Федеральное агентство по образованию
Томский государственный университетсистем управления и радиоэлектроники (ТУСУР)
Кафедра промышленной электроники(ПрЭ)
Пояснительная записка к дипломномупроекту
Стабилизатор тока электродиализатора
2009
Реферат
Объектом разработкиявляется источник питания электродиализатора для концентрирования щелочногоэлектролита.
Цель работы –разработка устройства с регулируемым током и минимальными габаритами и массой.
В процессе работыпроизводился сравнительный анализ с существующими аналогами. Определялисьнедостатки и выбирались решения для устранения недостатков в разрабатываемомустройстве.
В результатепроведенной работы разработана принципиальная схема устройства, удовлетворяющаязаданным параметрам, изучены особенности устройств подобного типа и назначения.
Достигнутытехнико-эксплуатационные показатели: широкий диапазон регулирования тока ивысокая точность его регулирования при воздействии внешних факторов.
Дипломная работа выполнена втекстовом редакторе MS Word 2007, с применением MathCad14, Microsoft Visio2007, Р-CAD 2004, Photoshop 13, SolidWorks2006.
Abstract
Theobject of development is the power source elektrodializatora for theconcentration of alkaline electrolyte.
Thepurpose of this project is to develop device with adjustable current andminimal dimensions and weight.
Basedon the comparing analysis of the existing similar models the disadvantages ofthe unit were revealed and the ways of improving investigated.
As aresult the principle board of the device corresponding to all the basicparameters required has been developed, the specific features of the similardevices and their purposes have been investigated.
Operationalparameters are achived: wide range of use of welding current and high accuracyof its regulation at at influence of external factors.
Degreeproject is executed in text editor MS Word 2007 with use of MathCad 14,Microsoft Visio 2007, Р-CAD 2004, Photoshop 13,SolidWorks 2006.
/>/>Введение
Установка концентрирования щелочного электролита,предназначена для увеличения содержания щелочи в исходном растворе методом егоэлектродиализного концентрирования.
Простейшаяэквивалентная схема электродиализатора представляет собой нелинейное активноесопротивление с емкостью включенной параллельно. Величина этого сопротивлениязависит: от температуры, от концентрации примесей в исходной воде, отпроизводительности и режима работы и изменяется в широких пределах. Скоростьэлектрохимических процессов в диализаторе прямо пропорциональна величинесреднего значения тока, поэтому электродиализатор целесообразно питать отисточника тока [1,2].
/>/>1. Описаниеустановки
Технологическиепараметры очистки щелочного электролита:
— содержание щелочи в исходномрастворе не менее…....20 г/л
— содержание щелочи в готовомобработанном растворе
не менее……………………………………………………..170г/л
— производительность поисходному электролиту
не менее……………………………………………………20л/час
Технология обработки электролита с целью его концентрированияоснована на электродиализном способе, позволяющем разделить поток исходногораствора электролита на два потока — более концентрированный и болееразбавленный (деминерализованный) растворы по отношению к исходному.Принципиальная схема установки концентрирования представлена на рисунке 1.1.
Исходный поток разбавленного электролита Iис из бака БП подаётся на электродиализатор ЭДА-1, где происходит его разделениена два потока. Сильно разбавленный поток электролита Iр направляется в бак БВРЩ. Второй, болееконцентрированный поток электролита Iк, подаётся для дальнейшегоконцентрирования в бак БПР второй ступениконцентрирования и далее на электродиализатор ЭДА-2, где, в свою очередь, делитсяна два потока. Поток Ipразбавленногоэлектролита поступает обратно в бак БПР или в бак БРЧЩ для повторногоконцентрирования, а поток Iк концентрированного растворащёлочи направляется в промежуточный бак БХЧЩ, из которого затем поступает вбак БЧЩ для приготовления аккумуляторного электролита,заливаемого в АБ[3].
Сущность метода электродиализазаключается в использовании направленного движения ионов в растворе всоответствии со знаками их зарядов под действием разности потенциалов,приложенной к электродам [4].
Электродиализный аппарат состоитиз двух электродов и пакета рабочих рамок, разделенных ионоселективнымимембранами, анионо — и катионоселективными. Таким образом, часть рабочих рамоквыполняет функцию камер обессоливания, а часть камер концентрирования.
/>/>2. Разработкафункциональной схемы устройства
/>/>2.1 Выбор структуры силовой части
Простейшаясистема питания электродиализатора представляет собой однофазный управляемыйвыпрямитель со средней точкой вторичной обмотки трансформатора, подключенный кего электродам.
Среднеезначение тока на нагрузке стабилизируется временем открытого состояниятиристоров. При уменьшении эквивалентного сопротивления нагрузки, дляподдержания среднего тока на заданном уровне, угол проводимости тиристоровуменьшается, что приводит к увеличению действующего значения тока, а значит и кувеличению нагрева как самого электролита, так и силовых элементов регулятора.Ставится задача стабилизации среднего значения тока без изменения его формы. Вкачестве регулятора для такого стабилизатора может выступать непосредственныйпреобразователь напряжения понижающего типа, работающий на повышенной частотемного большей частоты сети. Структурная схема предлагаемого стабилизатора токапредставлена на рисунке 2.1.
Обоснованиеэтому служат расчетные формулы [5]:
/> (2.1)
/>
где T- период синусоиды, γ — относительная длительность паузы на полупериоденапряжения сети, Imax – амплитуда тока, Iср — среднее значение за полпериода, Iд – действующее значение, kф– коэффициент формы.
Длякоэффициента kф формыможно построить наглядный график приведенный на рисунок 2.2.
Рисунок2.2 показывает, что у тиристорной схемы управления при увеличение относительнойдлительности γ паузы действующее значение тока возрастает, а упредложенной схемы оно остается неизменным.
Вкачестве такого регулятора может выступать непосредственный преобразовательнапряжения понижающего типа работающий на повышенной частоте много большейчастоты сети. Функциональная схема предлагаемого стабилизатора тока изображенана рисунок 2.3.
Всхеме представлено два непосредственных преобразователя понижающего типавключенных параллельно, со сдвигом в 180 градусов, и работающих с одного входана один выход.
/>/>2.2 Выбор структуры системы управления
Дляуправления ключами в данном проекте используется принцип широтно-импульсной модуляции.На сегодняшний день производители выпускают широкий ряд интегральных микросхем,реализующих этот принцип управления. Использование этих микросхем значительноупрощает систему управления, позволяет минимизировать потребляемую мощность ичисло вспомогательных источников питания системы управления, реализовать защитупо току силовых ключей и т.д. В конечном счете, использование интегральныхмикросхем позволяет снизить стоимость и повысить качество работы источникапитания.
Приреализации сложных алгоритмов управления с применением аналоговых интегральныхмикросхем принципиальная схема модуля управления значительно усложняется итребует увеличения числа элементов, что приводит к уменьшению надежностиустройства в целом. Уход параметров дискретных элементов таких как:сопротивление резисторов, емкость конденсаторов – приводит к деградациипараметров стабилизатора. Изменяется петлевой коэффициент усиления обратнойсвязи стабилизатора, а соответственно коэффициент стабилизации возмущающихвоздействий, изменение коэффициентов усиления цепи защиты приводит кнепраильному срабатыванию аппаратной защиты и т.д. Так же к недостаткаманалоговых схем управления нужно отнести повышенную чувствительность ккондуктивным и электромагнитным помехам возникающим в результате коммутациисиловых элементов преобразователя…
Дальнейшееувеличение сложности алгоритмов работы преобразователя привело к появлению комбинированныхсистем управления, содержащую аналоговый и цифровой контроллер (иликомбинированных аналого-цифровых схем управления. В которых как и преждефункцию стабилизации выходного параметра тока, напряжения или мощностиосуществляет аналоговая часть, а цифровой микроконтроллер осуществляет функциюзадатчика через ЦАП для аналоговой части и осуществляет весь алгоритм работы:старт преобразователя, выход на режим, работа, отключение и т.д… Кромеуправления преобразователем микроконтроллер может осуществлять другие функции,например цифровую индикацию, настройку преобразователя с помощью кнопок, связьс другими устройствами и др. Это значительно повышает функциональность иудобство использования преобразователя. Но использование аналогового ицифрового контроллеров вместе ведет к повышению стоимости системы управления.По-прежнему сохраняется зависимость от качества дискретных компонентов. Дляпреобразования цифрового сигнала в аналоговый требуются дополнительныесогласующие устройства. Такой структуре присуще практически все недостаткианалоговой системы управления.
Производителиинтегральных микросхем продолжают создавать новую продукцию, отвечающуюсовременным потребностям разработчиков. На сегодняшний день в системахуправления источников электропитания нашли широкое применение цифровыесигнальные микроконтроллеры, DSP микроконтроллеры. Основным отличаем DSPмикроконтроллеров от обычных является наличие MAK функций позволяющихреализовать алгоритмы цифровой обработки данных с АЦП и реализовать цифровыефильтры. Сегодня можно приобрести цифровые DSP контроллеры, предназначенные специально для управленияпреобразователями. Они отличаются от обычных микроконтроллеров тем, что имеют всвоем составе быстродействующие модули АЦП и модуль ШИМ, содержащий всенеобходимые элементы для реализации управления (корректирующее звено, защита потоку, формирователь импульсов и т.д.). Использование таких микроконтроллеровуменьшает количество дискретных аналоговых компонентов, время разработки и еестоимость, повышают удобство настройки прибора. Поэтому в данном проекте будетиспользован один из таких специализированных микроконтроллеров – 56F8013фирмы Freescale Semiconductor [6].
/>/>3. Разработкаэлектрической принципиальной схемы/> устройства
/>/>3.1 Расчет параметров и выбор элементов силовой части
По техническим требованиям:
— амплитуда входного напряжения />;
— средний выходной ток />;
— пульсации тока на частоте преобразования />;
— частота преобразования />.
Диаграммыработы преобразователя приведены на рисунке 3.1. Диаграммы работы показываютработу одного непосредственного преобразователя т.к. диаграммы работы второгобудут идентичны, за исключением сдвига в 180 градусов.
Навход преобразователя подается выпрямленное синусоидальное напряжение амплитудой70В. На рисунке 3.1 показаны напряжения управления транзисторами с частотойпреобразования 40 кГц. При расчете были заложены пульсации выходного тока в 10процентов, но так как у нас два преобразователя включенных параллельно, тофактические пульсации будут в два раза меньше.
Действующийток на выходе преобразователя рассчитывается по формуле:
/> (3.1)
Мощностьнагрузки рассчитывается по формуле:
/> (3.2)
Активноесопротивление рассчитывается по формуле:
/> (3.3)
Максимальныйток в нагрузке рассчитывается по формуле:
/> (3.4)
Приравном распределении мощности в обоих каналах получим ток каждого канала поформуле:
/> (3.5)
Действующийток нагрузки рассчитывается по формуле:
/> (3.6)
Максимальныепульсации тока будут при относительной длительности импульса равной 0.5 ирассчитываются по формуле:
/> (3.7)
Определиминдуктивность дросселя по формуле:
/> (3.8)
/>/> 3.1.1 Расчет силового дросселя
ВыбираемШ — образный сердечник из материала N87 фирмы Epcos [7].Конструктивные параметры которого приведены на рисунке 3.2 в мм.
Втаблице 3.1. приведены эффективные параметры сердечника.
Таблица3.1 — Эффективные параметры
C1, мм-1
Ae, мм2 Le, мм
Ve, мм3
AL, нГн/N2 0.27 535 147 78600 526(N87)
гдеC1 – коэффициент формы сердечника(Magnetic Core Factor);
Ae – эффективнаяплощадь сечения магнитопровода;
Le – эффективнаядлина средней магнитной линии сердечника;
Ve – эффективныймагнитный объем;
AL –индуктивность на виток.
Произведемрасчет площади сердечника по формуле 3.9.
/> (3.9)
Введемзазор />. Магнитная постоянная />
Подставимзначения в формулу 3.10 и получим число витков
/> (3.10)
округлимзначение число витков до 15.
Индукциянасыщения рассчитывается по формуле 3.11
/> (3.11)
Зададимсязначением коэффициента укладки /> и плотности тока />
Необходимаяплощадь сечения провода:
/> (3.12)
Определимплощадь провода:
/> (3.13)
выполняетсясоотношение
Площадьпровода диаметром равным 1.1 мм:
/> (3.14)
Числожил в витке:
/> (3.15)
округляемзначение до 6 жил в витке.
Высотаокна /> вычисляем ширину окна
/> (3.16)
Таблицы обмоточных данныхприведены в Приложении Б.
/>/> 3.1.2 Выбор выходных диодов
Начальными параметрами длявыбора силового диода являются максимальное обратное напряжение и максимальныйсредний ток через диод. Наибольший средний ток на диодах будет при максимальномвыходном токе стабилизации т.е. при 70А на выходе преобразователя при короткомзамыкание в нагрузке. Преобразователе имеет два одинаковых канала которые делятсредний ток по полам, поэтому максимальный средний ток в диодах будет равен:
/> (3.17)
очисткащелочной электродиализ устройство
Максимальное обратное напряжение надиоде будет во время открытого ключа VT1 (рис) исоставляем максимально возможное входное напряжение.
