2.1.4 Вибір і обгрунтування елементної бази

Під час вибору елементної бази для проектованого виробу основними критеріями слід вважати, наступні вимоги для дипломного проектування це:

- відповідність номіналів елементів вказаних в схемі електричній

принциповій;

- наявність даних елементів на виробництві;

- технічні вимоги поставлені до конструкції;

- економічна вигода;

- універсальність радіоелементів;

- стабільність параметрів;

- мінімальна кількість розмірів корпусів.

В проектованому виробі була використана сучасна елементна база.

При виборі елементів враховувалося співвідношення між ціною радіоелемента та його технічними характеристиками, а також забезпечення необхідних електричних параметрів та надійності в діапазоні температур, вологості та механічних впливів.

Виходячи із цих умов, вибираємо наступні електрорадіоелементи:

Оптимальним варіантом вибору постійних резисторів є типу МЛТ потужністю 0,125Вт, 0,25Вт, 0,5Вт та 1Вт. Вони мають високу стабільність параметрів, малу залежність опору від температури, частоти, напруги, малі габарити і високу надійність. Призначені для роботи в електричних колах постійного, змінного та імпульсного струмів, ці резистори найбільш часто використовуються тому їх дістати буде дуже легко, також даний тип резисторів є не дорогими, що значно зменшує вартість виробу.

Рисунок 2.1 - Габаритні розміри резистора МЛТ-0,25

В даному виробі використовувалися резистори таких номіналів МЛТ–0,25:

360 Ом, 2,2кОм, 10кОм, 39кОм, 10кОм, 2,7кОм, 12кОм;

Резистори МЛТ-0,125:

6,8кОм, 12кОм, 2,2кОм, 24 Ом, 18кОм, 1кОм, 9,1кОм, 10кОм;

Резистори МЛТ-0,5:

39 Ом, 24 Ом, 560кОм;

Резистори МЛТ-1:

68кОм.

Основні параметри:

- номінальна потужність, Вт.............................................0,125, 0,25, 0,5, 1;

- діапазон номінальних опорів, Ом...............................................1...10·10⁶;

- допустиме відхилення опору, %...........................................................±10;

- максимальна робоча напруга, В............................................................200;

- діапазон робочих температур, °С.............................................. -60.....+70;

Також для регулювання ширини імпульсів ми використали резистор типу СП3-4АМ групи В з опором 10кОм, який являється змінним та має

хороші електричні параметри, а також є не дорогим та якісним.

Рисунок 2.2 – Зовнішній вигляд резистора типу СП3-4АМ

Основні параметри:

- номінальна потужність, Вт.................................................................0,5;

- діапазон номінальних опорів, кОм...........................................1-4,7·10³;

- максимальна робоча напруга, В.........................................................250;

- допустиме відхилення опору, %.........................................................±20.

В якості електролітичних конденсаторів використовуємо конденсатори типу К50-16 – оксидно електролітичні алюмінієві, вони мають досить великі відхилення ємності, але це достатньо для забезпечення хороших параметрів для нашого виробу. Призначені для роботи в ланках постійного та пульсуючого струмів, та в імпульсних режимах.

Вони дуже дешеві та поширені. Використовуючи конденсатори такого типу дає нам можливість автоматизувати процес виготовлення виробу.

Рисунок 2.3 - Габаритні розміри конденсатора типу К50-16

Основні параметри конденсаторів типу К50-16:

- робоча напруга 16В, 50В;

- відхилення ємності від номінального значення ±30%;

- інтервал робочих температур -40ºС+100ºС;

- ТКЄ +3,3%;

- відносна вологість ………………………………………………до 98%;

- діапазон тиску………………………………..….………6,6-2942гПа;

- діапазони ємностей…………………..…….....….10 мкФ– 5000мкФ;

- група ТКЄ:……………………………………….……...…..…...П100;

- тангенс кута діелектричних втрат….………….….….…....….15...40.

Використано в даному пристрої 6 конденсаторів такого типу з номінальною напругою 16В та 50В і ємностями:

100мкФ, 22мкФ, 10мкФ, 470мкФ.

Дані конденсатори обиралися із врахуванням вимог до схеми, а також враховувалися цінові характеристики та якість виконання.

Конденсатори типу К10-17б – керамічні неізольовані. Вони мають малі габарити, являються дуже дешевими та доступними. І мають добрі електричні параметри. Призначені для роботи в ланках постійного та пульсуючого струмів, а також в імпульсних режимах.

Використовуючи конденсатори такого типу дає нам можливість автоматизувати процес виготовлення виробу.

