Содержание
Введение
1. Общая часть.
Анализтехнического задания
Описаниеэлектрической схемы
Особенностиданного типа микропроцессора (PIC12F675)
2. Исследовательскаячасть
Обоснованиевыбора элементов:
2.2.1 Обоснование выбора транзистора
2.2.2 Обоснование выбора диодов
2.2.3 Обоснование выбора резистора
2.2.4 Обоснование выбора конденсатора
2.2.5 Обоснование выбора микросхем
3. Расчетная часть
3.1 Расчет надежности
3.2 Расчет узкого места
3.3 Расчет катушки индуктивности
4. Конструкторская часть
4.1 Обоснование разработки трассировки печатной платы
4.2 Обоснование разработки компоновки печатной платы
5. Технологическая часть
5.1 Изготовление печатной платы
6. Организационная часть
6.1 Организация рабочего места оператора при эксплуатацииэлектронной аппаратуры
7. Экономическая часть
7.1 Расчет себестоимости
8. Охрана труда
9. Техника безопасности при эксплуатации электроннойаппаратуры
Литература
Приложение (перечень элементов)
Введение
Предметомрадиоэлектронной техники является теория и практика применения электронных,ионных и полупроводниковых приборов в устройствах, системах и установках дляразличных областей народного хозяйства. Гибкость электронной аппаратуры,высокие быстродействия, точность и чувствительность открывают новые возможностиво многих отраслях науки и техники.
Развитие электроникипосле изобретения радио можно разделить на три этапа: Радиотелеграфный,радиотехнический и этап электроники.
К характерной особенностисовременной техники относится широкое внедрение методов и средств автоматики ителемеханики, вызванное переходом на автоматизированное управление. Непрерывноусложняются функции, выполняемые системами автоматизированного управления, аотносительная значимость этих систем в процессе производства непрерывно возрастает.
Первое направлениесвязано с постепенным усложнением систем телемеханики за счёт как усложненияструктур и увеличения потоков информации, так и увеличения удельного весапроцессов обработки информации, второе- с внедрение вычислительной техники вуправление производством и разработкой для целей оперативного управлениякомплекса устройств, называемых внешними устройствами вычислительных машин.Система внешних устройств ЭВМ, расположенных на расстоянии, представляет собойв основном систему телемеханики многопроводную или двухпроводную в зависимостиот способов передачи информации (включая устройства передачи данных).
В связи с широкимразвёртыванием работ по созданию крупных автоматизированных информационныхсистем, работающих с цифровыми вычислительными машинами, получивших названиеавтоматизированные системы управления (АСУ), значение систем телемеханики ипотребность в них существенно возрастают. В тех случаях, когда объектытерриториально разобщены и требуется автоматическая телепередача информации, системытелемеханики выполняют функции систем автоматического сбора и передачи для АСУинформации с нижних ступеней контроля и управления.
Первое направлениесвязано с постепенным усложнением систем телемеханики за счёт как усложненияструктур и увеличения потоков информации, так и увеличения удельного весапроцессов обработки информации, второе- с внедрение вычислительной техники вуправление производством и разработкой для целей оперативного управлениякомплекса устройств, называемых внешними устройствами вычислительных машин.Система внешних устройств ЭВМ, расположенных на расстоянии, представляет собойв основном систему телемеханики многопроводную или двухпроводную в зависимостиот способов передачи информации (включая устройства передачи данных).
1. Общаячасть
1.1.Анализ технического задания
Напряжение питания (В) ………………………………………12 – 15
Потребляемый ток, неболее (А) …………………………………… 0.4
Ток зарядки и разрядки,(А) ……………………………………… 0.3
Максимальнаярегистрируемая емкость (А.ч) …………………. 9,99
Ток зарядки и разрядки,(А) ……………………………………… 0.1
Данное зарядноеустройство (ЗУ) автоматизирует процесс зарядки аккумуляторов. Если аккумуляторне разряжен до напряженния 1 вольт, оно проведет его разрядку до этогонапряжения и только потом начнется зарядка. По ее окончанию ЗУ проверитработоспособность аккумулятора и, если он неиспрвен, подаст соответствующийсигнал.