Выберем диоды80CPQ150 фирмы International Rectifier[8]. Водном корпусе содержаться два диода Шотки. Параметры диода:
IF(AV)=80 А – среднее значение прямого тока в диоде притемпературе t=90°C;
VR=150В – максимальное обратное напряжение;
VFM=1.09В – максимальное прямое напряжение при t=25°C (из графика в документации).
Определим максимальныестатические потери в диоде:
/> (3.18)
Общие потери в выходных диодах:
/> (3.19)
/>/> 3.1.3 Расчет и выбор силовых транзисторов
Появление в 70-х годах прошлого века высоковольтныхполевых транзисторов с вертикальной структурой произвело переворот всхемотехнике и характеристиках источников вторичного электропитания (ИВЭП).Высокие скорости переключения, отсутствие насыщения, простота управлениязатворами, устойчивость к перегрузкам по току и dV/dtпозволили проектировать ИВЭП с частотами преобразования до сотен килогерц иудельными мощностями свыше 1000 Вт/дм3. В то же время по статическимпотерям MOSFET значительно проигрывали биполярным транзисторам итиристорам, что ограничивало их применение в мощных преобразователях. Поэтомуосновные усилия фирм-производителей были направлены на уменьшение величинысопротивления в открытом состоянии и увеличение максимального напряжения «сток— исток».
В 1998 году компания Infineon Technologies представила новый тип MOSFET-транзисторовпод торговой маркой CoolMOS с напряжением «сток — исток» в закрытом состоянии 600и 800 В, в которых удалось снизить сопротивление в открытом состоянии более чемв 5 раз по сравнению с обычными полевыми транзисторами с вертикальнойструктурой. Помимо сверхнизких статических потерь транзисторы CoolMOS обеспечивают более высокую, чем у MOSFET, скоростьпереключения благодаря меньшей площади кристалла и, как следствие, болеенизкие потери переключения.
Общим недостатком полевых транзисторов с вертикальнойструктурой является наличие паразитного антипараллельного диода снеудовлетворительными характеристиками обратного восстановления, что оченьусложняет их использование в преобразователях с рекуперацией реактивнойэнергии. Это заставляет производителей разрабатывать технологии, позволяющиеулучшить характеристики встроенного диода. Примером может служить семействотранзисторов HiPerFET компании IXYS.
Второйподход к решению данной проблемы заключается в блокировке паразитного диодапоследовательным с транзистором диодом Шоттки и подключениивстречно-параллельно диода ULTRAFAST или SiC (рисунок 3.3). Приборы, реализующие этот принцип,выпустила компания Advanced Power Technology. Однако наличие последовательного диода резко увеличивает статическиепотери по сравнению с одиночным MOSFET [9].
Длявыбора силового транзистора требуются следующие параметры:
— амплитуда входного напряжения />;
— действующий выходной ток />.
Сучетом этих параметров выбираем транзистор IRFPS3815 фирмы International Rectifier[10]. С параметрами:
— максимальное напряжение ключа VDSS=150 В;
— действующий ток через транзистор Id=105 А;
— сопротивление открытого транзистора RDS=0.015 Ом.
Корпустранзистора в ТО-247.
Определимстатические и динамические потери в транзисторе при сопротивлении затвора Rзатвора= 1 Ом, напряжении питания Uупр= 10 В. Сопротивление открытого транзистора взято изтехнической документации и равно Rоткр=0.015 Ом
Статическиепотери в транзисторе равны:
/> (3.20)
Длярасчета динамических потерь зададимся следующими параметрами:
— время нарастания фронта tнарастания=130 нс;
— время спада фронта tспада=60нс.
/> (3.21)3.1.4 Расчетцепи питания драйверов
Для обеспечения питаниявыходного каскада драйвера было принято решение сделать трансформаторнуюразвязку. Первичная обмотка трансформатора запитывается от одной из вторичныхобмоток трансформатора вторичного источника питания. Для этого произведемрасчет трансформатора. Определим начальные условия:
— магнитная индукция Bипсн=0.1 Тл;
— частота преобразования Fипсн=100 кГц;
— площадь сердечника Sипсн=15 мм2;
— входное напряжение переменное Uвх=12 В;
— выходное напряжение Uвых=15 В.
Определим количество витковпервичной обмотки:
/> (3.22)
Определим коэффициенттрансформации:
/> (3.23)
Произведем пересчет ко вторичнойобмотки, получим:
/> (3.24)
В качестве сердечника используемсердечник марки EFD15 фирмы Epcos.Провод выбираем ПЭВ-2-0.15 ГОСТ 7262-78.
/>/> 3.2 Моделирование силовой части
Цельюмоделирования является построение нагрузочных характеристик преобразователя сучетом обратной связи, подтверждения правильного выбора цепей обратной связи,корректирующего звенах[11]. Моделирование проводится в специализированномпакете OrCAD 9.2, модель представлена на рисунке 3.4
Количествоканалов НПН преобразователей не влияет на нагрузочную характеристику источникапитания, поэтому с целью ускорения расчетов модели моделирование проводилось сучетом одного канала. Уменьшение коэффициента пульсаций до уровня с двумя НПНпреобразователями было за счет выходной индуктивности. Для ускорения расчетамодели преобразователя некоторые элементы заменены их идеальными эквивалентами.Диод и транзистор выполнены на идеальных ключах S1 и S2,имеющие параметры:
— напряжение открытого состояния ключа 1 В;
— напряжение закрытого состояния ключа 0 В;
— сопротивление открытого состояния ключа 0.001 Ом;
— сопротивление закрытого состояния ключа 1 МОм.
Вкачестве нагрузки используется резистор R1, резистор R4 используетсяв качестве токового шунта и рассчитывается по формуле:
/>
Заданиявходного напряжения нужной формы и амплитуды был использован источниксинусоидального напряжения V1 с параметрами: Амплитудное значение 70 В и частота50 Гц, последовательно соединенный с математическим элементом ABS,представляющий из себя математический операционный модуль, на выходе которогомы получали выпрямленное напряжение с частотой 100 Гц и средним значением 50 В.Система управления представляет собой формирователь импульсов, генераторлинейно-изменяющегося напряжения, источник опорного напряжения, сумматоры и ПИДрегулятор. Генератор линейно-изменяющегося напряжения V2 имеетпараметры:
— напряжение нижнего уровня V0 – 0 В;
— напряжение высокого уровня V1 – 2.5 В;
— время задержки TD – 0 c;
— время нарастания фронта TR – 24.9 мкс;
— время спада фронта TF – 0.1 мкс;
— длительность импульса PW – 0 c;
— длительность периода PER – 25 мкс.
Источникопорного напряжения представлен источником постоянного напряжения V3 изначением 2.5 В. В ПИД регуляторе числитель задает усиление, а знаменательпредставлен в виде интегрирующего звена.
Моделированиепроводится путем изменения нагрузки от холостого хода до короткого замыкания,при этом учитывается сопротивление токового шунта и снятия показаний выходноготока с шунтирующего резистора. Значения снятые с шунтирующего резистораподставлялись в формулы 3.23 и 3.24 для определения среднего значения тока инапряжения.
/> (3.25)
/> (3.26)
Втаблице 3.2 приведены результаты расчетов для построения нагрузочныххарактеристик, где Rn диапазон изменения сопротивления нагрузки, Isr среднее значение тока, Usrсреднее значение напряжения.
Таблица3.2 — Результаты расчетовRn Isr Usr Isr Usr Rn Isr Usr Rn Isr Usr 45 200 0,2 45 100 0,429 45 0,714 45 100 1 45 100 1 45 15 2,943 45 9 4 45 15 2,8 44,6 11 4 44,94 5 8,8 44,5 11 3,8 43,7 9 4,886 44,842 4,914 45 3 14,6 44,4 9 4,5 43,3 7 6,314 44,721 2,5 7 6 42,2 5 8,771 44,664 8,886 44,74 2 21,6 43,9 5 8,2 41,7 3 14,686 44,571 1,5 28 42,9 3 13,1 39,7 1 42,971 44,475 42,514 44 1,4 29,4 42,2 0,85 50,143 44,376 1,3 1,5 20 30,7 0,8 53,229 44,446 49,571 41,392 1,1 34 38,5 0,75 56,514 44,364 1 34,7 35,9 0,7 60,086 44,163 50,914 37,422 0,85 36,7 32,5 1,1 22,6 25,7 0,65 63,629 43,586 0,8 37 30,9 1 23,1 23,9 0,637 64,543 43,373 51,8 34,81 0,7 37,9 27,8 0,7 25,1 18,4 0,6 65,657 41,692 0,6 39,4 25 0,6 25,9 16,4 0,55 66,343 38,811 0,5 67 35,845 53,571 28,661 0,5 40 21,4 0,45 67,8 32,883 0,4 68,514 29,804 54,829 23,85 40,7 17,7 0,4 27,2 11,8 0,35 68,943 26,543 0,3 69,371 23,239 55,543 18,607 41,7 14 0,25 69,743 19,877 0,2 70,086 16,47 55,886 13,133 41,8 9,8 0,15 70,429 13,029 0,1 70,571 9,527 56,343 7,606 42,4 5,7 0,05 70,714 6,011 Продолжение Таблицы 3.2 — Результаты расчетов Rn Rn Rn Rn Rn Rn Rn Rn Rn Rn Rn 0,001 70,943 2,5554 56,6 2,038 42,429 1,5 28,3 1 71,2
После полученных результатовбыли построены графически нагрузочные прямые и представлены на рисунке 3.5.
По полученным нагрузочнымхарактеристикам можно увидеть, что разрабатываемый преобразователь являетсяисточником тока в диапазоне требуемого изменения выходного напряженияудовлетворяет требованиям технического задания.
Так же нужно отметить, что формавыходного тока при разных относительных длительностях импульса управления неизменяется, а только меняет свою амплитуду. Это хорошо видно на рисунке 3.6.
При построении диаграммсопротивление нагрузки оставалось неизменным. Пульсации возрастают при уменьшенииотносительной длительности импульса, и максимальные пульсации будут при относительнойдлительности импульса равной 0.5. />/>3.3 Расчет параметров и выбор элементов системы управления
Системауправления источника должна выполнять несколько функций:
–формирование алгоритма работы ключей инвертора;
–отслеживание и стабилизация выходного тока;
–защита от перегрева прибора./>/>3.3.1 Расчет и выбор датчика выходного тока
Основной задачей источникаявляется стабилизация заданного значения тока. Для этого требуется знатьзначение тока в выходной цепи источника. Существует несколько распространенныхтипов датчиков тока:
— токовый шунт;
— датчик тока на основе эффектаХолла.
Токовый шунт устанавливаетсяпоследовательно в цепь протекания тока, поэтому на нем рассеивается околодесяти ватт мощности, поэтому габариты такого датчика весьма велики. Крометого, стоимость шунтов рассчитанных на токи в сотни ампер довольно высока исопоставима со стоимостью без контактных датчиков на эффекте Холла. Поэтомуприменение шунта становится не выгодным.
Магнитные датчики тока наэффекте Холла гальванически развязаны с измеряемой цепью и, следовательно,потери на измерение тока будут ничтожно малы. Конструкция этих датчиков такова,что требуется пропустить провод с измеряемым током через отверстие вконцентраторе магнитного поля. Это создает сложности при размещении всех компонентовна одной печатной плате.
Более дешевой и удобнойальтернативой датчикам тока на эффекте Холла является датчик магнитного поля.Измерение тока датчиком магнитного поля происходит посредством преобразованиямагнитного поля, создаваемого тока, в напряжение, пропорциональное этому току.Существует два типа датчиков магнитного поля: магниторезистивные мосты идатчики на эффекте Холла. Магниторезистивные мосты обладают большейчувствительностью, чем датчики Холла. Однако по стоимости они сопоставимы с датчикамитока на эффекте Холла, которые имеют магнитный концентратор, а поэтому обладаютбольше чувствительностью. Датчики магнитного поля на эффекте Холла обладают небольшой чувствительностью, но при достаточно больших значениях измеряемых токовэтот недостаток не будет влиять на их работу. Стоят такие датчики в несколькораз дешевле других типов датчиков.
Выбираем датчик серии CSNT651 фирмы Honeywell[12]. Спараметрами:
— напряжение питания: ± 12 В;
— измерение тока: от 0 до 150 А.
Схема подключения датчикаприведена на рисунке 3.7.
С выхода датчика тока,напряжение поступает на вход АЦП микроконтроллера.