Рисунок 2.4 - Габаритні розміри конденсатора типу К10-17б

Основні параметри:

- робоча напруга 50В;

- відхилення ємності від номінального значення ±10%;

- інтервал робочих температур -40ºС…+100ºС;

- температурний коефіцієнт ємності +3,3%;

- відносна вологість до 98%;

- діапазон тиску .…6,6-2942гПа;

- діапазони ємностей……...……………………….….….5нФ – 0,1мкФ;

- група ТКЄ:……………………………………………………….....Н20.

Було використано конденсатори таких номіналів:

0,1мкФ, 1мкФ, 0,01мкФ.

Ми обирали конденсатори такого типу у зв’язку з їх дешевизною та великим діапазоном ємностей.

Мікросхема КР1006ВИ1 представляє собою таймер для формування імпульсів напруги тривалістю від декількох мікросекунд до десятків хвилин.

Призначена для застосування в стабільних датчиках часу, генераторах імпульсів, широтно-імпульсних, частотних і фазових модуляторах, перетворювачах напруги і сигналів, ключових схемах, виконавчих пристроях в системах управління, контролю та автоматики. Містить 51 інтегральний елемент.

Рисунок 2.5 – Габаритні розміри мікросхеми типу КР1006ВИ1

Призначення виводів мікросхеми:

1 – общий;

2 – запуск;

3 – вихід;

4 – скидання;

5 – контроль дільника;

6 – спрацювання;

7 – коло розряду;

8 – напруга живлення.

Основні параметри мікросхеми:

Напруга живлення, В……………………………………3-15;

Вхідна напруга низького рівня, В……………….…..…9,35;

Вхідна напруга високого рівня, В………………………12,5;

Струм споживання, мА…………………………….….…..15;

Струм навантаження, мА……………………….…..…....100;

Потужність розсіювання, мВт………………….…….……50;

Робоча температура, С………………………….….-45…+70;

Допустимі значення статичного потенціалу, В……...….200.

В даному пристрої ця мікросхема використана у зв’язку з її відповідними електричними параметрами, що задовольняють схему, а також через її доступність та дешевизну.

Мікросхема типу TL431CLP виробник фірми «Semiconductor Inc.» використовується в даному пристрої для стабілізації напруги живлення.

Рисунок 2.6 – Зовнішній вигляд мікросхеми типу TL431CLP виробник фірми «Semiconductor Inc.»

Основні параметри мікросхеми:

Вхідна напруга, В………….……………………………..….….40;

Вихідна напруга, В……………………………………..…..…...36;

Струм стабілізації, мА…………………………….……….….100;

Тип корпуса………………………………………..…….TSSOP-8;

Тип мікросхеми……………………………….…....нерегулююча;

Нестабільність по струму, %....................................................0,67;

Нестабільність по напрузі, %...................................................0,05;

Температурний діапазон, ⁰С………………………...….-10…+70.

Даний тип мікросхеми обраний виходячи із напруги стабілізації, а також у зв’язку з поширеністю, хорошою якістю та дешевизною мікросхеми.

Мікросхема типу К561ЛЕ5 являється цифровою микросхемою серії КМОН. Мікросхема представляє собою чотири логічних элементи 2АБО-НЕ та вміщує в собі 49 інтегральних елементів.

Рисунок 2.7 – Габаритні розміри мікросхеми типу К561ЛЕ5

Основні параметри мікросхеми:

Напруга живлення, В…………………………….…..…3…15;

Напруга лог. 0, В………………………………….менше 0,05;

Напруга лог. 1, В……………………………….…більше 0,05;

Кількість контактів………………………………………….14;

Робоча температура, С………………………..….….-45…+80.

В даному пристрої ця мікросхема використана у зв’язку з її відповідними електричними параметрами, що задовольняють схему, а також через її доступність та дешевизну.

Мікросхема типу К561ИЕ8 являється цифровою микросхемою серії КМОН. Мікросхема представляє собою десятковий лічильник-дільник.

Рисунок 2.8 – Зовнішній вигляд мікросхеми типу К561ИЕ8

Основні параметри мікросхеми:

Напруга живлення, В…………………………….…..…3…15;

Напруга лог. 0, В…………………………………...менше 0,1;

Напруга лог. 1, В………………………………...…більше 0,1;

Кількість контактів………………………………………….16;

Час затримки, нс…………………………………………….50;

Потужність споживання, мкВт……………………………0,4;

Робоча температура, С………………………..….….-45…+80.

В даному пристрої ця мікросхема використана у зв’язку з її відповідними електричними параметрами, що задовольняють схему, а також через її доступність та дешевизну.