1.2.Описание схемы электрической принципиальной
Предлагаемое ЗУпредназначено для одновременной независимой зарядки трех Ni-Cd или Ni-Mn аккумуляторов типоразмера АА или АААтоком 0,23А. Оно разработано на основе аналогичной конструкции с цельюупрощения в нем применен микроконтроллер со встроенным аналога – цифровымпреобразователем. Принципиальная схема собственно ЗУ состоит из узла управленияи трех одинаковых по схеме разрядно-зарядных ячеек А1-А2. Для его питанияприменен сетевой импульсный блок питания.
Узел управления собран намикроконтроллере PIC12F675 и регистре IN74HC164N.Выбор МК PIC12F675 обусловлен наличием встроенного аналого-цифрового преобразователяи невысокой стоимостью.
Типичнымпредставителями PIC производством фирмы Microsoft PIC контроллеры применяютсяв системах высокоскоростного управления автомобилями и электрическимидвигателями, приборах бытовой электроники, телефонных приставках с АОН,системах охраны с оповещением по телефонной линии АТС.
Почти во всехконтроллерах есть система прерываний источника прерываний, для которых могутслужить переполнение таймеров или изменения соответствий сигналов на некоторыхвходах БИС.
В PIC — контроллерахпредусморенна защита ПЗУ, которая предотвращает нелегальное копирование данных.
Каждаяразрядно-зарядная ячейка состоит из стабилизатора тока на микросхеме стокозадающим резистором, электронных ключей на транзисторах. В БП резистор R1 ограничивает пусковойток. Диодный мост выпрямляет напряжение сети, а фильтр сглаживает пульсациивыпрямленного напряжения. Преобразователь напряжения собран на микросхеме TNY264Р и работает начастоте около 132кГц.
После подачиМК на DD1 последовательно проверяет наличие подключенных к ячейкиаккумуляторов. При отсутствии напряжения на гнезде XS1 МК DD1 «Делает вывод», чтоаккумулятор не установлен и переходит к анализу следующей ячейки.
Когдааккумулятор подключен, МК DD1 измеряет его напряжение, и если оно более1Вольта, ячейка включается на режиме разрядки. На выводе 5 регистра DD2 появляется высокийуровень напряжения, открывается транзистор и через него протекает ток разрядки100мА. Как только напряжение аккумулятора станет менее 1В МК DD1 выключит режим разрядкии светодиод погаснет. Высокий уровень появиться на выводе 6 регистра DD2, откроются транзисторыи начнется зарядка аккумулятора при этом загорится светодиод, информируя о том,что началась зарядка аккумулятора.
1.3 Особенностиданного типа микропроцессора PIC12F675
Вычисляемый переход
Вычисляемый переход можетбыть выполнен командой приращения к регистру PCL (например, ADDWF PIC). Привыполнении табличного чтения вычисляемым переходом следует заботиться о том,чтобы значение PCL не пересеклограницу блока памяти (каждый блок 256 байт).
Стек
PIC12F675 имеет 8- уровневый 13-зарядный аппаратный стек. Стек неимеет отображения на память программ и память данных, нельзя записать илипрочитать данные из стека. Значение счетчика команд заносится в вершину стекапри выполнении инструкции перехода на подпрограмму (CALL) или обработки прерываний. Чтение из стека и запись всчетчик команд PC происходит привыполнении инструкций возвращения из подпрограммы или обработки прерываний (RETURN, RETLW, RETFIE),при этом значение регистра PCLHTне измениться.
Стек работает какциклический буфер. После 8 записей в стек, девятая запись запишется вместопервой, а десятая запись заменит вторую и так далее.
Примечание:
1. Вмикроконтроллере не имеется никаких указателей о переполнении стека.
2. Вмикроконтроллере не предусмотрено команд записи/чтение из стека, кроме командвызова/возвращения из подпрограмм (CALL, RETURN, RETLW и RETFIE)или условий перехода по вектору прерывании.