/>/> 3.3.2 Расчет цепи управления силовыми ключами
Для управления ключами кромеформирователя сигнала управления, которым является микроконтроллер, требуетсятакже усилитель этого сигнала. Для усиления управляющего сигнала обычноприменяются интегральные микросхемы — драйверы. Существуют драйверы верхнегоключа, драйверы нижнего ключа, драйверы верхнего и нижнего ключа иполумостовые. Для управления транзисторами VT и VT было применено схемное решение, которое заключается виспользовании двух не инвертирующих драйверов. Один из которых IR2127 выполняет защиту по току, а другой UCC37322реализует открытие транзистора[13,14]. С параметрами:
— напряжение питания драйверов:10-20 В;
— выходной ток микросхемы UCC37322: 9 А;
— входное напряжение: совместимос 3.3 В и 5 В логикой.
Напряжение питания драйвероввыберем равным 15 В. Схема подключения драйверов изображена на рисунке 3.8.
Для ограничения тока затворатранзисторов VT2 и VT9используем резисторы, номинал которых рассчитываем по формуле:
/>
Выбираем чип резисторы RC0805 номиналом 2.2 Ом.
Защита по току реализована наделители напряжения R2 и R3 исрабатывает при токе равном 250 мА./>/>3.3.3 Расчет датчика температуры
Датчик температуры выполнен какрезистивный делитель напряжения, изображенный на рисунке 3.9. Один из элементовэтого делителя – терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом R1. Терморезистор должен располагаться непосредственно нарадиаторе для измерения его температуры вблизи транзисторов. При повышениитемпературы сопротивление терморезистора уменьшается, а напряжение на резистореR2 увеличивается. Заложим температуру срабатываниязащиты равной 60°С. Используем терморезистор B57045-K фирмы Epcos[15]. Его сопротивлениепри 25°С составляет 6.8 кОм. Максимальное напряжение на входе микроконтроллерадолжно составлять 2.5 В. Исходя из этого выбираем сопротивление R2 равным 2 кОм. Используем чип резистор RC08052 кОм.3.4 Расчет и выбор радиатора
Тепловыепроцессы в преобразователе можно достаточно точно описать с помощьюэлектрической схемы. Каждый компонент имеет тепловое сопротивление, разностьтемператур эквивалентна разности напряжений между двумя точками, а мощность,рассеиваемую данным компонентом можно представить как ток. На рисунке 3.10приведена электрическая схема, отражающая процесс передачи тепла впреобразователе. На схеме отображены только элементы, которые будут охлаждатьсяс помощью радиатора: выходные диоды VD16, VD17,транзисторы VT4, VT5. Однако корпус транзистора является одновременностоком, поэтому между корпусом транзистора и радиатором следует разместитьдиэлектрическую прокладку с достаточно малым температурным сопротивлением. Дляизоляции используем оксид алюминиевые прокладки. Все тепловые сопротивления,кроме сопротивления радиатора, даны в справочной информации. Требуетсяопределить тепловое сопротивление радиатора.
RJC(VT4,VT5) = 0.34 К/Вт – тепловое сопротивление кристалл-корпускаждого транзистора;
RJC(VD16,VD17) = 0.7 К/Вт – тепловое сопротивление кристалл-корпускаждого диода;
RПОДЛ = 0.08 К/Вт – тепловое сопротивление подложки;
PVD16,VD17 = 149Вт – мощность, рассеиваемая выходными диодами;
PVT4,VT5= 76.3 Вт – мощность, рассеиваемая всемитранзисторами.
Максимальнаярабочая температура кристалла составляет 150 оС, а максимальнаятемпература окружающей среды из технического задания 40 оС. Значит всистеме кристалл-корпус-радиатор разность температур равна 110 оС.Общее тепловое сопротивление этой системы определим из соотношения:
/> , (3.27)
гдеΔTjhs = 110 oC – разность температур кристалл-среда;
Pjhs– общая мощность, рассеиваемая радиатором.
Онаравна сумме мощностей, рассеиваемых всеми компонентами, расположенными нарадиаторе:
/>
/>. (3.28)
Определимобщее тепловое сопротивление:
/>
Этосопротивление складывается из двух составляющих: общего сопротивленияполупроводниковых приборов и сопротивления радиатора. Определим общеесопротивление полупроводниковых приборов:
/> , (3.29)
/>
Определимтепловое сопротивление радиатора:
/> (3.30)
Длятого, чтобы температура кристалла не превысила предельно допустимое значениетепловое сопротивление выбранного радиатора не должно превышать RРАД. Выбираем радиатор АВ95. Тепловое сопротивлениерадиатора без обдува 0,12 К/Вт. Из графика, приведенного в документации видно,что при обдуве воздухом со скоростью 5 м/с тепловое сопротивление уменьшаетсядо 0,08 К/Вт.
/>/>4. Разработка алгоритмаработы микроконтроллера системы управления
Длязапуска преобразователя и для установки заданного тока используются синхронныйи асинхронный последовательные интерфейсы. Асинхронный последовательныйинтерфейс используется для связи с компьютером, а Синхронный используется длясвязи с панелью индикации. Управление инвертором осуществляется модулем ШИМ DSP-контроллера.
Исходяиз этого, можно построить структуру программы, которая представлена на рисунке4.1.
Блок измерений предназначен длясчитывания данных с датчиков тока и температуры, а так же производит запись всоответствующие переменные Блока глобальных переменных.
Блок связи с панелью индикации предназначендля приема управляющих команд от управляющего контроллера панели индикации,таких как: команда старт, команда стоп преобразователя, а также передачи данныхо токе, температуре и коде сигнала ошибки из блока глобальных переменных дляотображение на лицевой панели источника питания
Блок глобальных переменныхпредназначен для хранения прочитанных и рассчитанных данных, а также необходимыхдля расчетов констант и массивов. Также в блоке содержится информация о текущемрежиме работы каждого блока.
Блок логики работы силовойчасти. Этот блок реализует работу силовой части по заданному алгоритму,стабилизируя согласно переменной задатчика ток на выходе источника. Алгоритмуправления ключами приведен на рисунке 4.2. Также отслеживает аварийные режимыисточника и, при возникновении их, в блок глобальных переменных записываетсясоответствующий код ошибки.
Блок связи с ЭВМ. Предусмотренавозможность связи источника с ЭВМ, но в данной работе не реализовано.
Дляреализации программного обеспечения устройства управления преобразователемнеобходимо использовать следующие аппаратные модули DSP-контроллера:PWM, SPI, UART, ADC.
4.1 Разработка диаграммы прецедентов
Визуальноемоделирование с использованием нотации UML можнопредставить как некоторый процесс поуровневого спуска от наиболее абстрактноймодели исходной системы к логической, а затем и к физической моделисоответствующей программной системы [16]. На этапе построения абстрактноймодели строится диаграмма прецедентов, которая описывает функциональноеназначение системы. Для системы управления преобразователем диаграммапрецедентов представлена на рисунке 4.3.
Иногдаочень удобно описывать прецеденты в виде таблицы.
Таблица4.1 — Таблица прецедентов программного обеспечения устройства управления преобразователемДействие пользователя Ответ системы Включение питания Индикация предустановленного значения тока Нажатие кнопки увеличить Отображение на индикаторе увеличенного значения тока задатчика Нажатие кнопки уменьшить Отображение на индикаторе уменьшенного значения тока задатчика Нажата кнопка старт 1. Индикация текущего значения выходного тока Продолжение таблицы 4.1 — Таблица прецедентов программного обеспечения устройства управления преобразователем Действие пользователя Ответ системы Нажата кнопка старт
2. Зажигается светодиод «старт»
3. Возможно зажигание светодиода «ошибка» Нажата кнопка больше/меньше после старта
1. Индикация текущей температуры радиатора
2. Загорается светодиод температуры Нажата кнопка «стоп» Индикация значения тока задатчика и гашение всех светодиодов
Таблицапрецедентов показывает, какие действия может осуществить пользователь и реакциясистема на эти действия.
4.2 Разработка диаграммы состояний модуля PWM
Длятого чтобы смоделировать поведение системы на логическом уровне в языке UMLиспользуется диаграмма состояний. Диаграмма состояний описывает процессизменения состояний системы при реализации всех прецедентов. При этом изменениесостояния системы вызвано какими-либо внешними событиями.
Диаграммасостояний системы для системы управления преобразователем представлена нарисунке 4.4.
Втаблице 4.2 представлено соответствие событий и процедур, отвечающих заобработку этих событий.
Таблица4.2 — События и обрабатывающие их процедурысобытия процедуры и события
СТАРТ
СТОП
Power_ToMode();
Power_Stop(); Конец вычисления
Border_i>8
Power_Mode=Mode(); Превышен заданный ток AD1_OnHighLimit(); Выход на режим
Iop=Iz
TI1_Enable();
Power_Mode=Stabilization(); Температура в норме AD2_OnLowLimit(); Превышена температура AD2_OnHighLimit(); Такт вывода на режим TI1_OnInterrupt();
Состояние «режим простоя». Вэтом состояний источник находится после поступления на вход питания. При этомна ключах нет управляющих сигналов, измерения не проводятся, ток на выходеравен нулю. Это состояние устойчивое, из него возможен переход только в режим«Вычисление нулевого уровня тока». Код ошибки в этом состоянии равен нулю. Состояние«Вычисление нулевого уровня тока». В это состояние источник переходит послевозникновения события «старт». В этом режиме на ключи не подается управляющихсигналов, производится считывание значения тока с АЦП, устанавливается нулевойуровень тока. Возможны переходы в состояния: «режим простоя» при возникновениисобытия «стоп», «вывод на режим» при возникновении события «конец вычисления».Событие «конец вычисления» возникает после заданного количества считываний токас АЦП.
Состояние «вывод на режим». Вэтом состояний на ключи подаются управляющие ШИМ — сигналы, ток на выходеплавно нарастает в течение заданного времени до значения тока задатчика,выходной ток стабилизируется. При возникновении события «стоп» переходит всостояние «режим простоя». При превышении выходным током тока задатчикавозникает событие «превышен заданный ток», источник переходит в состояние«превышение заданного тока». При превышении полупроводниковыми приборамизаданной температуры, возникает событие «превышена температура», источникпереходит в состояние «перегрев». Каждые 100 мкс. возникает событие «тактстабилизаций», при этом рассчитывается длительность управляющих импульсов ШИМ,и запускаются новые измерения тока, и температуры. Так же каждые 50 мс.происходит событие «такт вывода на режим», при этом увеличивается значениеопорного тока задатчика. Состояние «режим стабилизации». Переход в этосостояние происходит при возникновении события «выход на режим». Это событиевозникает, когда ток на выходе достигнет тока задатчика. При возникновениисобытия «стоп» происходит переход в состояние «режим простоя», при этомуправляющие сигналы сбрасываются. При превышении выходным током тока задатчикавозникает событие «превышен заданный ток», источник переходит в состояние«превышение заданного тока». При превышении полупроводниковыми приборами заданнойтемпературы, возникает событие «превышена температура», источник переходит всостояние «перегрев». Каждые 100 мкс. возникает событие «такт стабилизаций»,при этом рассчитывается длительность управляющих импульсов ШИМ, и запускаютсяновые измерения тока, и температуры. Состояние «превышение заданного тока». Вэтом состоянии управляющие сигналы сбрасываются, ток на выходе равен нулю,происходит запись в соответствующие переменные значения кода ошибки. Привозникновении события «стоп» переходит в состояние «режим простоя».4.2.1 Разработкаблок-схем процедур модуля PWM
Для написания программы будет использоваться языкпрограммирования высокого уровня C++. Написание кода будетосуществляться в среде разработки CodeWarrior. Также будетиспользован инструмент Processor Expert, предназначенный дляускорения процесса настройки регистров DSP-контроллера.Интерфейс среды разработки CodeWarrior представленна рисунке 4.5.
POWER_MODE- переменная, предназначенная для отображения состояния, в котором находитсямодуль стабилизации в данный момент. В таблице 4.3 приведены в соответствиисостояния системы и значения переменной POWER_MODE,которые она принимает в данном состоянии.
Таблица4.3 — Состояния переменной POWER_MODEЗначение POWER_MODE Состояние WAIT — режим простоя 1 MODE — выход на режим 2 STABILIZATION — режим стабилизации 3 CURRENT_OREVFLOW — превышено максимальное значение тока 4 FAULT – сигнал ошибки от драйвера 5 TEMPERATURE – превышена температура 6 CURRENT_BOORDER – вычисление нуля тока на АЦП
BORDER_I – переменная,предназначенная для счетчика интегратора.
BORDER –переменная, предназначенная длявычисления полочки тока.
Iop – токзадатчика (опора).
Iz – токзадатчика.
Step – шагдля вывода на режим.
CURRENT_FROM_ADC – переменная, предназначенная для считывания в нее значения с АЦП.
k,b(COUNT_TEMPRET_TABLE) – константы для вычисления температуры (взяты изтехнической документации на датчик температуры).
SPI_MODE – переменная,предназначенная для идентификации команды, поступившей системе попараллельному порту.
В таблице 4.4 приведены в соответствии командысистеме, поступающие по параллельному интерфейсу, и значения переменной SPI_MODE, которые она принимает при поступлении этой команды.
