1 Общая часть 1.1 Анализ технического задания

Проектируемое устройство предназначено для охлаждения, хранения и транспортировки крови и гемо компонентов до мест переработки или их непосредственного использования (медицинские стационары и передвижные госпитали)

В существующее устройство в результате курсового проектирования будут внесены некоторые улучшения: сократятся затраты времени , на переключение параметров программирования .

Проектируемое устройство будет иметь следующие технические характеристики:

• напряжение питания , В

• ток потребления , А

• частотный диапазон , МГц

• диапазон рабочей температур, °С

• влажность ,%

Основные задачи курсового проектирования:

Устройство должно быть малогабаритным, удобным в эксплуатации .

Термостабилизатор должен быть малогабаритным, легким ,удобным и безопасным в эксплуатации, ремонтно-пригодным , эстетичным , с низкой стоимостью.

В качестве элементной базы должны использоваться современное широко распространённые недорогие элементы.

1.2 Назначение и принцип действия

Схема электрическая принципиальная прибора термостабилизатора приведена в приложении А, а чертеж печатной платы в приложении Б.

Предназначен для охлаждения, хранения и транспортировки крови и гемо компонентов до мест переработки или их непосредственного использования (медицинские стационары и передвижные госпитали)

Требуемую температуру устанавливают переменным резистором R7. Устройство содержит переключатель, позволяющий устанавливать режимы охлаждения или нагревания.

Датчик температуры - терморезистор RK1. Питают его от параметрического стабилизатора HL1 , R5. Сигнал датчика усиливается транзистором VT2 и воздействует на входы элемента DD1.2: повышенной температуре соответствует высокий уровень на его выходе, а пониженной - низкий. Резистор R9 обеспечивает некоторый гистерезис срабатывания датчика при изменении температуры, что необходимо для позиционного регулирования.

Далее прямой или инвертированный элементом DD1.3 сигнал состояния датчика температуры поступает на нижний по схеме вход (вывод 12) элемента совпадения DD1.4, на верхнем входе которого (вывод 13) присутствуют импульсы синхронизации, соответствующие моментам перехода сетевого напряжения через ноль. Только наличие напряжения высокого уровня на нижнем входе разрешает подачу управляющих импульсов на симистор, поэтому положению "Нагревание" переключателя SA1 соответствует включение симистора при уменьшении температуры, а положению "Охлаждение" - при увеличении. Светодиод НL2 индицирует работу регулятора: красному свечению соответствует отключенное состояние нагрузки, а зеленому - включенное.

Для надежной работы симистора при пониженной температуре (до 2...4 °С) ток управляющего электрода увеличен до 80 мА, а длительность импульса - до 0,7 мс (0,3 мс до момента перехода напряжения сети через ноль и 0,4 мс после). Для такого импульса и мощности нагрузки 75 Вт мгновенные значения тока через симистор на фронтах импульса несколько превышают нормируемые значения тока удержания. Однако помимо подобного согласования нагрузка регулятора должна с запасом обеспечивать нужный тепловой режим в хранилище. При одном и том же качестве теплоизоляции изменение мощности влияет лишь на соотношение времени включенного и отключенного состояния нагрузки и не влияет на регулируемую среднюю температуру и электрические режимы элементов регулятора. Поэтому мощность нагрузки при нагревании (реостата, лампы накаливания и т. п.) целесообразно увеличить, чтобы можно было использовать худшие экземпляры симисторов с повышенным током удержания. Для охлаждения мощность вентилятора может быть невелика и потребуется лучший экземпляр симистора с небольшим током. Важно обеспечить выполнение этого условия. Дело в том, что если из-за малого тока нагрузки симистор в один из полупериодов не будет открываться, через нагрузку потечет однополярный ток, совершенно недопустимый для двигателя переменного тока.

Налаживание термостабилизатора сводится к установке регулируемой температуры в хранилище по термометру переменным резистором R7. В процессе эксплуатации температуру в хранилище следует периодически контролировать, чтобы продукция не испортились при отключениях электроэнергии, неисправностях, сильных морозах и т. п.

Устройство имеет гальваническую связь с электрической сетью.

Это следует помнить при изготовлении и налаживании стабилизаторов и соблюдать меры предосторожности: все изменения в конструкцию вносить только в отключенном от сети состоянии.

2 Конструкторская часть

2.1 Выбор и обоснование элементной базы

Обоснование выбора элементной базы является весьма ответственным этапом в работе конструктора, т.к. выбор элементов определяет важнейшие показатели проектируемого изделия:

- надежность,

- стоимость.

Исходными данными для выбора того или иного элемента являются:

- назначение элемента (назначение цепи, в которой он находится);

- режим цепи, в которую включен элемент (рабочая частота, параметры импульсов, ток, напряжение);

- электрический номинал элемента и основные его параметры (величина сопротивления, номинальная рассеиваемая мощность, величина емкости и т. д.);

- условия эксплуатации проектируемого прибора (температура окружающей среды, атмосферное давление, влажность окружающего воздуха, параметры механических воздействий);

- требования к массогабаритным показателям.

При обосновании выбора того или иного элемента конструктор должен руководствоваться следующими критериями:

- электрические параметры выбираемого элемента должны соответствовать режиму цепи и номиналу, указанному на схеме;

- технические условия (ТУ) на выбранный элемент должны соответствовать условиям эксплуатации проектируемого изделия, указанным в техническом задании на разработку;

- конструкция выбираемого элемента должна обеспечивать удобство его установки;

- коммутационные изделия, установленные на передней панели должны удовлетворять требованиям технической эстетики;

- при прочих равных условиях предпочтение следует отдавать более миниатюрным элементам;

- надежность выбираемого элемента должна быть максимальной;

- стоимость выбираемого элемента должна быть минимальной.

Следует подчеркнуть, что последние два критерия являются противоречивыми. Как правило, наиболее надежными элементами являются наиболее дорогие. Поэтому при выборе элементов необходимо ориентироваться либо на обеспечение заданной надежности, либо на обеспечение так называемой оптимальной надежности.