Порты ввода вывода
Некоторые каналы портовввода/вывода мультиплицированы с периферийными модулями микроконтроллера. Когдапериферийный модуль включен, вывод не может использоваться как универсальныйканал ввода/вывода.
Регистры PORTAи TRISA
PORTA – 6-разрядный порт ввода вывода. Всеканалы имеют соответствующие биты направления в регистре TRISA, позволяющие настраивать канал каквход или выход. Запись '1' в TRISAпереводит в соответствующий выходной буфер в 3-е состояние. Запись в '0' врегистр TRISA определяет соответствующий канал каквыход, содержимое защелки PORTAпередается на вывод микроконтроллера (если выходная защелка подключена к выводумикроконтроллера).
Чтение регистра PORTA возвращает состояние на выводахпорта, а запись производится в защелку PORTA. Все операции записи в порт выполняются по принципу«чтение — модификация — запись», т.е. сначала производится чтение состояниявыводов порта, затем изменение и запись в защелку.
RA4 – имеет триггер Шмидта на входе иоткрытый сток на выходе, мультиплицирован с тактовым входом TOCKI. Все остальные каналы PORTA имеют TTL буфер на входе и полнофункциональные выходные КМОПбуферы.
Каналы PORTA мультиплицированы с аналоговымивходами АЦП и аналоговым входом источника опорного напряжения. Биты управлениярежимов работы каналов порта ввода/вывода PORTA находятся в регистре ADCON1.
Примечание. После сборапо включению питания выводы настраиваются как аналоговые входы, а чтение даетрезультат '0'.
Проверка записи
В микроконтроллере PIC12F675 аппаратно не проверяется значение. Сохраненное при записи.Рекомендуется поверять фактически записанное значение контрольным чтением.Особенно проверку записи необходимо выполнять при возможном исчерпаниигарантированного числа циклов стирания/записи.
Защита от случайнойзаписи
Существуют условия при которыхзапись данных в EEPROM память иливо FLASH память программ не будет выполнена.В микроконтроллере PIC12F675 предусмотрены различные видызащиты от случайной записи. При включении питания сбрасывается в '0' бит WREN и во время счета таймера повключению питания PWRT (если онвключен) запись запрещена. Обязательная последовательность команд, бит WREN предотвращают случайную запись присборе микроконтроллера или сбое программы.
Защита записи FLASHпамяти программ.
В слове конфигурацииразмещен бит защиты записи во FLASHпамять программ командами микроконтроллера. Состояние этого бита может бытьизменено только в режиме программирования микроконтроллеров PIC12F675 по протоколу ICSP. Эта защита может быть включена только полным стиранием памятимикроконтроллера. Защита записи влияет на операцию чтения FLASH программ.
2.Исследовательская часть
2.1Обоснование выбора элементов схемы
2.1.1Обоснование выбора транзисторов
Произведём выбор наиболееподходящего полупроводникового прибора из ниже приведённого списка.
Таблица 3.1Тип транзистора Iк max Pk max UКБО мах F КТ 972А 4А 8Вт 60В 200МГц КТ 971А 17А 200Вт 60В 150МГц КТ 972Б 4А 8Вт 45В 200МГц
Выбираем транзистор снаибольшей мощностью и высокой частотой типа КТ 972А.
Таблица 3.2Тип транзистора Iк max Pk max UЭБО мах F КТ 315Г 100 мА 150 Вт 6 В 250 МГц КТ 315А 100 мА 150 Вт 6 В 200 МГц КТ 3151В 100 мА 200 Вт 6 В 100МГц
Выбираем транзистор смалой мощностью и высокой частотой типа КТ 315Г.
Таблица 3.3Тип транзистора Iк max Pk max UЭБО мах F КТ 973А 4 А 8 Вт 5 В 200 МГц 2Т877В 20 мА 50 Вт 5 В 100 МГц 2Т877Б 20 мА 50 Вт 5 В 100МГц
Выбираем транзистор свысокой мощностью и высокой частотой типа КТ 973А.