Таблица4.4 — Команды переменной SPI_MODEЗначение SPI_MODE Команда Режим ожидания параллельного интерфейса 1 Режим приема пакета данных
DATA_TO_SEND – массив данных отправляемыхпо параллельному интерфейсу на управляющий контроллер.
Значения которые может отправлятьмассив DATA_TO_SEND:
– начало пакета DATA_TO_SEND[0];
– текущее значение тока DATA_TO_SEND[1];
– текущая температура DATA_TO_SEND[2];
– код ошибки DATA_TO_SEND [3];
– конец пакета DATA_TO_SEND [4];
В таблице 4.5 приведены в соответствии команды системе,поступающие по параллельному интерфейсу, и значения переменной DATA_TO_SEND, которые она отправляет.
Таблица4.5 — Коды переменной DATA_TO_SENDКод ошибки Ошибка NO_ERROR – нет ошибки 1 DRIVER – сработала защита драйвера 2 TEMP_OVER – сработала защита по температуре 3 CUR_OVER – сработала защита по току
CounRX –счетчик принятых байт.
PACET –массив для хранения принятых байт.
В таблице 4.6 приведены в соответствии командысистеме, поступающие по параллельному интерфейсу, и значения переменной PACET.
Таблица4.6 — Команды переменной PACETЗначение PACET Команда PACET [0] Код начала пакета PACET [1] Команда преобразователю PACET [2] Значение тока задатчика
Описание основных процедур:
SS1_RecvChar() – процедура чтения данных из буфера приемника SPI.
SS1_ClearRxBuf() – процедура очистки буфера приемника SPI.
SS1_SendBlck() – процедура посылки данных в буфер приемника SPI.
TI1_OnInterrupt() – процедура вызываемая при возникновениипрерывания по таймеру-счетчику.
TI1_Disable() – процедура запрещения работы таймера-счетчика.
TI1_Enable() – процедура разрешения работы таймера-счетчика.
AD1_GetValue16() – процедура считывания данных с АЦП.
AD1_Mesure() – процедура инициализации АЦП.
AD1_GetChanOfSet() – процедура установки нулевого уровня АЦП.
AD1_OnHighLimit() – процедура срабатывающая при достиженииверхнего порога АЦП.
AD1_OnLowLimit() – процедура срабатывающая при достижении нижнегопорога АЦП.
AD1_SetLowChanLimit() – процедура установки нижнего уровнясрабатывания АЦП.
AD1_SetHighChanlimit() – процедура установки верхнего уровнясрабатывания АЦП.
Математические процедуры:
— процедура вычитания SUB();
— процедура умножения L_MULT_TS();
— процедура сложения L_ADD().
4.3 Разработка диаграммы состояний блока связи с панелью индикации
МодульSPI необходим для обмена информацией между панельюиндикации и программной системой. Диаграмма состояний модуля SPIпредставлена на рисунке 4.6.
Состояние «ожиданиепакета/передача данных». Модуль переходит в это состояние после подачи питания.В этом состояний модуль SPI ожидает начало передачиданных, при поступлении тактового сигнала отправляет байт данных. Возможенпереход в состояние «прием/передача пакета» при возникновении события «тактработы (получение стартового символа пакета)». Также возможно событие тактработы.
Состояние «прием/передачапакета». В этом состоянии принимается символ данных по каждому тактовомусигналу, при этом отправляет байт данных. Модуль находится в этом состоянии,пока не возникнет событие «такт работы (получение последнего символа пакета)».В этом состояний также возможно событие «такт работы», при котором он остаетсяв том же состояний.
/>/> 5. Разработкаплаты индикации
Панель управления и индикациислужит для настройки параметров преобразователя и для индикации этихпараметров. Он располагается на отдельной печатной плате, соединенной сосновной платой шлейфом. Для индикации параметров используем семисегментныеиндикаторы. Они обладают хорошей яркостью и достаточным температурнымдиапазоном работы. Так как контроллер силового блока загружен, чтобы управлятьиндикацией и настройкой, для этих целей целесообразно использоватьдополнительный микроконтроллер. Контроллер панели управления и индикации будетуправлять индикацией параметров, обрабатывать нажатие кнопок и производитьпередачу управляющих команд и параметров в микроконтроллер, осуществляющийуправление силовым блоком .
Каждый семисегментный индикаторсостоит из набора светодиодов, аноды которых объединены, как показано нарисунке 5.1. чтобы зажечь определенный светодиод требуется подать питание наанод, а соответствующий катод подключить «земле»[17].
Катоды каждой ячейке индикатора,а так же трех светодиодов подключены к отдельным выводам микроконтроллера.Подавая сигнал управления на определенный катод и анод можно зажечь необходимыйсветодиод. В каждый момент времени может гореть только один светодиод. Чтобы небыло заметно мерцания весь цикл переключения светодиодов должен происходить счастотой 100 Гц или выше. На пульте управления расположены три кнопки:«СТАРТ/СТОП», «+», «-». Контроллер должен обрабатывать одиночное нажатиекнопки. При включении устройства на индикаторе высвечивается значение тока,установленное во время последнего процесса работы. При нажатии на кнопки «+» и«-» это значение соответственно увеличивается или уменьшается с шагом 1 А впределах от 0 А до 70 А. Если не нажимать кнопки «+» или «-» в течении трехсекунд или нажать кнопку «СТАРТ» в течении этого времени, текущее значение токасохраняется и передается в контроллер системы управления. Если во время работыпреобразователя нажать кнопки «+» или «-», то на семисегментном индикатореотобразится температура на радиаторе преобразователя.
/>/>5.1 Разработка принципиальной схемы
Для управления пультомиспользуем микроконтроллер MC9S08QE8 (DD2) фирмы Freescale Semiconductor[18]. Это один из недорогих микроконтроллеров, обладающийнужным количеством портов. Контроллер поддерживает протокол SPI,который удобно использовать для связи с другими контроллерами с использованиемгальванической развязки. Для индикации используем сборку из трех семисегментныхиндикаторов BA56-11SRWA (HG1) желтого цвета и светодиоды L-53SGD (HL1 –HL3). Для свечения светодиодов требуется обеспечить ток IF=20 мА. Выводы контроллера не могут обеспечить такой ток, поэтому для ихусиления используем сборку из восьми транзисторов дарлингтона ULN2803AF (DA1).Резисторы включенные между выходами DA1 и катодами HG1ограничивают выходной ток. Для ограничения тока IFтребуется использовать резисторы с номиналом:
/> (5.1)
Однакопри таком токе свечение светодиодов будет слишком ярким. Экспериментальнымпутем было установлено, что для обеспечения нужной яркости свечения требуетсяиспользовать резисторы номиналом 220 Ом. Используем чип резисторы RC0805620 Ом. VT1 – VT3 – полевые p-n-pтранзисторы IRLML5103 в корпусе SOT-23 дляповерхностного монтажа. Максимальный ток стока – 760 мА, максимальноенапряжение сток-исток 30 В. R9 – R11 – чип резисторы RC0805 1 кОм.Кнопки SB1 – SB3 типа DTSM81.
Напряжениепитания пульта управления 3.3 В. Питание обеспечивается источником питаниясобственных нужд, который расположен на силовой плате преобразователя.Конденсаторы C65, C66 – чип конденсаторы CC0805 15 пФ [стр.16, 18]. Остальные конденсаторы на плате пульта управления служат для защитымикросхем и других элементов схемы от помех по питанию. Используются чипконденсаторы CC0805 0.1 мкФ и электролитические конденсаторы SR 25В 47 мкФ.
/>/>5.2 Разработка алгоритма программы
Длязапуска преобразователя и для установки заданного тока используется асинхронныйпоследовательный интерфейс. Исходя из этого, можно построить структурупрограммы, которая представлена на рисунке 5.2.
Блок SPIпредназначен для передачи команд «старт», «стоп» параметров о требуемом токестабилизации, а также принимает данные о токе, температуре и коде сигналаошибки.
Блок глобальных переменныхпредназначен для хранения прочитанных и рассчитанных данных, а также необходимыхдля расчетов констант и массивов. Также в блоке содержится информация о текущемрежиме работы источника.
Блок логики работы. Этот блокреализует работу платы индикации по заданному алгоритму. Он осуществляетфункцию обработки всех команд и сообщений от остальных модулей. Блок клавиатурыпредназначен для обработки портов МК, подключенных к кнопкам и передачи событий«СТАРТ/СТОП», «Больше», «Меньше» в блок «Логики работы».
Блок индикации предназначен дляотображения информации о текущем значении тока, температуры, состояние силовогоблока. Осществляет управление соответствующими портами МК.5.2.1 Разработкадиаграммы состояний блока логики работы
Диаграммысостояний блока логики работы платы индикации изображен на рисунке 5.3
Привключении прибора программа переходит в состояние «Стоп силовой части» исчитает, что инвертор находиться в выключенном состоянии. По нажатию кнопки«Больше/Меньше» осуществляет увеличение или уменьшение значения задатчика тока.При нажатии кнопки «Старт/Стоп» в МК блока преобразователя по синхронномуинтерфейсу передается установленный параметр задатчика тока и происходит запускинвертора, при этом в блок индикации посылается сообщение «Работа». Блок«Логики работы» переходит в состояние «Работа силовой части»
Дляобеспечения надежности предусмотрены три режима защиты:
- перегрев силового блока;
- превышение выходного тока;
- защита силовых ключей инвертора.
Присрабатывании одной из защит МК преобразователя в блок индикации посылаетсясообщение «Ошибка» и блок «Логики работы» переходит в соответствующий режим.
Принажатии кнопки «Стоп» МК преобразователя посылается команда об остановкеинвертора и блок переходит в состояние «Стоп силовой части»
Присрабатывании защиты «Перегрев» происходит остановка инвертора и длится она дотех пор пока температура не спадет до заданного уровня.
Присрабатывании защит «КЗ нагрузки» и «Защита инвертора» так же происходитостановка инвертора и переход в состояние «Стоп силовой части». 5.2.2 Разработкадиаграммы состояний блока клавиатуры
Каждые5 мс. происходит опрос кнопок и ожидание нажатия кнопки, это сделано для тогочто бы устранить дребезг контактов.
Вданном дипломном проекте используется динамическая индикация. Онаосуществляется при помощи таймера-счетчика и называется «такт роботыиндикации».
Привключении прибора индицируется ток уставки задатчика. Когда приходит команда«Работа» от блока логики работы, то начинается индикация текущего выходноготока.
Можноизменить режим отображения, это делается нажатием кнопок «больше/меньше» приэтом индицируется текущий ток или текущая температура силового блока.
Принажатии кнопки «Стоп» индицируется начальный ток уставки.
/>/> 6. Разработкаисточника питания собственных нужд
Источникпитания собственных нужд должен обеспечить питание компонентов системыуправления преобразователем от входного напряжения 70 В частотой 100 Гц.Система управления питается от напряжения пяти уровней: 12 В, переменное 12 В,дифференциальное 12 В, 5 В, 3,3 В. В таблице 6.1 указаны потребители имаксимальный потребляемый ими ток.
Таблица6.1 — Основные потребители энергииНазвание Потребляемый ток Vcc =12 В Драйвера (IR2127, UCC37322) Vcc =~12 В Управление ключами (TV7, TV12) Vcc =±12 В Датчик тока (DA1) Vcc =5 В Микросхема развязки (DA8) Микросхема интерфейса RS485 (DA4) Vcc =3.3 В Микроконтроллер (DD1)
Заложимобщую мощность, потребляемую от источника собственных нужд />.
Источникималой мощности (до 150 Вт) обычно построены по схеме однотактного обратноходовогопреобразователя напряжения. В данной дипломной работе источник питаниясобственных нужд выполнен на микросхеме UC3842. Выбор данного источника питанияобусловлен тем, что подобные преобразователи получили широкое распространениепри проектировании микропроцессорных устройств и не раз проектировались влаборатории группового проектного обучения (ГПО) силовых микропроцессорныхустройств (СМУ). Рассмотрение других источников питания не осуществлялось. МикросхемаUC3842 имеет минимальное напряжение для запуска микросхемы которое составляет10 В, что для нас не мало важно. На рисунке 6.1 приведена типовая схемавключения микросхемы UC3842 [19].
МикросхемаUC3842 имеет все необходимые функциональные возможности для создания схемуправления сетевыми импульсными источниками питания. Встроенные структурныеэлементы микросхемы обеспечивают её отключение при недопустимо низком входномнапряжении и пусковом токе менее 1 мА. Прецизионный источник опорногонапряжения тактирован для повышения точности на входе усилителя сигнала ошибки.ШИМ-компаратор контролирует также ограничение по току, а квазикомплиментарныйвыходной каскад рассчитан на значительные броски тока (как втекающего, так ивытекающего). Выходной каскад обеспечивает работу на нагрузку типа n-канальногополевого транзистора с изолированным затвором и имеет низкий логический уровеньнапряжения в отключённом состоянии.
Схемаисточника питания приведена на рисунке 6.2.
