1 |
0,03 |
0,024 |
0,0240 |
|
Конденсатор TAJC226M016R ф. AVX (6032-16 V-22 мкФ±20 %-C) |
1 |
0,13 |
0,104 |
0,1040 |
|
Диод 1N4001 ф. DC Components |
5 |
0,085 |
0,0295 |
0,1475 |
|
Диод 1N4005 ф. DC Components |
4 |
0,085 |
0,0295 |
0,1180 |
|
Диод 1N4148 ф. Vishay |
1 |
0,085 |
0,0295 |
0,0295 |
|
Микросхема CD4001BCM ф. Fairchild Semiconductor |
1 |
0,21 |
0,231 |
0,2310 |
|
Микросхема LM317AT ф. National Semiconductor |
1 |
0,22 |
0,242 |
0,2420 |
|
Соединитель PLS-1 |
12 |
0,018 |
0,0300 |
0,3600 |
|
Дроссель CDRH127NP-250M ф. Sumida (25 мкГн±20 %) |
2 |
0,002 |
0,0056 |
0,0112 |
|
Транзистор IRFZ42 ф. International Rectifier |
8 |
0,29 |
0,2078 |
1,6624 |
|
Транзистор IRF743 ф. International Rectifier |
1 |
0,29 |
0,2078 |
0,2078 |
|
Транзистор 2N2222 ф. STMicroelectronics |
4 |
0,29 |
0,2078 |
0,8312 |
|
Транзистор PN2907 ф. STMicroelectronics |
2 |
0,29 |
0,2078 |
0,4156 |
|
Резистор CR0805-JW–200E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 20 Ом ± 5 %) |
6 |
0,01 |
0,009 |
0,0540 |
|
Резистор CR0805-JW–470E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 47 Ом ± 5 %) |
9 |
0,01 |
0,009 |
0,0810 |
|
Резистор CR0805-JW–820E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 82 Ом ± 5 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,0090 |
|
Резистор CR0805-JW–471E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 470 Ом ± 5 %) |
2 |
0,01 |
0,009 |
0,0180 |
|
Резистор CR0805-JW–102E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 1 кОм ± 5 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,0090 |
|
Резистор CR0805-JW–103E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 10 кОм ± 5 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,0090 |
|
|
|
|
|
|
Продолжение таблицы 3
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Резистор CR0805-JW–153E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 15 кОм ± 5 %) |
2 |
0,01 |
0,009 |
0,0180 |
|
Резистор CR0805-FW–2002E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 20 кОм ± 1 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,0090 |
|
Резистор CR0805-FX–4322E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 43,2 кОм ± 1 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,0090 |
|
Резистор CR0805-JW–473E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 47 кОм ± 5 %) |
2 |
0,01 |
0,009 |
0,0180 |
|
Резистор CR0805-FX–4992E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 49,9 кОм ± 1 %) |
2 |
0,01 |
0,009 |
0,0180 |
|
Резистор CR0805-JW–104E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 100 кОм ± 5 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,0090 |
|
Резистор CR0805-JW–154E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 150 кОм ± 5 %) |
2 |
0,01 |
0,009 |
0,0180 |
|
Резистор CR0805-JW–204E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 200 кОм ± 5 %) |
2 |
0,01 |
0,009 |
0,0180 |
|
Трансформатор APC 1:18 |
1 |
1,0 |
0,5795 |
0,5795 |
|
Соединения |
196 |
– |
0,001 |
0,1960 |
|
|
|
|
Σni λi = |
5,5767 |
|
|
|
|
|
|
|
Схема управления |
|
|
|
|
|
Пьезокерамический излучатель звука SMA-13P10 ф.Sonitron |
1 |
0,085 |
0,0295 |
0,0295 |
|
Конденсатор C0805C103K5RAC ф. Kemet (0805 X7R-50 V-0,01 мкФ±10 %-чип) |
3 |
0,03 |
0,024 |
0,0720 |
|
Конденсатор C0805C103K5RAC ф. Kemet (0805 X7R-50 V-0,01 мкФ±10 %-чип) |
1 |
0,03 |
0,024 |
0,0240 |
|
Конденсатор C0805C103J5GAC ф. Kemet (0805 NP0-50 V-0,01 мкФ±5 %-чип) |
2 |
0,03 |
0,024 |
0,0480 |
|
Конденсатор C0805C104K5RAC ф. Kemet (0805 X7R-50 V-0,1 мкФ±10 %-чип) |
1 |
0,03 |
0,024 |
0,0240 |
|
Конденсатор C0805C224K5RAC ф. Kemet (0805 X7R-50 V-0,22 мкФ±10 %-чип) |
1 |
0,03 |
0,024 |
0,0240 |
|
Конденсатор C1206C105K5RAC ф. Kemet (1206 X7R-50 В-1 мкФ±10 %-чип) |
1 |
0,03 |
0,024 |
0,0240 |
|
Конденсатор TAJC226M016R ф. AVX (6032-16 V-22 мкФ±20 %-C) |
3 |
0,13 |
0,104 |
0,0720 |
|
Диод 1N4148 ф. Vishay |
9 |
0,085 |
0,0295 |
0,2655 |
|
Диод 1N4005 ф. DC Components |
2 |
0,085 |
0,0295 |
0,0590 |
|
|
|
|
|
|
Продолжение таблицы 3
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Микросхема CD4066BCM ф. Fairchild Semiconductor |
1 |
0,21 |
0,231 |
0,2310 |
|
Микросхема MM74C14 ф. Fairchild Semiconductor |
2 |
0,21 |
0,231 |
0,4620 |
|
Микросхема CD4001BCM ф. Fairchild Semiconductor |
1 |
0,21 |
0,231 |
0,2310 |
|
Микросхема CD4011BCM ф. Fairchild Semiconductor |