Для індикації роботи пристрою використовується світлодіод типу АЛ307ГМ.

Рисунок 2.9 – Зовнішній вигляд світлодіода типу АЛ307ГМ

Основні параметри світлодіода:

Колір свічення………………………………………….….зелений;

Довжина хвилі, нм………………………………………….…..562;

Мінімальна сила світла, мКд………………………………..….1,5;

Максимальна сила світла, мКд………………………………...1,5;

Максимальна пряма напруга, В…………………………….…..2,8;

Максимальна зворотня напруга, В……………………………….2;

Максимальний імпульсний струм, мА…………………….…..60;

Робоча температура, С………………………..……...….-60…+70.

Оптрон типу АОТ101АС:

Рисунок 2.10 – Зовнішній вигляд оптрона типу АОТ101АС

Основні параметри оптрона:

Кількість каналів…………………………………………..….….…..2;

Постійна пряма вхідна напруга, В…………………………..….....1,8;

Час включення, нс………………………………………….……..4000;

Час виключення, нс……………………………………….…..…..4000;

Вихідний каскад……………………………..…...…..фототранзистор;

Максимальна напруга ізоляції, В……………………..…….…….…5;

Температурний діапазон, ⁰С……………………….…..…....-40…+85;

Корпус…………………………………………….…….….…….PDIP8.

Оптрон типу МОС3083 виробник фірми «Fairchild Semiconductor» :

Рисунок 2.11 – Зовнішній вигляд оптрона типу МОС3083 виробник фірми «Fairchild Semiconductor»

Основні параметри оптрона:

Кількість каналів…………………………………………..……….1;

Постійна пряма вхідна напруга, В………………………….…..1,15;

Максимальний вхідний струм, мА…………………..…….….….60;

Максимальна вхідна зворотня напруга, В……………..…….……3;

Вихідний каскад……………………………………..…..….сімістор;

Максимальна вихідна комутуюча напруга, В……………..……600;

Максимальна напруга ізоляції, В………………………….……7500;

Температурний діапазон, ⁰С………………………..….…...-40…+85;

Корпус…………………………………………….……….…….PDIP4.

Дані типи оптронів ми використали в проектованому пристрої через те, що вони добре підходили по електричних параметрах в схему, та були доступними для придбання, а також дешевими.

Тиристор типу ВТ139-800 використовується в даному пристрої в якості електронного ключа, також при цьому керує потужністю навантаження приладу.

Рисунок 2.12 - Габаритні розміри тиристора типу ВТ139-800

Основні параметри тиристора:

Особливості………………………………………….………симетричний;

Максимальна зворотня напруга, В……………….……………………800;

Максимальний середній за період струм у відкритому стані, А……..16;

Максимальна напруга у відкритому стані, В…………….……………1,6;

Максимальна імпульсна напруга в закритому стані, В………………800;

Максимальний імпульсний струм у відкритому стані, А……...……...16;

Найменший імпульсний струм необхідний для включення тиристора,А................................................................................................0,1;

Відпираюча напруга управління, В……………………………..……...1,5;

Критична швидкість наростання напруги в закритому стані, В/мкс....20;

Критична швидкість наростання струму в відкритому стані, А/мкс…20;

Час включення, мкс……………………………………….…...……….…2;

Робоча температура, ⁰С………………………………..………..-40…+125;

В даному пристрої використано саме цей тип тиристора через те, що він задовольняє умови схеми по електричних параметрах, а також не дорогий і широко розповсюджений.

В розроблюваному пристрої для перемикання режимів часу витримки та для регулювання вихідної потужності використовуються два типи перемикачів, параметри яких описані нижче.

Перемикач типу B100J виробник фірми «China»:

Рисунок 2.13 – Зовнішній вигляд перемикача типу B100J виробник фірми «China»

Основні параметри перемикача:

Робоча напруга, В…………………………..….….250;

Робочий струм, А……………………………….……6;

Кількість контактних груп…………………….….…1;

Кількість контактів в групі…………………………..2;

Опір ізоляції, МОм………………………………..….1;

Тип монтажу…………………….......в отвір на панелі.

Перемикач типу HS16-1N виробник фірми «NKK Switches»:

Рисунок 2.14 – Зовнішній вигляд перемикача типу HS16-1N виробник фірми «NKK Switches»

Основні параметри перемикача:

Робоча напруга, В…………………………..…….….250;

Робочий струм, А………………………………...……15;

Кількість контактних груп………………….….………1;

Кількість контактів в групі…………………………...11;

Опір ізоляції, МОм……………………….………....….5;

Тип монтажу………………………......в отвір на панелі.