Произведемрасчет источника питания собственных нужд (ИПСН) приведенного на рисунке 6.2. ПараметрыИПСН:
- минимальное входное напряжение />;
- максимальное входное напряжение />;
- активная мощность источника />;
- частота преобразования />;
- максимальная длительность импульса/>;
- максимальная длительность разряда />;
- выходное напряжение />;
- выходное напряжение />;
- выходное напряжение />;
- собственная обмотка для микросхемы/>.
Произведемрасчет и выбор стартового терморезистора. Он защищает элементы входной цепи отскачка тока в конденсаторе при включении в сеть.
/>
Сопротивлениерезистора />
Мощностьрезистора />
Выбираемтерморезистор с отрицательным температурным коэффициентом SCK-101c сопротивлением 10 Ом при 25 ºC.
Среднийток рассчитывается по формуле:
/> (6.1)
Максимальныйток первичной и третьей обмотки рассчитывается по формуле:
/> (6.2)
/> (6.3)
Индуктивностьпервичной обмотки рассчитывается по формуле:
/> (6.4)
Индуктивностьвторичной обмотки рассчитывается по формуле:
/> (6.5)
Выбираемсердечник феррит марки N87 на каркас ETD29 с площадью сечения /> и полагаем зазор />.
Определимколичество витков каждой из обмоток:
/>
положимравным 30 число витков первичной обмотки.
Рассчитаемрабочую индукцию по формуле:
/> (6.6)
/>
положимравным 11 число витков вторичной обмотки.
/>
/>
/>
Рассчитаемдействующие токи каждой из обмоток по формулам:
/>
/>
Произведемрасчет провода, которым будет осуществляться намотка по формуле:
/>
/>
/>
/>
Расчеттокочувствительного резистора по формуле:
/> (6.7)
Расчетсилового ключа по формуле:
/>
/>
/>/>7. Разработкапечатной платы источника
Печатныеплаты — это элементы конструкции, которые состоят из плоских проводников в видеучастков металлизированного покрытия, размещенных на диэлектрическом основаниии обеспечивающих соединение элементов электрической цепи. Они получили широкоераспространение в производстве модулей, ячеек и блоков благодаря следующимпреимуществам по сравнению с традиционным объемным монтажом проводниками икабелями:
–повышение плотности размещения компонентов и плотности монтажных соединений,возможность существенного уменьшения габаритов и веса изделий;
–получение печатных проводников, экранирующих поверхностей и электро и радиодеталей в одном технологическом цикле;
–гарантированная стабильность и повторяемость электрических
характеристик(проводимости, паразитных емкости и индуктивности);
–повышение быстродействия и помехозащищенности схем;
–повышенная стойкость и климатическим имеханическим
воздействиям;
–унификация и стандартизация конструктивных и технологических решений;
–увеличение надежности узлов, блоков и устройства в целом;
–улучшение технологичности за счет комплексной автоматизации монтажно-сборочныхи контрольно-регулировочных работ;
–снижение трудоемкости, материалоемкости исебестоимости.
Кнедостаткам следует отнести сложность внесения изменений в конструкцию иограниченную ремонтопригодность.
ЭлементамиПП являются диэлектрическое основание,металлическое покрытие в виде рисунка печатных проводников и контактныхплощадок, монтажные и фиксирующие отверстия.
Общиетребования к ПП
Диэлектрическоеоснование ПП должно быть однородным по цвету, монолитным по структуре.
Проводящийрисунок ПП должен быть четким, с ровными краями, без вздутий, отслоений,разрывов, следов инструмента и остатков технологических материалов.
Монтажныеи фиксирующие отверстия должны быть расположены в соответствии с требованиямичертежа и иметь допустимые отклонения, определяемые классом точности ПП. Для повышения надежности паяных соединенийвнутреннюю поверхность монтажных отверстий покрывают слоем меди толщиной неменее 25 мкм.
Контактныеплощадки представляют собой участки металлического покрытия, которые соединяютпечатные проводники с металлизацией монтажных отверстий. Их площадь должна бытьтакой, чтобы не было разрывов при сверлении и остался гарантийный поясок медишириной не менее 50 мкм. Разрывы контактных площадок не допускаются, так какпри этом уменьшаются токонесущая способностьпроводников и адгезия к диэлектрику.
Видыпечатных плат. В зависимости от числа нанесенных печатных проводящих слоевпечатные платы разделяются на одно- двух- и многослойные. Первые два типаназывают также одно- и двусторонними.
Односторонниепечатные платы (ОПП) выполняются на слоистом прессованном или рельефном литомосновании без металлизации или с металлизацией монтажных отверстий. Платы наслоистом диэлектрике просты по конструкции и экономичны в изготовлении. Приневозможности стопроцентной разводки печатных проводников применяются навесныеперемычки. Их применяют для монтажа бытовой радиоаппаратуры, блоков питания,устройств техники связи. Низкие затраты, высокую технологичность и нагревостойкость имеют рельефные литые ПП, на однойстороне которых расположены элементы печатного монтажа, а на другой — объемныеэлементы (корпуса соединителей, периферийная арматура для крепления деталей и ЭРЭ, теплоотводы и др.).В этих платах за один технологический цикл получается вся конструкция смонтажными отверстиями и специальными углублениями для расположения ЭРЭ,монтируемых на поверхность. В настоящее время технология рельефных ПП интенсивно развивается.
Двусторонниепечатные платы (ДПП) имеют проводящий рисунок наобеих сторонах диэлектрического или металлического основания и обеспечиваютвысокую плотность установки компонентов и трассировки. Переходы проводников изслоя в слой осуществляются через металлизированные переходные отверстия. Платыдопускают как монтаж компонентов на поверхности, в том числе с двух сторон, таки монтаж компонентов с осевыми и штыревыми выводами в металлизированныеотверстия. Расположение элементов печатного монтажа на металлическом основаниипозволяет решить проблему теплоотвода всильноточной аппаратуре.
Многослойныепечатные платы (МПП) состоят из чередующихся слоевизоляционного материала с проводящими рисунками на двух или более слоях, междукоторыми выполнены требуемые соединения, соединенных клеевыми прокладками вмонолитную структуру путем прессования. Электрическая связь между проводящими слоямивыполняется специальными объемными деталями, печатными элементами илихимико-гальванической металлизацией. По сравнению с ОППи ДПП они характеризуются повышенной надежностью иплотностью монтажа, устойчивостью к механическим и климатическим воздействиям,уменьшением размеров и числа контактов. Однако большая трудоемкостьизготовления, высокая точность рисунка и совмещения отдельных слоев,необходимость тщательного контроля на всех операциях, низкаяремонтопригодность, сложность технологического оборудования и высокая стоимостьпозволяют применять МПП только для тщательноотработанных конструкций радиоэлектронной аппаратуры.
Приразработке конструкции печатных плат решаются следующие взаимосвязанные междусобой задачи:
–схемотехнические — трассировка печатных проводников,
минимизацияслоев и т.д.;
–радиотехнические — расчет паразитных наводок, параметров линий
связии пр.;
–теплотехнические — температурный режим работы ПП, теплоотводы;
–конструктивные — размещение элементов на ПП, контактирование
ипр.;
–технологические — выбор метода изготовления, защита и пр.
Конструктивныеособенности ПП. Ширину печатных проводников рассчитывают и выбирают взависимости от допустимой токовой нагрузки, свойств токопроводящего материала,температуры окружающей среды при эксплуатации. Края проводников должны бытьровными, проводники без вздутий, отслоений, разрывов, протравов, пор,крупнозернистости и трещин, так как эти дефекты влияют на сопротивлениепроводников, плотность тока, волновое сопротивление и скорость распространениясигналов.
Расстояниемежду элементами проводящего рисунка, расположенными на наружных или в соседнихслоях ПП, зависит от допустимого рабочего напряжения, свойств диэлектрика,условий эксплуатации и связано с помехоустойчивостью, искажением сигналов икороткими замыканиями.
Координатнаясетка чертежа ПП необходима для координации элементов печатного рисунка. Вузлах пересечений сетки располагаются монтажные и переходные отверстия.Основным шагом координатной сетки принят размер 0,5 мм в обоих направлениях. Если этот шаг не удовлетворяет требованиям конкретной конструкции, можноприменять шаг, равный 0.05 мм. При использовании микросхем и элементов с шагомвыводов 0.625 мм допускается применение шага координатной сетки 0.625 мм. Прииспользовании микросхем зарубежного производства с расстояниями между выводамипо дюймовой системе допускается использование шага координатной сетки, кратного2.54 мм.
Диаметрымонтажных и переходных отверстий (металлизированных и неметаллизированных)должны выбираться из ряда 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1,0; 1,1; 1,2; U; 1,4;1,5; 1,6; 1,7; 1,8; 2,0; 2,1; 2,2; 2,3; 2,4;2,5; 2,6; 2,7; 2,8; 3,0. Монтажныеотверстия предназначены для установки микросхем и ЭРЭ, а переходные отверстиядля электрической связи между слоями или сторонами ПП.
Допустимаяплотность тока для ОПП, ДПП и наружных слоев МПП — 20 А/мм2; длявнутренних слоев МПП — 15 А/мм2. Допустимое рабочее напряжение междуэлементами проводящего рисунка, расположенными в соседних слоях ПП и ГПК,зависит от материала основания печатной платы и не должно превышать значений,указанных в таблице 7.1.
Таблица7.1 — Допустимое рабочее напряжение между элементами проводящего рисунка
Расстояние между элементами
рисунка, мм Значение рабочего напряжения, В
Фольгированный
гетинакс (ГФ)
Фольгированный
стеклотекстолит (СФ) От 0,1 до 0,2 — 25 Свыше 0,2 до 0,3 — 50 Свыше 0,3 до 0,4 75 100 Свыше 0,4 до 0,5 150 200 Свыше 0,5 до 0,75 250 350 Свыше 0,75 до 1 ,5 350 500 Свыше 1,5 до 2,5 500 650
Допустимыерабочие напряжения между элементами проводящего рисунка, расположенными нанаружном слое ПП, зависят от материала основания ПП, условий эксплуатации и недолжны превышать следующих значений (таблица 7.2).
Таблица7.2 — Допустимые рабочие напряжения
Расстояние
между
элементами
проводящего
рисунка, мм Значения рабочего напряжения, В
Нормальные
условия
Относительная
влажность (93±3 )%
при 40+2 °С
в течение 48 ч
Пониженное атмосферное
давление 400 мм рт. ст. 5 мм рт. ст. ГФ СФ ГФ СФ ГФ СФ ГФ СФ От 0,1 до 0,2 — 25 — 15 — 20 — 10 От 0,2 до 0,3 30 50 20 30 25 40 20 30 От 0,3 до 0,4 100 150 50 100 80 ПО 30 50 От 0,4 до 0,7 150 300 100 200 ПО 160 58 80 От 0,7 до 1,2 300 400 230 300 160 200 80 100 От 1,2 до 2,0 400 600 300 360 200 300 100 130 От 2,0 до 3,5 500 830 360 430 250 400 ПО 160 От 3,5 до 5,0 660 1160 500 600 330 560 150 210 От 5,0 до 7,5 1000 1500 660 830 500 660 200 250 От 7,5 до 10,0 1300 2000 830 1160 560 1000 230 300 От 10,0 до 15,0 1800 2300 1160 1600 660 1160 300 330
Классыточности ПП. Отечественным стандартом ГОСТ 23751-86 предусматривается пятьклассов точности (плотности рисунка) ПП (таблица 7.3). Выбор класса точностиопределяется достигнутым на производстве уровнем технологического оснащения. ВКД должно содержаться указание на необходимый класс точности ПП.
Платыпервого и второго классов точности просты в изготовлении, дешевы, не требуютдля своего изготовления оборудования с высокими техническими показателями, ноне отличаются высокими показателями плотности компоновки и трассировки.
Дляизготовления плат четвертого и пятого классов требуется специализированноевысокоточное оборудование, специальные материалы, безусадочная пленка дляизготовления фотошаблонов, идеальная чистота в производственных помещениях,вплоть до создания «чистых» участков (гермозон) с кондиционированиемвоздуха и поддержанием стабильного температурно-влажностного режима.Технологические режимы фотохимических и гальвано-химических процессов должныподдерживаться с высокой точностью.
Таблица7.3 — Классы точности ППНаименование параметра
Усл.
обозн. Размеры элементов проводящего рисунка для классов, мм Расстояние между проводниками, контактными площадками, металлизированными отверстиями t 0.75 0.45 0.25 0.15 0.1 Расстояние от края просверленного отверстия до края контактной площадки данного отверстия S 0.75 0.45 0.25 0.15 0.1 Отношение минимального диаметра металлизированного отверстия к толщине платы f 0.4 0.4 0.33 0.25 0.2
В проекте было разработано две печатные платы, которыерасполагаются в одном корпусе. Первая плата силовая (рисунок 7.1) располагаетсяна первом этаже, т.е на ней расположены силовые ключи инвертора, силовой дроссель,система управления силовыми ключами инвертора, источник питания собственныхнужд. Причем плата крепится к радиатору, транзисторы и диоды плотно прижимаютсяболтами к радиатору. Вторая плата управления (рисунок 7.2), на ней размещен индикацияи управляющие кнопки. С платой силовой она соединяется через шлейф.