2.1.2Обоснование выбора диодов
Диоды VD1 1n5822 истабилитрон VD2 Bzx79-В8V2кремниевые.
Они удовлетворяют всемпоставленным требованиям, они дешевые и очень экономичны по питанию.
Импортный диодный мост RS207 мы заменим нашим КДС111А.
Его постоянное прямоенапряжение при I = 100мА и:
При температуреокружающей среды +25°С---------1,2В
При температуреокружающей среды -60°С — 1.3В.
Постоянный обратный ток Uобр.= Uобр.макс не более:
При температуреокружающей среды 25°С -----------3мкА
При температуреокружающей среды 85°С -----------50мкА
Данныйдиодный мост соответствует по всем параметрамю по этому свой выбор я остановлюна нем.
СветодиодАЛ307ЖМ арсенитгалевый светодиод для нашей схемы подойдет любой. Так как он используетсяв данной схеме как нндикатор то возьмем красный.
2.2.3.Обоснование выбора резисторов
Все резисторы выбираютсяпо требуемому номинальному значению и мощности. Иногда в особо точных схемахучитывается допустимое отклонение от номинальной величины сопротивления.Допустимое отклонение от номинальной величины сопротивления зависит от типарезистора: композиционный, проволочный, угольный. Выбирая резисторы помощности, определяется мощность рассеяния на каждом резисторе отдельно поформуле P=U/>I, P=U2/R, P=I2/>R, выведенные из закона Ома.Полученная величина увеличивается вдвое. Исходя из полученных значений,выбирают, резисторы эталонных мощностей: 0,125, 0,25, 0,5 ,1, 2 ,5, 10Вт и т.д.
Металлооксидные резисторысодержат резистивный элемент в виде очень тонкой металлической пленки,осажденной на основании из керамики, стекла, слоистого пластика, ситалла илидругого изоляционного материала. Металлопленочные резисторы характеризуютсявысокой стабильностью параметров, слабой зависимостью сопротивления от частотыи напряжения и высокой надежностью. ТКС резисторов типов МТ и ОМЛТ не превышает0,02%. Уровень шумов резисторов группы А не более 1мкВ/В, группы Б – не более 5мкВ/В.
2.2.4.Обоснование выбора конденсаторов
При выборе конденсаторовдля радиоэлектронных устройств, приходиться решать одну из противоположных посвоему характеру задач. Прямая задача – по известному стандартному напряжениюконденсатора найти максимально допустимые значения переменной и постояннойсоставляющих рабочего напряжения. Обратная задача заключается нахождения типа истандартного напряжения конденсаторов по рабочему режиму.
Под номинальнымнапряжением понимается наибольшее напряжение между обкладкам конденсатора, прикотором он способен работать с заданной надёжностью в установленном диапазонерабочих температур. Номинальное напряжение, оговоренное стандартами, называетсястандартным напряжением – оно маркируется на конденсаторах, выпускаемыхсогласно действующих стандартов. Под рабочим напряжением подразумеваетсязначения постоянного и переменного напряжения, которые действуют наконденсаторе при его работе.
Прямая задача нахождениярабочего напряжения по стандартному решается с помощью условий, оговоренных вдействующих стандартах. Однако эти условия справедливы лишь для тех случаев,когда переменная составляющая (пульсация) напряжения на конденсаторе меняетсяпо закону гармонического колебания.
Для решения обратнойзадачи – нахождения типа и стандартного напряжения конденсатора по рабочемурежиму, необходимо вначале найти минимальное напряжение, а затем выбратьближайшее к нему стандартное значение.
Величина рабочегонапряжения конденсатора ограничивается тремя требованиями:
а) конденсатор не долженперегреваться;
б) перенапряжение на нёмнедопустимо;
в) он должен быть защищёнот прохождения обратных токов, если это полярный оксидный конденсатор.
Для того чтобыконденсатор не перегревался следует рассчитать выделяемую на нём реактивнуюмощность. Она не должна превышать номинальную мощность конденсатора.