Для випрямлення змінної напруги з частотою 50 Гц в постійну використовується діодний міст типу W04M виробник фірми «China» параметри якого описані нижче.

Рисунок 2.15 – Зовнішній вигляд діодного моста типу W04M виробник фірми «China»

Основні параметри діодного моста:

Конфігурація………………………………………….…1-фазний;

Максимальна постійна зворотня напруга, В…………………400;

Максимальний прямий струм, А…………………………..…..1,5;

Максимальна імпульсна зворотня напруга, В…………..……480;

Максимальний прямий імпульсний струм, А………………….50;

Максимальний зворотній струм, мкА………………………..…10;

Максимальна пряма напруга, В……………………….….…….1;

Робоча температура, ⁰С……………………..………...-55…+125;

Такий тип діодного моста обирався з урахуванням його максимальних електричних параметрів, які задовольнятимуть схему. Також він є дешевим та якісним.

Транзистор типу КТ3107Д - біполярний, кремнієвий, високочастотний, p-n-p структури. Позначення типу приводиться на корпусі. Його перевагою є дешевизна, доступність, висока надійність, а також не великі габарити, що є актуально при проектуванні даного пристрою.

Рисунок 2.16 – Зовнішній вигляд транзистора типу КТ3107Д

Основні параметри транзистора:

Структура……………………………………………………………p-n-p;

Максимальна напруга к-б, В…………………………………………..30;

Максимально допустимий струм, А…………………………….....…0,1;

Коефіцієнт передачі струму…………………………………..…..….180;

Гранична частота коефіцієнта передачі струму, МГц………….…..200;

Максимальна потужність розсіювання, Вт…………………….….…0,3.

В даній схемі передбачено використання такого типу транзистора структури p-n-p у зв`язку з його дешевизною, легкодоступністю та відповідними електричними параметрами що задовольняють схему по потужності.

Транзистор типу IRFU9024N виробник фірми «International Rectifier» польовий, кремнієвий, епітаксійно-планарний з ізольованим затвором, каналом p-типу і вбудованим зворотньозміщеним діодом. Призначений для використання в якості елемента комутації електричних кіл в пристроях засобів зв’язку, телефонних апаратах і в інших пристроях. Його перевагою є дешевизна, доступність, висока надійність.

Рисунок 2.17 – Зовнішній вигляд транзистора типу IRFU9024N виробник фірми «International Rectifier»

Основні параметри транзистора:

Напруга стік-виток…………….………………………….….…...200В;

Напруга затвор-виток…………………………………………….+20В;

Постійний струм втоку…………..….………………………….180мА;

Імпульсний струм втоку…………………………….………………2А;

Потужність розсіювання………………………………………....0,5Вт;

Температура переходу..……..…….…………..............................150⁰С;

Транзистор біполярний типу КТ3102Е малої потужності високочастотний, кремнієвий структури n-p-n. Його перевагою є дешевизна, доступність, висока надійність.

Рисунок 2.18 - Габаритні розміри транзистора КТ3102Е

Основні параметри транзистора:

Структура……………………………………………………………n-p-n;

Максимальна напруга к-б, В…………………………………………..20;

Максимально допустимий струм, А…………………………….....…0,1;

Коефіцієнт передачі струму…………………………………..…..….400;

Гранична частота коефіцієнта передачі струму, МГц………….…..300;

Максимальна потужність розсіювання, Вт…………………….……0,25.

В даній схемі передбачено використання такого типу транзистора структури n-p-n у зв`язку з його дешевизною, легкодоступністю та відповідними електричними параметрами що задовольняють схему по потужності.

Транзистор типу КТ815Г біполярний, середньої потужності середньочастотний, кремнієвий структури n-p-n. Його перевагою є дешевизна, доступність, висока надійність.

Рисунок 2.19 – Зовнішній вигляд транзистора КТ815Г

Основні параметри транзистора:

Структура……………………………………………………………n-p-n;

Максимальна напруга к-б, В………………………………..………..100;

Максимально допустимий струм, А…………………………….....…1,5;

Коефіцієнт передачі струму…………………………………....…..….30;

Гранична частота коефіцієнта передачі струму, МГц…………….…..3;

Максимальна потужність розсіювання, Вт……………………...……10.

В даній схемі передбачено використання такого типу транзистора структури n-p-n у зв`язку з його дешевизною, легкодоступністю та відповідними електричними параметрами що задовольняють схему по потужності.

Обираючи елементну базу для розробки даного пристрою ми опиралися на відповідність елементів параметрам схеми, доступність їх в місцях продажу, хорошу якість виконання та не високу ціну.