Содержание

Техническое задание на проектирование 4

1 Анализ технического задания 5

2 Анализ схемы электрической принципиальной и описание принципа работы изделия 8

2.1 Анализ схемы электрической принципиальной 8

2.2 Описание принципа работы узла 10

3 Выбор элементной базы и вариантов ее установки 11

17

21

23

4 Обоснование выбора печатной платы 24

4.1 Обоснование типа печатной платы 24

4.2 Выбор класса точности печатной платы 25

4.3 Выбор метода изготовления и материала печатной платы 26

5 Определение основных конструктивных параметров 30

печатной платы 30

5.1 Определение размеров печатной платы 30

5.2 Определение диаметров монтажных и крепежных отверстий, 31

размеров контактных площадок 31

6 Разработка конструкции узла 35

6.1 Выбор элемента внешней коммутации узла 35

6.2 Варианты компоновки узла 36

6.3 Трассировка печатной платы 37

6.4 Маркировка печатной платы 38

6.5 Выбор покрытий и обеспечение влагозащиты печатной платы 39

7 Проверочные расчеты 41

7.1 Расчет проводников по постоянному току 41

7.2 Расчет на вибропрочность печатной платы. 43

7.3 Расчет на ударопрочность печатной платы 44

Заключение 47

Библиографический список 48

МарГТУ БРЭА-31

Блок питания

Пояснительная записка

Введение

Несмотря на значительный прогресс в области совершенство­вания элементной базы, применение в конструкциях РЭС бескор­пусных микросхем и микросборок, различных функциональных микро­электронных устройств, разработке новых систем коммутации (ке­рамических плат, крупноформатных оксидированных или глазурован­ных металлических плат), функциональные узлы на печатных платах (ФУ на ПП) по-прежнему составляют основу большинства конструк­ций РЭС. Причиной этого является отработанность конструкций и технологии печатного монтажа, возможность механизации и автома­тизации сборки аппаратуры, повторяемость параметров от образца к образцу, невысокая стоимость монтажно-сборочных работ.

Вместе с тем, применение интегральных схем и стремление к миниатюризации устройств приводит к повышению плотности про­водящего рисунка печатного монтажа, что вызывает ряд конструк­тивно-технологических трудностей при реализации печатных плат. Применяемый технологический процесс, с одной стороны, накла­дывает ограничения на точность выполнения рисунка печатного монтажа, а, с другой стороны, необходимая высокая плотность проводящего рисунка в значительной мере определяет требования к технологическому процессу изготовления плат. Таким образом, проектирование функциональных узлов на печатных платах требует знания, как конструктивных особеннос­тей, так и технологических ограничений печатного монтажа. Широкое использование в настоящее время систем автоматичес­кого проектирования печатных плат позволяет существенно уменьшить затраты труда и обеспечить высокое и стабильное каче­ство проектирования. Однако эти потенциальные возможности могут быть реализованы при условии, что разработчик печатных плат хорошо подготовлен как в области методов и средств вы­числительной техники, так и в области конструирования.

Техническое задание на проектирование

Техническое задание данной курсовой работы состоит в проекти­ровании радиоэлектронного узла на печатной плате с учетом огра­ничений, накладываемых условиями эксплуатации и условиями производства, особенностями схемотехнического назначения РЭС, проведении необходимых конструктивных расчетов, оформлении комплекта конструкторской документации.

Техническое задание задается в виде шифра, который для данной курсовой работы записывается следующим образом: 115У3-86

1 Анализ технического задания

Конкретное конструктивное исполнение функционального узла (ФУ) на печатной плате (ПП) во многом зависит от условий эксплуатации (от уровня механических и климатических воздействий), схемотехнического назначения (вида аппаратуры, диапазона частот, рассеиваемых мощностей и т.д.), используемой элементной базы, особенностей установки ФУ в конструктивы старшего уровня, тиражности выпуска.

Основные требования вытекают из технического задания, которое задается в виде шифра, в нашем случае 115У3-86.

Первый элемент обозначения указывает на тип аппаратуры. В данном случае цифра 1 означает, что аппаратура является стационарной. Такой тип аппаратуры должен отвечать следующим условиям уровень механических воздействий применительно к объекту установки:

- частота вибраций – 5…55 Гц;

- ускорение – до 2 g.

- ударное ускорение – до 50 g.

Второй элемент обозначения указывает на конструктивное исполнение. Цифра 1 означает, что аппаратура эксплуатируется в виде автономного блока (прибора, устройства). Автономный блок не требует, как правило, использования стандартных размеров плат по обеспечению их входимости в блоки и субблоки.

Третий элемент обозначения определяет условия производства. В данном случае цифра 5 указывает на крупносерийное производство с выпуском изделия в количестве 10⁵=100000 штук в год. В зависимости от объема производства изменяются и требования к автоматизации установки элементов, способам маркировки, методам изготовления, классам точности печатных плат. В виду крупносерийности производства желательно автоматизировать процесс, применить к печатной плате минимально возможный класс точности и наиболее простой способ ее изготовления.

Четвертый и пятый элемент, буквенный код У и цифра 3, указывают на климатическое исполнение, т.е. на климатический район и категорию размещения. Буквенный код характеризует климатический район:

У – умеренный. Цифра определяет категорию размещения: 3 означает размещение аппаратуры в закрытых неотапливаемых помещениях с естествен­ной вентиляцией. Значения температур окружающего воздуха для данного климатического исполнения следующие:

- верхнее значение +40⁰ С;

- нижнее значение -45⁰ С;

- среднее значение +10⁰ С;

- предельный рабочий диапазон -50⁰…+45⁰ С.

Последнее число в шифре технического задания – это номер варианта, указывающий на схему электрическую принципиальную, для которой и требуется разработать печатный узел. В данном случае это схема блока питания. Его схема электрическая принципиальная представлена на рисунке 1.

Рисунок 1

Из технического задания известно так же, что;

- С1 – конденсатор электролитический 4700 мкФ 25 В;

- С2,С3 – конденсаторы электролитические 2000 мкФ 25 В;

- DA1 – операционный усилитель быстродействующий;

- DA2 – аналоговый перемножитель;

- HL1 – светоизлучающий диод;

- R1 – резистор переменный 1 кОм;

- R2 – резистор общего применения 510 Ом;

- R3 – резистор общего применения 30 Ом;

- R4-5, R8 – резисторы подстроченные 22 кОм;

- R6 – резистор общего применения 240 Ом;

- R7 – резистор общего применения 100 Ом;

- R9 – резистор общего применения 24 Ом;

- R10 – резистор общего применения 47 кОм;

- R11 – резистор подстроенный 510 Ом;

- R12 – терморезистор 180 кОм;

- R13 – резистор общего применения 10 кОм;

- R14 – резистор общего применения 75 кОм;

- R15 – резистор общего применения 7,5 кОм;

- R16 – резистор общего применения 17 кОм;

- R17 – резистор общего применения 1 кОм;

- Т1 –понижающий трансформатор с 220 до 18 и 12 В;

- VD1-2– диодные мосты;

- VD3-4 – стабилитроны с напряжением стабилизации 13 В;

- VD5 – универсальный диод;

- VS1 – тиристор импульсный с рабочим напряжением 50 В;

- VT1 – n-p-n транзистор малой мощности, высокой частоты;

- VT2 – p-n-p транзистор малой мощности, низкой частоты;

- VT1 – n-p-n транзистор высокой мощности, низкой частоты;