Чтобы защититьконденсатор от перенапряжения, рабочее напряжение на нём не должно превышатьноминальное. Это условие формулируется в стандартах как сумма постояннойсоставляющей и амплитуды переменной составляющей рабочего напряжения не должнабыть больше стандартного напряжения.
Полярные оксидныеконденсаторы, помимо перегрева и перенапряжения, должны быть защищены отпрохождения разрушающих обратных токов. Чтобы оксидная плёнка быланепроводящей, потенциал оксидированного метала (анода) должен всегда превышатьпотенциал второго электрода (катода). С этой целью в стандартах оговаривается,что амплитуда переменной составляющей напряжения не должна превышать постояннуюсоставляющую.
Керамическиеконденсаторы представляют собой пластинки, диски или трубки из керамики снанесенными на них электродами из металла. Для защиты от внешних воздействийэти конденсаторы окрашивают эмалированной краской или герметизируют, покрываяэпоксидными компанентами после чего заключают в специальный корпус.Керамические конденсаторы широко применябтся в качестве контурных,блокировочных, разделительных. Конденсаторы с диэлектриком из высококачественойкерамики характеризуются высокими электролитическими показателями исравнительно небольшой стоимостью. Сопративление изоляции этих конденсаторовпри 200С превышает 5…10 ГОм, тангенс угла потерь на частотахпорядка.
Электролитическиеи оксидно-олупроводниковые конденсаторы отличаются малыми размерами, большимитоками утечки и большими потерями. При одинаковых номинвльных напряжениях иноминальных емкостях объем танталовых конденсаторов меньше объема конденсаторовс аллюминивыми анодами. Танталовые конденсаторы могут работать приболееевысоких температурах, их емкость меньше изменяется при изменении температуры,токи утечки у них меньше. Оксидно-полупроводниковые конденсаторы могут работатьпри более низких температурах, чем электролитические.
Проводимостьшироко распространненных электролитических и оксидно-полупроводниковыхонденсаторов сильно зависит от полярности приложенного напряжения, поэтому онииспользуются лишь в цепях постоянного и пульсирующего токов.
Электролитическиеи оксидно-полупроводниковые конденсаторы используются в фильтрах выпрямителей,в качестве блокирующих и развязывающих в цепях звуковых частот, а также вкачестве переходных в полупроводниковых усилителях звуковых частот.
2.2.5 Обоснование выбора микросхем.
В схеме зарядногоустройства на микроконтроллере PIC 12F675 используется сдвигающий регистрна 8 выходов IN74HC164N – мыего заменим на КР1157FH5A
Электрические параметрысдвигающего регистра IN74HC164N:
Выходное напряжение………………………………………..5В+ 0,1В
Ток потребления ……………………………………………..5мА
Ток нагрузки….............................................................................1А
Нестабильность понапряжению …………………………… + 0,05%
Микросхему LM7805CT и 78L05заменим на КР142ЕН2А
Электрические параметрыКР142ЕН2А:
Выходное напряжение………………………………………………5В
Ток потребления……………………………………………………..4мА
Нестабильность понаправлению ……………………………….. 0.3%
Входное напряжение………………………………………………...20В
Выходное напряжение………………………………………………20В
Выходной ток …………………………………………….................50мА
Микросхема TNY264P импортная микросхема аналогов нет.
3. Расчетнаячасть
Расчетнадежности
Расчет надежностипроводится на этапе проектирования. Для расчета задаются ориентирные данные. Вкачестве температуры окружающей среды может быть принято среднее значениетемпературы в нутрии блока. Для большинства маломощных полупроводниковыхустройств она не превышает 400С.
Для различных элементовпри расчетах надежности служат различные параметры. Для резисторов итранзисторов это допустимая мощность рассеивания, для конденсаторов допустимоенапряжение, для диодов — прямой ток.
Коэффициенты нагрузок дляэлементов каждого типа по напряжению могут быть определены по величиненапряжения источника питания. Так для конденсаторов номинальное напряжениерекомендуется брать в 1.5 -2 раза выше напряжения источника питания.Рекомендуемые коэффициенты приведены в таблице 1.