В качестве материала для изготовления печатных платиспользуется двухсторонний фольгированный стеклотекстолит СФ-2Н-50-1,5 ГОСТ10316-78.
При проектировании печатной платы использован шагкоординатной сетки 1,25 мм. Ёмкости, резисторы, диоды и микросхемы установленыв узлах координатной сетки и располагаются параллельно печатной плате.Расстояние между корпусами не менее одного миллиметра.
Размеры сквозных отверстий берутся в соответствии сГОСТ 11284-75. Плата изготовлена комбинированным позитивным способом ГОСТ23752-79.
Исходя из требований допустимого перегрева печатныхпроводников, для них устанавливается допустимая плотность тока Jдоп = 30 А/мм2.
Допустимый ток в печатных проводникахопределяется как:
/> (7.1)
гдеb – ширина проводника, мм;
tп – толщина проводника, мкм.
Длястабильности работы печатных проводников должно соблюдаться равенство:
/> (7.2)
где:I – ток, протекающий в проводнике, А.
Толщинафольги на фольгированных материалах берется равной 70 мкм. Ширина b зависит отвеличины протекающего тока и перегрева проводника. На различных участках платыпротекают разные по величине токи. При данной толщине фольги по проводникушириной 1 мм может проходить ток:
/> А
/> 8. Разработкаконструкции прибора
Заоснову конструкции прибора был использован алюминиевый профиль, который вдальнейшем будет радиатором силовой платы. Радиатор будет несущей конструкциейприбора, к которой будут крепиться силовая плата и корпус прибора. Алюминиевыйпрофиль изображен на рисунке 8.1 все размеры указаны в мм.
Послетого как определились с профилем, мы можем сказать, что ширина печатной платыне должна превышать ширину профиля. После того как были расставлены элементысиловой платы, мы можем приблизительно сказать о длине профиля. Длина профилябыла выбрана 300 мм.
Длякрепления силовой платы к радиатору были предусмотрены крепежные и прижимныеотверстия. Общий вид радиатора изображен на рисунке 8.2 в мм.
Дляреализации сборочного чертежа, была использована программа SolidWorks 2006, в которой были созданы все элементы схемы, и расставлены по местурасположению на плате.
Силовойблок в сборе с радиатором представлен на рисунке 8.3.
Послетого как были определены габаритные размеры силового блока с радиатором, былразработан корпус прибора. Корпус прибора представляет собой две П-образныепластины, изготовленные листового металла толщиной 0.8 мм. Так как силовой блоктребует принудительного охлаждения, то к нижней пластине были прикреплены двавентилятора, а в верхней пластине было предусмотрено окно для платы индикацииприбора. Внешний вид всего прибора изображен на рисунке 8.4.
/>/>9. Технико-экономическоеобоснование/> целесообразности разработкипроекта
/>/>9.1 Маркетинговые исследования рынка сбыта
Выполним маркетинговыеисследования на этапе выбора идеи. Анализ научно – технической и рекламнойлитературы позволил определить ближайшего аналога непосредственногопреобразователя напряжения со стабилизацией тока.
Ближайшим схемотехническиманалогом является DC/DCпреобразователь MR800D-48S48-UT фирмы «Александр Электрик»(Россия). Этот преобразователь удовлетворяет требованиям, предъявленным ксовременным DC/DCпреобразователям. Он имеет микропроцессорное управление, защиту от перегрузки иперенапряжения, тепловую защиту, подстройка выходного тока, дистанционноеуправление. По массе и габаритам это один из самых легких и небольшихпреобразователей. Однако технические свойства этого преобразователя неудовлетворяют поставленной задаче.
Рассчитаем уровни конкурентоспособностипо показателям «Значимость технического решения» Зтр и «Значимостьэкономического события» Зэс[20]. Для этого поместим всю имеющуюся информацию оразрабатываемом устройстве и его аналогов в таблицу 9.1.
Таблица 9.1 — Сводные технико –эксплуатационно – экономические характеристики разрабатываемого устройства иего аналоговНаименование характеристик, единицы измерения Значение параметров MR800D-48S48-UT Разрабатываемый образец Технические характеристики: Диапазон регулировки тока, А 0 — 17 0 — 70 Габаритные размеры, мм 168х122х20 330х160х110 Наименование характеристик, единицы измерения Значение параметров MR800D-48S48-UT MR800D-48S48-UT Защита от короткого замыкания + + Защита от перегрева + + Подстройка выходного тока + + Дистанционное управление + + Экономические характеристики: Цена продаж, руб 10000 30000
Таблица 9.2 — Расчет показателя«Значимость технического решения»Наименование критериев конкурентоспособности Значение параметров 1 2 MR800D-48S48-UT Разрабатываемый образец Коэффициент актуальности (Аи) Технические решения, дающие технико – экономический эффект при применении – 1,0 1,0 Коэффициент соответствия программам важнейших работ (Пр) НТП производственных и научно – производственных фирм – 1,05 1,05 Коэффициент сложности (Сз) Конструкция прибора – 3,5 3,5 Коэффициент места использования (Ми) РФ – 1,0 РФ – 1,0 Коэффициент объема использования (Ои) В серийном производстве в нескольких фирмах – 4,0 4,0 Коэффициент охвата охранными мероприятиями (Шо) Техническое решение без охранных документов – 1,0 Техническое решение, имеющее товарный знак – 2,0
Показатель «Значимостьтехнического решения» Зтр определяется с помощью значений показателей из Таблица9.2 по формуле:
/> (9.1)
где Аи – актуальность;
Пр – соответствие программважнейших работ;
Сз – сложность решения;
Ми – место использования;
Ои – объем использования;
Шо – охват охраннымимероприятиями.
В результате расчетов«Значимость технического решения» равен:
— для собственной продукции:
/>
— для конкурирующей продукции:
/>
Необходимое общее условие выходатовара на рынок Зсп > Зкп выполняется.
Показатель «Значимостьэкономического события» Зэс определятся по формуле с помощью значенийпоказателей из Таблица 9.3.
/> (9.2)
где Вп – коэффициент влиянияпродукции на формирование потребностей общества;
Рд – коэффициент объема идоступности ресурсов, необходимых для создания продукции;
Кр – коэффициент влиянияпродукции на конъюнктуру рынка;
Рв – коэффициент влиянияпродукции на экономический рост предприятия.
Таблица 9.3 — Расчет показателя«Значимость экономического события» MR800D-48S48-UT Разрабатываемый образец Коэффициент экономического развития региона, использующего продукцию (Ри) Одна экономически отсталая страна – 4,0 4,0 Коэффициент влияния продукции на формирование потребностей общества (Вп) Среднесрочная высокоэластичная потребность – 3,0 3,0 Коэффициент объема и доступности ресурсов, необходимых для создания продукции (Рд) Большой объем таких же ресурсов -2,0 2,0 Коэффициент влияния продукции на рыночную стратегию предприятия и определение стоимости (Ср) Продукция, выходящая на рынок совершенной конкуренции – 1,0 1,0 Коэффициент влияния продукции на конъюнктуру рынка (Кр) Продукция незначительно влияет на динамику цен и объемы реализации прямых аналогов – 2,0 2,0 Коэффициент влияния продукции на экономический рост предприятия (Рв) Продукция обеспечивает незначительный (5–10%) экономический рост предприятия преимущественно (более 30%) за счет привлечения внешних инвестиций – 1,5 Продукция обеспечивает существенный (более 10%) экономический рост предприятия преимущественно (более 30%) за счет привлечения внешних инвестиций – 4,0
Показатель «Значимостьэкономического события» равен:
— для собственной продукции:
/>
— для конкурирующей продукции:
/>
Так как Зэс сп > Зэс кп, тонеобходимое условие выхода собственного устройства по показателю «Значимостьэкономического события» выполнено. Найдем суммарное значение Зсп и Зкп иопределим полное условие выхода на рынок собственного устройства:
/>
/>
По общему показателю уровняконкурентоспособности разработанная продукция превосходит своих конкурентов,что свидетельствует о том, что разработка продукта оправдана.
/>/>9.2 Расчет затрат на производство товара
На стадии производства продукции(опытный образец и т.д.), необходимо определить капитальные вложения припроизводстве (Кп) и себестоимость проектируемого продукта (С)
Кп = Кппз + Кпф, (9.3)
где Кпф – затраты впроизводственные фонды, необходимые для изготовления продукции (основные фондыплюс оборотные средства);
Кппз – производственные затраты.Причем:
Кппз = Sниокр+ Косв,
где Sниокр– смета затрат на НИОКР;
Косв – затраты на освоениепроизводства и доработку опытных образцов (если такие затраты планируются).
Все составляющие капитальныхвложений Кп определяются прямым счетом на основе потребности для освоенияпроизводства и действующих рыночных цен.
Калькуляция себестоимости НТП(С) производится по отдельным статьям затрат:
— основная и дополнительнаязаработная плата;
— спецоборудование;
— расходы на служебныекомандировки;
— затраты на работы, выполняемыесторонними организациями;
— прочие прямые расходы;
— накладные расходы.
Заработная плата
Размер месячной основной заработнойплаты устанавливается, исходя из численности исполнителей, трудоемкости исреднедневной заработной платы. Дополнительная заработная плата состоит из:оплаты труда в соответствии с районным коэффициентом (в Томской области 30% отосновной заработной платы); надбавок за высокую квалификацию, за дополнительныйобъем работ, персональных надбавок и т.п., премий (если они установлены).
Общий фонд заработной платыопределяется по формуле:
З = Ззпо + Ззпд, (9.4)
где Ззпо – основная заработнаяплата;
Ззпд – дополнительная заработнаяплата.
В свою очередь, основнаязаработная плата рассчитывается по формуле:
/> (9.5)
где N –количество исполнителей;
Зос i –основная заработная плата i-го исполнителя;
Д – районный коэффициент (Д =30%).
Основная заработная плата i-го исполнителя определяется как:
/> (9.6)
где Зм – месячный окладработника;
М – число рабочих месяцев в году(11,2 месяца);
Тд – действительный годовой фондрабочего времени научно – технического персонала (в календарных днях, таблица9.4);
F –время, затраченное на проведение работ.
Техническая и технологическаявозможность создания прибора, базируется на имеющемся оборудовании каф. «ПрЭ» илабораторий ГПО ТУСУР.
Таблица 9.4 — Действительныйгодовой фонд рабочего времениПоказатели рабочего времени Календарное число дней 365
Количество нерабочих дней: выходные дни
праздничные дни
52
11
Потери рабочего времени: отпуск
Невыходы по болезни
30
- Действительный годовой фонд рабочего времени 273
Дополнительная заработная платаопределяется в размере 30% от основной заработной платы работника занепроработанное время (очередной отпуск, учебный отпуск, выполнениегосударственных обязанностей). Расчет заработной платы сведен в таблице 9.5.
Таблица 9.5 — Расчет заработнойплатыИсполнители Зм, руб F, руб Зос i, руб Ззпо, руб Ззпд, руб З, руб Инженер-конструктор 15000 273 168000 280000 7500 287500 Монтажник 10000 273 112000
Социальный налог
Отчисление во внебюджетные фондыпроизводится в процентах от фонда заработной платы в размере 14% для малыхпредприятий с упрощенной формой налогообложения (В нашем случае ООО)
Сумма начислений составит:287500·0,14=40250 рублей.
На статью «Спецоборудование» длянаучных и экспериментальных работ относятся затраты на приобретение или арендуспециальных приборов, стендов, аппаратов и др. Необходимое количествооборудования используемого при разработке приведено в таблице 9.6.
Таблица 9.6 — Необходимоеколичество оборудованияВид оборудования Количество единиц Цена за единицу (руб) Цена за комплект (руб) Способ вовлечения в работы по проекту Осциллограф 1 200000 240000 Собственность ТУСУР Паяльная станция 137 ESD 2 3150 6300 Собственность ТУСУР Вольтамперметр M2015 1 2700 2700 Собственность ТУСУР Компьютер 1 40000 40000 Собственность ТУСУР
Затраты на работы, выполняемыесторонними организациями
На статью «Затраты на работы,выполняемые сторонними организациями» относятся все затраты по оплате работ дляданного проекта сторонними организациями. В данном проекте стороннимиорганизациями предполагается производство печатных плат и корпуса. Заказпечатных плат производился в ООО «ТрансМаш» в г. Томске. Стоимость печатныхплат составила:
— для разработки опытногообразца (включая пробные и исправленные платы) составила 10000 руб;
— окончательный вариант печатныхплат – 1500 руб. (при производстве партии одинаковых плат).