1 |
0,21 |
0,231 |
0,2310 |
|
Микросхема LN339AN ф. Texas Instruments |
1 |
0,21 |
0,231 |
0,2310 |
|
Соединитель PLS-1 |
1 |
0,018 |
0,0300 |
0,0300 |
|
Соединитель DB-9 |
1 |
0,018 |
0,0300 |
0,0300 |
|
Транзистор PN2222 ф. STMicroelectronics |
7 |
0,29 |
0,2078 |
0,2078 |
|
Транзистор PN2907 ф. STMicroelectronics |
5 |
0,29 |
0,2078 |
1,6624 |
|
Резистор CR0805-JW–105E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 1 МОм ± 5 %) |
3 |
0,01 |
0,009 |
0,0270 |
|
Резистор CR0805-JW–685E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 6,8 МОм ± 5 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,0090 |
|
Резистор CR0805-JW–205E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 2МОм ± 5 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,0090 |
|
Резистор CR0805-JW–200E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 20 Ом ± 5 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,0090 |
|
Резистор CR0805-JW–102E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 1 кОм ± 5 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,0090 |
|
Резистор CR0805-FX–2261E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 2,26 кОм ± 1 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,0090 |
|
Резистор CR0805-JW–472E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 4,7 кОм ± 5 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,0090 |
|
Резистор CR0805-FX–6811E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 6,81 кОм ± 1 %) |
2 |
0,01 |
0,009 |
0,0180 |
|
Резистор CR0805-JW–103E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 10 кОм ± 5 %) |
2 |
0,01 |
0,009 |
0,0180 |
|
Резистор CR0805-FW–2002E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 20 кОм ± 1 %) |
5 |
0,01 |
0,009 |
0,0450 |
|
Резистор CR0805-FX–2492E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 24,9 кОм ± 1 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,0090 |
|
Резистор CR0805-FX–3012E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 30,1 кОм ± 1 %) |
2 |
0,01 |
0,009 |
0,0180 |
|
Резистор CR0805-JW–333E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 33 кОм ± 5 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,0090 |
|
|
|
|
|
|
Продолжение таблицы 3
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Резистор CR0805-FX–3322E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 33,2 кОм ± 1 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,0090 |
|
Резистор CR0805-FX–3482E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 34,8 кОм ± 1 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,0090 |
|
Резистор CR0805-JW–473E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 47 кОм ± 5 %) |
3 |
0,01 |
0,009 |
0,0270 |
|
Резистор CR0805-JW–104E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 100 кОм ± 5 %) |
5 |
0,01 |
0,009 |
0,0450 |
|
Резистор CR0805-FX–1333E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 133 кОм ± 1 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,0090 |
|
Резистор CR0805-JW–154E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 150 кОм ± 5 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,0090 |
|
Резистор CR0805-JW–204E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 200 кОм ± 5 %) |
3 |
0,01 |
0,009 |
0,0270 |
|
Резистор CR0805-JW–474E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 470 кОм ± 5 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,0090 |
|
Резистор CR0805-JW–684E ф.Bourns (0805 0,125 Вт 680 кОм ± 5 %) |
1 |
0,01 |
0,009 |
0,0090 |
|
Кнопка SPA-118A (4 кн. 250 В 10 А) |
1 |
0,15 |
0,2505 |
0,2505 |
|
Соединения |
216 |
– |
0,001 |
0,2160 |
|
|
|
|
Σni λi = |
4,7757 |
|
|
|
|
|
|
Используя формулы (15), (16), (17) и результаты таблицы 2 рассчитываем параметры надежности структурных частей ИБП. Полученные результаты сведем в таблицу 4.
Таблица 4 – Параметры надежности структурных частей ИБП (по платам)
Структурная часть ИБП |
Σni λi · 10 6, 1/ч |
Среднее время наработки на отказ Тср, ч |
Вероятность безотказной работы Р(tp) |
Вероятность отказа Р`(tp) |
Входные цепи |
3,9995 |
250 031,25 |
0,998002 |
0,001998 |
Выходной инвертор |
5,5767 |
179 317,52 |
0,997216 |
0,002784 |
Схема управления |
4,7757 |
209 393,39 |
0,997615 |
0,002385 |
Расчет показал, что наибольшая вероятность отказа у выходного инвертора (Р`(tp) = 0,002784).