Таблица 1.Наименование элемента Контрольные параметры k нагрузки импульсный режим статический режим Транзисторы
Ркдопkн = Рф / Ркдоп 0,5 0,2 Диоды
Iпрмахkн = Iф / Iпрт 0,5 0,2 Конденсаторы
Uобклkн = Uф / Uобкл 0,7 0,5 Резисторы
Pтрасkн = Рф / Рдоп 0,6 0,5 Трансформаторы
Iнkн = Iф / Iндоп 0,9 0,7 Соединители
Iконтактаkн = Iф / Iкдоп 0,8 0,5 Микросхемы
Iмах вх / Iмах вых - -
Допустимую мощностьрассеяния резисторов можно определить от принятым обозначении на схеме.
Допустимую мощностьрассеяния следует брать в качестве номинального параметра, надо брать вполовину меньше согласно таблице 1.
Для конденсаторовноминальным параметром в расчете надежности считается допустимые напряжения наобкладках конденсатора. В большинстве схем этот параметр не указывается. Егоследует выбирать исходя из напряжения источника питания. Uн, для конденсатора следует брать вдва раза (или в полтора) больше напряжения источника питания. При этом следуетучитывать, что согласно ГОСТу конденсаторы выпускаются на допустимое напряжение(в вольтах) 1; 1,6; 2,5; 3,2; 4; 6,3; 10; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100;125; 160; 200; 250; 315; 350.
Конденсаторы на болеевысокие допустимые напряжения на обкладках, в схемах курсового и дипломногопроектирования практически не применяются.
Фактически знание (Uф) для конденсаторов в расчете надежности следует братьв половинку меньше выбранного.
Для транзисторовноминальный параметр Рк допустимое следует брать из справочников.
Для диодов контролируемыйпараметр величина прямого тока Iпр. Брать в справочниках.
Фактическое значениепараметров этих элементов следует брать исходя из рекомендации таблицы 1.
При увеличениикоэффициента нагрузки интенсивность отказов увеличиться.
Она так же возрастает,если элемент эксплуатируется в более жестоких условиях: при повышеннойтемпературе, влажности, при ударах и вибрациях. В стационарной аппаратуре,работающей в отапливаемых помещениях, наибольшее влияние на надежностьаппаратуры имеет температура.
Определяя интенсивностьотказов при t0= 200C приведены втаблице 2.
Интенсивность отказовобозначается λ0. Измеряется λ0в (1/час).
Таблица 3.Наименование элемента
λo*10-6 1/час /> /> Микросхемы средней степени интеграции 0,013 /> Большие интегральные схемы 0,01 /> Транзисторы германиевые: Маломощные 0,7 /> Средней мощности 0,6 /> мощностью более 200мВт 1,91 /> Кремневые транзисторы: Мощностью до 150мВт 0,84 /> Мощностью до 1Вт 0,5 /> Мощностью до 4Вт 0,74 /> Низкочастотные транзисторы: Малой мощности 0,2 /> Средней мощности 0,5 /> Транзисторы полевые 0,1 /> Конденсаторы: Бумажные 0,05 /> Керамические 0,15 /> Слюдяные 0,075 /> Стеклянные 0,06 /> Пленочные 0,05 /> Электролитические (алюминиевые) 0,5 /> Электролитические (танталовые) 0,035 /> Воздушные переменные 0,034 /> Резисторы: Композиционные 0,043 /> Плёночные 0,03 /> Угольные 0,047 /> Проволочные 0,087 /> Диоды: Кремневые 0,2 /> Выпрямительные 0,1 /> Универсальные 0,05 /> Импульсные 0,1 /> Стабилитроны германиевые 0,157 /> Трансформаторы Силовые 0,25 /> Звуковой частоты 0,02 /> Высокочастотные 0,045 /> Автотрансформаторные 0,06 /> Дроссели: 0,34 /> Катушки индуктивности 0,02 /> Реле 0,08 /> Антенны 0,36 /> Микрофоны 20 /> Громкоговорители 4 /> Оптические датчики 4,7 /> Переключатели, тумблеры, кнопки 0,07n /> Соединители 0,06n /> Гнезда 0,01n /> Пайка навесного монтажа 0,01 /> Пайка печатного монтажа 0,03 /> Пайка объемного монтажа 0,02 /> Предохранители 0,5 /> Волновые гибкие 1,1 /> Волновые жесткие 9,6 /> Электродвигатели: Асинхронные 0,359 /> /> Асинхронные вентиляторы 2,25 />
Порядок расчета.