Расчет затрат на материалы икомплектующие
К этой статье относитьсястоимость всех материалов, включая расходы на их приобретение и доставку(транспортно – заготовительные расходы можно принимать в пределах 5% от ихстоимости). В данном случае расходов на доставку не было. Для разработкимакетного образца необходимые материалы указаны в таблице 9.7.
Таблица 9.7 — Материалы дляразработки макетного образцаВид ресурса Количество на проект Рыночная цена за един. (руб.) Общие затраты (руб.) Источник обеспечения Конденсаторы 43 - 3040 Розничная торговля Резисторы 44 - 40 Розничная торговля Микросхемы 11 - 400 Розничная торговля Магнитные элементы 4 - 1450 Розничная торговля Транзисторы 9 - 630 Розничная торговля Диоды 17 - 1000 Розничная торговля Механический корпус 1 - 1500 Розничная торговля Прочие 1940 Итоги 10000
Прочие прямые расходы
На статью «Прочие прямыерасходы» относятся затраты на приобретение начно – технической, патентной,коммерческой и др. информации, за использование различных средств связи, зааренду помещения, в котором выполняется проект и другие расходы.
Неучтенные ранее затратырассчитаем как (3-5)% от суммы предыдущих статей прямых расходов.
/> (9.7)
Накладные расходы
На статью «Накладные расходы»относятся затраты на управление и хозяйственное обслуживание при разработкепроекта. Размеры накладных расходов планируется в размере до 20% от суммы всехпрямых затрат на создание продукции (услуг).
/>
/> (9.8)
Общая стоимость ОКР
Общая стоимость ОКР определяетсякак сумма статей 1 – 6, приведенных в таблице 9.8. Сумма стоимости ОКРсоставила 440232 рубля.
Таблица 9.8 — Смета затрат наОКРНаименование статьи Затраты, руб. Примечание 1. Заработная плата 287500 - 2. Отчисления во внебюджетные фонды 40250 14% от ст. 1 3. Затраты на работы, выполняемые сторонними организациями 10000 - 4. Расходы на материалы и комплектующие 10000 - 5. Прочие прямые расходы 14110 - 6. Накладные расходы 73372 20% от ЗОС 7. Себестоимость ОКР 435232 Сумма ст. 1-6
Расчет себестоимостиразработанного устройства
Стоимость элементной базы,необходимой для изготовления разработанного устройства составляет 10000 руб.Стоимость печатных плат для серийного производства составляет 1500 руб. Наизготовление и настройку устройства тратиться одна календарная неделя.Определяем стоимость работ по формуле.
/> (9.9)
где Дн.Ставка – дневная ставкаинженера, которая выбирается исходя из месячного оклада Зм в соответствии стаблица 9.5.
Дополнительная заработная платасоставляет 30% от стоимости работ на изготовление (от основной заработнойплаты), то есть
/> (9.10)
Налоги составляют 14%, то есть
/>(9.11)
Размеры накладных расходов 20%от суммы всех прямых затрат на изготовление. Полная калькуляция себестоимостиразработанного устройства приведена в таблица 9.9.
Таблица 9.9 — Себестоимостьразрабатываемого устройства№ п/п Статьи затрат Сумма, руб. 1 Материалы и комплектующие 10000 2 Печатные платы 1500 3 Заработная плата 4643 4 Отчисления во внебюджетные фонды 650 5 Накладные расходы 2704.6 Итого: 19497
Следовательно, себестоимостьразрабатываемого устройства, без учета нормативной прибыли составит 19497 руб. />/>
9.3 Определение коммерциализуемости товара
Стратегия коммерциализации
Задача 1. Разработкаконструкторской документации и изготовление экспериментального образца,проверка общей работоспособности устройства в соответствии с документацией.Оформление и получение сертификата.
Составления подробного бизнес –плана коммерциализации результатов, определение цены и количества продукции,необходимой для продаж, организация рекламы, поиск инвесторов, заказчиковизделия. Существует производственно – технический риск, связанный со срокамиизготовления прибора и административные барьеры во время оформлениясертификата.
Задача 2. Организация серийногопроизводства источника питания для установок концентрирования щелочногоэлектролита.
Приобретение площади иоборудования, набор 2 сотрудников, организация сборочно – регулировочного ииспытательного участков, поиск предприятия – соисполнителя электромеханическихузлов для серийного выпуска продукции. Организация продаж. Существуетфинансовый риск, связанный с кредитными отношениями с финансовыми институтами ипредприятиями – соисполнителями (большие проценты кредитов банков, инфляционныефакторы и др.)
Задача 3. Стабилизацияпроизводства и продаж продукции, устойчивый рост и выход на объем продаж до150000 руб. на человека в год.
Для успешного вывода продукта нарынок необходимо:
— организовать рекламу новогоисточника питания с предложениями областей применения данного прибора;
— организовать сервисный центрпо гарантийному ремонту источников питания;
— определит торговых партнеров(магазины специального назначения) и заключить с ними договора о поставкепродукции.
Калькуляция затрат по годам,согласно изложенному выше организационному плану производства и изготовленияпродукции представлена в таблице 9.10.
Таблица 9.10 — Калькуляциязатрат№ п/п Статьи расходов Сумма, тыс. руб 1 Зарплата основных исполнителей проекта 287.5 2 Начисления на зарплату (14%) 40.25 3 Материалы и комплектующие 10 4 Затраты на работы, выполняемые сторонними организациями 15 5 Прочие прямые расходы 14.11 6 Накладные расходы 73.37 7 Изготовление и покупка оборудования - 8 Командировки - 9 Проведение патентных исследований - № п/п Статьи расходов Сумма, тыс. руб 10 Оформление охранного документа по защите ИС - 11 Проведение маркетинговых исследований 20 12 Разработка бизнес-плана 10 13 Подготовка рекламных материалов 40 Итого: 540.23
Описание рисков, препятствующихуспешному выполнению работы
Инвестиционный риск. Важнейшимфактором финансового риска данного проекта является получение инвестиций.Наличие инвестиций является необходимым условием начала развития проекта:насколько они задержатся, настолько задержится начало проекта. При отказеинвестора от финансирования проекта будут максимально выявлены причины отказа,проект будет доработан в соответствии с требованиями инвестора и подан зановона рассмотрение.
Производственный риск. Покупкаоборудования приведет к частичной автоматизации процесса сборки, будетгарантировать качество продукции. Возможность выхода из строя оборудования невелика, поскольку в рамках реализации проекта предполагается организациясерийного производства, что не предполагает максимальной нагрузки наоборудование. Однако, в случае возникновения неполадок, предприятие сможетперейти на ручной режим.
Сегодня в Томске существуетоколо пяти фирм поставляющих комплектацию под заказ. И возможность работы слюбым из них открыта, поэтому риск задержки производства от закрытия одного изних не велик.
Контрактный риск. В процессепроизводства продукции исполнители проекта самостоятельно производят все этапыпроизводственного процесса, производственной кооперации нет, следовательно, нетриска простоя из–за нарушения контрактов.
Коммерческий риск. Срокиреализации этапов проекта имеют значение с точки зрения движения потоковденежных средств и выполнения обязательств по запланированным кредитнымдоговорам. В случае, если произойдет нестыковка планируемых сроков с реальнымив течении срока получения средств, можно отказаться от финансирования некоторыхэтапов либо уменьшить финансирование некоторых этапов.
/>/>10 Вопросыбезопасности жизнедеятельности
/>/>10.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов
Главнойцелью охраны труда является создание таких условий, которые обеспечиваютбезопасность человека в процессе труда, минимальную вероятность поражения токоми сохранение работоспособности. Проведение мероприятий по охране трудаобеспечивает улучшение условий труда и повышение его производительности. Можновыделить следующие опасные и вредные производственные факторы (ОВФП),определяемые согласно ГОСТ 12.0.003-74:
— физические;
— химические;
— биологические;
— психофизиологические.
Изфизических факторов опасности можно выделить следующие:
— повышенная температура отдельных частей и приборов;
— опасный уровень напряжения в сети переменного тока, от которой питаетсяисточник.
Изпсихофизиологических факторов опасности можно выделить следующие:
— утомление;
— монотонность труда.
/>/>10.2 Требование безопасности к источнику
Источникпитания может быть выполнен в виде управляющей установки, собранной в единомкорпусе, с выведенными кабелями. Установку подобных устройств следуетпроизводить в зоне от 400 до 2000 мм от уровня пола. Допускается, послесогласования с потребителем, устанавливать источник ниже 400 мм и выше 2000 мм.Дроссели, трансформаторы, резисторы, разрядники, сирены и другие элементы, нетребующие постоянного контроля и обслуживания, могут устанавливаться на высотениже 400 мм и выше 2000 мм.
Органыуправления аппаратов ручного управления (кнопки, переключатели и т.п.) должнынаходиться в зоне 700 -1900 мм от уровня пола.
Измерительныеприборы и контрольные индикаторы должны устанавливаться с учетом ГОСТ12.2.032-78 и ГОСТ 12.2.033-78. Шкала каждого прибора должна находиться навысоте от уровня пола:
— при работе стоя – от 1000 до 1800 мм;
— при работе сидя – от 700 до 1400 мм.
Конструкцияприбора и расположение на нем аппаратов и приборов должно обеспечивать:
— удобство и безопасность обслуживания;
— удобство наблюдения за работой источника;
— удобство установки устройства, а так же подключения внешних соединений;
— исключение возможности взаимного влияния источников;
— доступ к контактным соединениям;
— удобство ремонта и замены износившихся деталей.
Наустройствах к аппаратам и приборам должны выполняться позиционные обозначения.К приборам ручного управления, вводным устройствам, аппаратам сигнализации ит.п. по согласованию с потребителем должны выполняться функциональные надписиили символы по ГОСТ 12.4.040-78 и ГОСТ 12.4.026-76, «Вкл», «Выкл», «Старт», «Стоп»и т.д… Позиционные обозначения приборов и функциональные символы или надписидолжны выполняться способом, обеспечивающим их сохраняемость.
Посогласованию с потребителем на устройстве должен быть нанесен предупредительныйзнак «ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ». На устройстве двухстороннего обслуживанияпредупредительный знак следует наносить на обеих сторонах.
Основнымпоражающим фактором является ток, протекающий через человека. Установленыпороговые (наименьшие) значения тока (для переменного тока промышленной частоты),определяющие степень поражения:
— пороговый ощутимый ток 0,5– 1,5 мА;
— пороговый неотпускающий ток 10– 20 мА;
— пороговый фибрилляционный ток 50– 80 мА;
— смертельно опасный ток 100мА и более.
Напряжениевлияет на исход поражения лишь в той степени, в какой оно предопределяет силутока. Для напряжения до 400 – 500 В более опасным считается переменный ток, длянапряжения свыше 500 В – постоянный. На исход поражения влияет путь тока в телечеловека. Возможных путей (петель тока) много, однако наиболее частовстречаются такие: правая рука – ноги, левая рука – ноги, рука – рука, нога –нога. Наиболее, опасны случаи протекания тока через голову и грудную клетку.При увеличении продолжительности протекания тока сопротивление тела человекаснижаеться, что вызывает рост тока. Опасность воздействия тока зависит отиндивидуальных особенностей человека человека (массы и физического развития), атакже от состояния нервной системы и всего организма. Большое значение имеет«фактор — внимания», ослабляющий опасность тока./>/>10.3 Основные защитные мероприятия
Всемеры, связанные с обеспечением безопастности эксплуатации электроустановок,делятся на две большие группы: организационные и технические. К организационныммероприятиям относятся мероприятия, связанные с переодическим медицинскимконтролем здоровья персонала и выявлением его пригодности к работе наэлектроустановках.
Лица,обслуживающие и эксплуатирующие электроустановки, относяться кэлектротехническому персоналу. Электротехнический персонал должен бытьфизически здоровым, не иметь увечий и болезней, препятствующих или мешающихвыполнению работы. Пригодность к обслуживания электроустановок определяется приприеме на работу и периодически 1 раз в 2 года медицинскимосвидетельствованием. К работам в электроустановках допускаются лица в возрастене моложе 18 лет. Лица, допускаемые к работам в электроустановках, должны иметьсоответствующую техническую подготовку. После обучения производится проверказнаний правил техники безопасности специальной квалификационной комиссией.Проверяемому присваивается квалификационная группа по технике безопастности ивыдается удостоверение, дающее право выполнять определенные работы всоответствии с занимаемой должностью и квалификационной группой. Всеговыделяется пять квалификационных групп по технике безопасности (I-V), априсваивается только четыре (II-V). При работе с данным прибором достаточноиметь II квалификационную группу.
Кмероприятиям технического порядка следует отнести: недоступность токоведущихчастей, защитное заземление, защитное зануление, защитное отключение.Недоступность токоведущих частей для случайного прикосновения обеспечиваетсяследующими способами: ограждением и расположением токоведущих частей нанедосягаемой высоте или в недоступном месте, рабочая изоляция. Ограждения ввиде корпусов, кожухов, оград выполняются сплошными или сетчатыми; для доступанепосредственно к электрооборудованию или токоведущим частям последнего (приосмотре или ремонте) в ограждениях предусматриваются открывающиеся части:крышки, дверцы, двери и т.д… эти части закрываются специальными запорами илиснабжаются блокировками. Блокировки по принципу действия бывают электрические имеханические. Расположение токоведущих частей на недосягаемой высоте или внедоступном месте обеспечивает безопасность без ограждений. В ПУЭ указаныминимальные расстояния от неизолированных токоведущих частей воздушных линийэлектропередачи до земли в зависимости от напряжения, местности, но не менее 6метров. В измерительных приборах, радиоустройствах, аппаратуре автоматики ивычислительной технике применяют блочные схемы. Отдельные блоки установленные вобщем, корпусе, соединены один с другим и с блоком питания штепсильным разъемами.При выдвижении блока штепсильный разъм размыкается и блок автоматическиотключается от питающей сети.
Защитноезаземление – это преднамеренное электрическое соединение с землей или ееэквивалентом металлических нетоковедущих чатей, которые могут оказаться поднапряжением. Защитное действие заземления основано на снижении напряженияприкосновения при переходе напряжения на нетоковедущие части, что достигаетьсяуменьшение потенциала корпуса относительно земли как за счет малогосопративления заземления, так и за счет повышения потенциала примыкающей коборудованию поверхности земли.
Областьприменения. Согласно ПУЭ при напряжении380 В и выше переменного и 440 В и выше постоянного тока электроустановкиподлежат заземлению во всех случаях, Rзаземл. = 4 Ом. Кроме того,необходимо заземлять корпуса электрооборудования, установленного в помещениях сповышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках с номинальнымнапряжением выше 42 В переменного тока и 110 В постоянного тока, а такжеустановленного во взрывоопасных помещениях при всех напряжениях переменного ипостоянного тока.
Защитноезаземление является эффективной мерой защиты при питании оборудования оттрехфазных сетей напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и трехфазныхсетей выше 1000 В с любым режимом нейтрали.
Расчет заземления. Цель расчета заземления — определить число и длину вертикальныхэлементов, длину горизонтальных элементов (соединительных шин) и разместитьзаземлитель на плане электроустановки, исходя из регламентированных Правилами значенийдопустимых сопротивления заземления, напряжения прикосновения и шага,максимального потенциала заземлителя или всех указанных величин.
Расчет простых заземлителей производится в следующемпорядке:
— определяются расчетный ток замыкания на землю инорма на сопротивление заземления (по ПУЭ) в зависимости от напряжения, режиманейтрали, мощности и других данных электроустановки;
— определяется расчетное удельное сопротивление грунтас учетом климатического коэффициента.
/>/>10.4 Разработка защитных элементов конструкции источника
СогласноГОСТ 12.2.007.11-75 конструкция источникадолжна удовлетворять следующим требованиям:
— преобразователь должен выдерживать механические нагрузки при еготранспортировке, монтаже и эксплуатации;
— конструкция преобразователя должна исключать нарушение его работоспособностиагрессивными парами и пылью, образующимися при нагреве электролита;
— составные части преобразователя должны быть размещены так, чтобы примаксимальной температуре окружающей среды 40°С и при нормальной эксплуатации их температура на превышала допустимой;
— источники высокого напряжения, состоящие из трансформаторов и выпрямителей,должны быть устойчивы к коротким замыканиям, и выдерживать изменяющуюсянагрузку;
— обеспечивает беспрепятственное прохождение охлаждающего воз-духа через силовыеэлементы устройства для лучшего их охлаждения;
— при замыкании любого из модулей или их перегрузке по току обеспечивается отключениеот сети или снятия управления с силовой части при перегрузке в безопасном дляинвертора режиме;
Устройства должнобыть выполнено а виде металлического каркаса, установленной в нем печатнойплатой на которой расположены электронные компоненты магнитные элементы и радиатор.Каркас сверху закрыт металлическим кожухом. Для улучшения теплоотвода в нижнейи боковых частях корпуса предусмотрены вентиляционные отверстия.
Подключение к заземляемомуустройству производиться при помощи клеммы «Земля» находящейся назадней панели устройства. Согласно ГОСТ 12.2.007.72-83 в электроустановках снапряжением до 1000В сопротивление заземляющего устройства должно быть не более4-х Ом. Сопротивление изоляции в устройстве не должно быть менее 0.5 МОм.
/>/>10.5 Разработка инструкции по охране труда
/>/>10.5.1 Общие требования
Техническаяэксплуатация электроустановок предусматривает планово- предупредительныйремонт. Профилактика, ремонт и наладка устройства должна производиться вспециально оборудованных мастерских.
Передвключением устройства в питающую сеть необходимо
убедитьсяв:
— подсоединение заземления;
— отсутствия механических повреждений корпуса;
— исправном состояниекабелей питания и разъемов, кабелей
подключениянагрузки и их разъемов;
— соответствие нагрузки номинальной мощности устройства;
— исправности предохранительных элементов.
Запрещается:
— производить вскрытие корпуса и снятия защитных кожухов при
включенномпитании устройства;
— проверять руками уровень нагрева элементов схемы;
— производить ремонт и наладку при снятых защитных кожухах и
включенномустройстве.
Приобнаружении признаков пожара (дыма, запаха обгорающей изоляции и т.п.) илинепосредственного возгорания необходимо:
— обеспечить полную обесточенность всей электроустановки;
— принять меры к тушению возникшего возгорания, применяя угле-кислотныеогнетушители.
К обслуживающему персоналу:
— к работе с прибором и его ремонту допускаютсяквалифицированные работники, знающие правила техники безопасности при работе снапряжением до 1000 В, ознакомленные с техническим описанием на преобразовательи имеющий допуск;
— обслуживание установки должен осуществлятьэлектротехнологи-ческий персонал, имеющий достаточные навыки и знания длябезопасного выполнения работ по техническому обслуживанию;
— работники из электротехнического персонала, недостигшие 18-ти летнего возраста, к работе в электроустановках не допускаются.Работники из электротехнического персонала не должны иметь увечий и болезней(стойкой формы), мешающих производственной работе;
— электротермические установки должен обслуживатьэлектротехноло-гический персонал прошедший медицинский осмотр. Группа поэлектробезопасности электротехническому и электротехнологическому персоналуприсваивается в соответствии с правилами;
— температура нагрева шин и контактных соединений,плотность тока в проводниках вторичных тоководов в электротермических установокдолжны периодически контролироваться в сроки, обусловленные местнымиинструкциями, но не реже одного раза в год;
— сопротивление изоляции вторичных тоководов и рабочихтоковедущих элементов электротермических устройств должно измеряться при каждомвключении после ремонта и в других случаях, предусмотренных местнымиинструкциями;
— оперативное обслуживание оборудования электротермическихустановок на высоте 2 метра и более отуровня пола должно производиться со стационарных рабочих площадок;
— все потребители электроэнергии обязаны до началапроектирования и монтажа согласовать применение на своих предприятияхэлектронагревательных установок с органами государственного энергетическогонадзора в установленном порядке./>/>10.5.2 Требования до включения ИП
Визуально проверить наружную целостность корпуса устройства.
Проверить правильность подключения питающегонапряжения, правильность и надежность соединения между всеми частями установки(целостность разъемов, целостность кабелей и токоведущих частей).
Проверить наличие заземления и его прочность.
Поверить наличие отсутствия инородных элементов, непредусмотренных конструкцией устройства, целостность термоизоли-рующегоматериала.
В случае попадания инородных элементов — осуществитьих удаление без разбора составных частей установки.
Если это невозможно или обнаружены другие отклонения(соединительный кабель порезан или оплавлен, поврежден корпус, нарушенатермоизоляция нагревательной части) ЗАПРЕЩАЕТСЯ эксплуатация устройства.
Поставитьв известность электротехнологический персонал и к работе не приступать./>/>10.5.3 Требования во время включения и работы ИП
Включить питание установки и визуально, поиндикационным приборам проверить правильность работы устройства;
В нормальномрежиме на блоке управления должен гореть желтый семисегментный индикатор.
После полной правильной сигнализации предвключенного состоянияустановки (горит только индикатор), выставить необходимое значение тока.
В нормальномрежиме на блоке управления должен загореться зеленый светодиод. Загораниезеленого светодиода и отсутствие свечения красного светодиода сигнализирует онормальной работе устройства. Любое отклонение от установленного режима работысигнализирует о режиме срабатывания защиты или аварии в устройстве. Еслипричина срабатывания не может быть устранена отключить установку.
В случае неудачноговключения полностью обесточить установку и оповестить службуэлектрообслуживания.
Есливо время работы обнаруживаются признаки возгорания (запах плавящейся изоляцииили появление пламени) обесточить установку и в случае появления пламенипринять меры к его устранению с помощью углекислотных огнетушителей иоповестить соответствующие службы./>/>10.5.4 Требования при аварийной ситуации
В случае возникновения аварийной ситуации на отдельномустройстве необходимо обесточить устройство. В случае возникновения аварийнойситуации, представляющей реальную опасность для жизни работающих, необходимообесточить все оборудование общим рубильником и, соблюдая порядок испокойствие, принять меры по обеспечению безопасности людей и оборудования.
Если пострадавший от тока находится в сознании,достаточно передать последнего под наблюдение врача на 2-3 часа. При отсутствиисознания, но сохранившемся дыхании и пульсе, расстегнуть одежду, давать нюхатьнашатырный спирт. Если пострадавший дышит плохо или не дышит — делатьискусственное дыхание и массаж сердца до появления врача.
При электрическом ожоге одежду и обувь нужноразрезать. Нельзя касаться руками обожженных участков, смазывать их чем либо.Нельзя прокалывать пузыри, отдирать куски одежды. Обожженную поверхностьзакрывают стерильной повязкой и доставляют человека в лечебное учреждение.
Вовсех перечисленных ситуациях необходимо сообщить о произошедшем случаеначальнику цеха.
/>/> Заключение
Врезультате работы над дипломным проектом был разработан стабилизатор токаэлектродиализатора, принцип действия которого основан на высокочастотномпреобразовании энергии.
Разработанаэлектрическая принципиальная схема устройства, разработана печатная платаустройства, проработана и изготовлена конструкция. Результаты работы показали,что существует возможность улучшения технологических и экономических свойствустройства за счет изменения некоторых элементов и блоков.
В ходе разработки устройстваполучен большой опыт в разработке электронных схем.
/>/>Список использованных источников
1 А. В. Храмцов, В.Д.Семенов, С.В. Образцов особенности электрохимического аппарата с ионообменнымимембранами как нагрузки источника электропитания. В Научная сессия ТУСУР-2008:Материалы докладов Всероссийской научно-технической конференции студентов,аспирантов и молодых ученых. Томск, 5-8 мая 2008 г.: В пяти частях. Ч. 2.-Томск: В-Спектр, 2008. с. 306
2 Гнусин Н.И., Гребенюк В.Д.,Певницкая М.В. Электрохимия ионитов. Новосибирск: Наука, 1974. 200 с.
3 «Установка концентрирования аккумуляторного щелочного электролита (УКЩ)«ДЕЛЬТА — К 20»» Технический паспорт, Томск.
4 Бекназарова А.М., Образцов С.В.,Семенов В.Д. Современные электрохимические комплексы для обессоливания,деионизации и кондиционирования воды. В Итоги научно-исследовательских работ икурсового проектирования студентов 1-4 курсов кафедры промышленная электроника.Вып. 2. с. 67-71
5 Семенов Б.Ю. Силовая электроникадля любителей и профессионалов. – М.: Солон-Р, 2001. – 327 с.
6 «DRM100 DesignerReference Manual; Devices Supported: 56F801X» Freescale Semiconductor, 2008.
7 «Ferrites andaccessories E65/32/27 Core» Epcos, 2006.
8 «80CPQ150» International Rectifier, 2002.
9 Полищук А. Проблемы выбораключевых транзисторов для преобразователей с жестким переключением// Силоваяэлектроника. 2004. №2.
10 «IRFPS3815» International Rectifier, 2002.
11 Труды ежегоднойнаучно-практической студенческой конференции по специальности«промышленная электроника» / сост. В.С. Мишуров, А.В. Топор; под ред.В.А. Скворцова. — Томск. Гос. ун-т систем упр. и радиоэлектроники, 2009. — 64с. (в печати).
12 «CSNT651-001» Honeywell, 2006.
13 «IR2127» International Rectifier, 2001.
14 «UCC37322» Texas Instruments, 2004.
15 «B57045 K45» Epcos, 2002.
16 «MC56F8000 PeripheralReference Manual» Freescale Semiconductor, 2006.
17 «BA56-11SRWA» Kingbright, 2000.
18 «MC9S08QE8» Freescale Semiconductor, 2008.
19 «Current-mode PWMcontroller» Philips Semiconductor, 1994.
20 Изоткина Н.Ю., Осипов Ю.М.Управление инновационной деятельностью: Учебно-методический практикум дляинженеров. – Томск: Издательство ТУСУР, 2007. – 293 с.