В таблицу 3 заносятсяданные из принципиальной схемы.
Таблица заполняется поколонкам. В 1-ую колонку заносятся наименования элемента, его тип определяетсяпо схеме. Часто в схемах не указывается тип конденсатора, а дается только егоёмкость. В этом случае следует по емкости, и выбрать подходящий типконденсатора в справочнике. Тип элемента заносится во вторую колонку.
Однотипные элементызаписываются одной строкой, а их число заносится в колонку 4.
Микросхемы внезависимости от типа объединяются в одну группу и записываются в одну строку.Это связано с тем, что у них независимо от типа одинаковая интенсивностьотказов, и они могут работать в достаточно широком диапазоне температур.(Большие интегральные схемы не применяются в курсовых и дипломных проектах).
В колонку 4 заноситсятемпература окружающей среды. Её надо определять, исходя из назначения прибораили устройства. Если устройство работает в отапливаемом помещении и не имеетмощных транзисторов, температуру можно брать 400С.
Далее следует запомнитьколонку 6. пользуясь теми рекомендациями, которые были даны выше.
Студенту, как правило, неизвестны фактические параметры элемента. Выбирать их надо, руководствуясьрекомендациями таблицы 1.
Коэффициенты нагрузок.
Для транзисторов: kн= Pф / Pкдоп = Pф / Pн
kн= 100/200=0,5
Для диодов: kн =Iф/Iпрср= Iф/Iн
kн = 0.5/1=0,5
Для резисторов: kн =Pф / Pн
kн =0,25/0,125=0,5
Для конденсаторов: kн= Pф / Pн
kн =6/12=0,5
Если kн в таблице для элемента не указано, то следует ставитьпрочерк или брать kн = 0,5.
Колонка 7 заполняется посправочнику.
Далее определяетсякоэффициент влияния (ά), которое показывает, как влияет на интенсивностьотказов окружающая элемент температура в связи с коэффициентом нагрузки.Находят (ά) по таблице 4.
При k = 0,5 и t=400Сзначение, а будет =
Для полупроводниковыхприборов 0,3
Для керамическихконденсаторов 0,5
Для бумажныхконденсаторов 0,8
Для электролитическихконденсаторов 0,9
Дляметаллодиэлектрических или металлооксидных резисторов 0,8
Для силовыхтрансформаторов 0,6
Для германиевыхполупроводниковых диодов ά брать таким, как у кремневых. Если в таблиценет тех элементов, которые есть в конкретной схеме. Следует спросить упреподавателя, как быть.
Колонка 10 заполняется изсоответствующей таблицы 2.
Колонка 11 λi = ά*λ
Если изделие испытываетвоздействие ударных нагрузок или реагирует, на влажность, атмосферное давление,следует учесть это влияние. В этом случае λi в колонке 11
λi = λ0*а*а1*а2*а3
где а – коэффициентвлияния температуры;
а1 — коэффициент влияния механических воздействий;
а2 — коэффициентвлияния влажности;
а3 — коэффициент влияния атмосферного давления.
Когда колонка 12заполнена. Можно рассчитать среднее время наработки на отказ Tср.
Для этого суммируют всезначения колонки 12, получая
∑λс. Тогда Tcp = 1/∑λс (час)
Следует помнить, что ∑λс– число, умноженное на 10-6, т.е. при делении 10-6перейдет в числитель
Σ λс = 5,119*10-6
Тср = 1/5,119*10-6
Тср = 106/0,1953507=195350,7часов.