Разработка конструкции блока источника вторичного питания

Разработка конструкции блока источника вторичного питания

Введение

низковольтный источник вторичный электропитание

Современный этап развития радиоэлектронной аппаратуры характеризуется тем, что РЭА и приборы автоматики предъявляют весьма жесткие требования к качеству потребляемой энергии первичного источника. Поэтому одновременно с прогрессом в автоматике и радиоэлектронике происходило бурное развитие преобразовательной техники и средств вторичного электропитания РЭА, которые осуществляют необходимые преобразования электрической энергии, обеспечивая при этом требуемые значения питающих напряжений как постоянного, так и переменного токов; электрическую изоляцию цепей питания друг от друга и от первичного источника; высокую стабильность вторичных питающих напряжений в условиях значительного изменения первичного питающего напряжения и нагрузок и др.

Современные средства вторичного питания РЭА вышли за рамки класса простейших РЭУ, содержащих незначительное количество силовых вентилей и реактивные сглаживающие фильтры, какими они были несколько десятков лет назад. В настоящее время средства вторичного электропитания представляют собой достаточно сложные устройства, которые содержат большое количество разнообразных функциональных узлов, выполняющих те или иные функции преобразования электрической энергии и улучшения ее качества.

В состав средств вторичного электропитания РЭА входят система электропитания и источники электропитания. Система электропитания обеспечивает по заданной программе электропитанием все цепи комплексов РЭА, а источники электропитания - самостоятельные приборы или отдельные цепи комплексов РЭА.

Источники вторичного электропитания (ИВЭ) РЭА могут быть классифицированы по следующим параметрам.

С точки зрения схемотехнических принципов построения ИЭП делят по значению выходного напряжения на следующие группы:

1.Низковольтные ИЭП, уровень выходных напряжений которых не превышает 250В;

2.ИЭП с повышенным уровнем выходного напряжения (свыше 250В до 1000В);

.ИЭП с высоким уровнем выходного напряжения (свыше 1000В), которые называют высоковольтными источниками электропитания.

В данной работе будет разработан низковольтный ИВЭП, использующий электроэнергию автономного источника постоянного тока.

В современной технике широкое практическое распространение получили автономные первичные источники электрической энергии постоянного тока. К ним относятся аккумуляторные и солнечные батареи, термоэлектрические и термоэмиссионные преобразователи, топливные элементы, ядерные источники и т.п.

Использование таких источников электрической энергии позволяет выполнять РЭА переносной, устанавливать ее на различных автономных подвижных объектах, удаленных от промышленных энергетических сетей. Бурное развитие этого направления в области питания РЭА вызвано в первую очередь успехами в освоении космического пространства.

К основным специфическим требованиям, предъявляемым к ИВЭ рассматриваемого вида, относятся:

.Масса и габариты должны быть по возможности наименьшими, что обусловлено спецификой исполнения автономной РЭА.

2.КПД таких ИВЭ должен быть по возможности максимальным, т.к. ухудшение экономичности и увеличение потребляемой мощности при ограниченной мощности автономного первичного источника электроэнергии приводят к резкому увеличению массы и габаритов последнего, а следовательно, к ухудшению эксплуатационных характеристик автономной РЭА.

3.Надежность ИВЭ должна быть максимальной. В условиях удаленности от промышленных центров, сложности проведения ремонтно-профилактических и восстановительных работ это требование приобретает исключительно важное значение.

Основными недостатками такого ИВЭ являются низкая стабильность его выходного напряжения, которая оказывается худшей, чем стабильность напряжения первичного источника электрической энергии, а также одно-единственное номинальное выходное напряжение.[5]

1.Постановка задачи

Для выполнения данной работы необходимо решить следующие задачи:

• сборочный чертеж платы;
• крышка;
• корпус;
• сборочный чертеж корпуса
• чертеж печатной платы;
• радиатор;
• сборочный чертеж блока ИВЭ.

2. Выполнить расчет конструкции на устойчивость к действию вибрации.

. Выполнить поверочный расчет радиатора для транзистора 2Т945.

4.Выполнить расчет размерной цепи.

5.Выполнить расчет на надежность.

.Разработать технологический процесс сборки блока вторичного источника питания в системе TechnologiCS.

7. Рассчитать защитное зануление в лаборатории при настройке блока ИВЭ.

. Определить технико-экономическую целесообразность разрабатываемого блока ИВЭ.

2. Конструкторский раздел

.1 Технические требования на разработку

1. Название: блок ИВЭ.
2. Назначение: блок является вторичным источников питания для изделия оборудованного инфракрасным лазером. На блок ИВЭ подается напряжение ±27 В с током до 1,1 А с батареи изделия.
3. Комплектность: один субблок.
4. Аппаратура стационарная.
5. Аппаратура должна соответствовать ГОСТ РВ. 20.39.304-98 (группа 4.1).
6. Требования к конструкции: размеры блока ИВЭ определяются конструкцией изделия, в которое входит данный блок питания. Габаритные размеры должны быть не более 180 х 160 х 70.
7. Присоединительные размеры определяются конструкцией аппаратуры.
8. Размеры печатной платы: 180 х 110 х 1,5.
9. Температура воздуха блока ±50 0С.
10. Время непрерывной работы блока: реальное - < 30 сек

при проверках 5 мин - работа

мин - перерыв

1. Относительная влажность 98 %, при температуре 30 0С.
2. Изделие может транспортироваться любым видом транспорта.
3. Система охлаждения: естественная воздушная (естественная конвекция, принудительный обдув отсутствует).
4. При компоновке следует формировать печатные проводники между ЭРЭ предельно короткими. Ток в проводниках не превышает 1А.

2.2 Обоснование выбора конструкции

Разработанный ИВЭ предназначен для установки в герметизированное изделие, располагающееся в кожухе (корпусе). Поэтому все входящие в него функциональные блоки, не требующие экранировки от внешних электромагнитных полей, выполнены без корпусов, непосредственно на печатных платах и защищены лишь от климатических воздействий путем нанесения трех слоев влагозащитного электроизоляционного лака УР - 231 ТУ6-21-14-90 IV ОМ2.

Испытания на герметичность проводятся по ОСТ В 84-939-87.

Выберем двухстороннюю печатную плату (ДПП) с металлизацией переходных отверстий , что позволит:

реализовать практически любую схему (использование ДПП позволяет повысить плотность монтажа с 1,5 ЭРЭ/см2 у односторонних печатных плат до 2 ЭРЭ/см2 );

увеличить количество связей, что позволит при трассировке печатных проводников воспользоваться САПР PCAD 4.5 . Благодаря этому значительно упростится и ускорится процесс проектирования ПП. Кроме того использование в данном случае ДПП значительно увеличит выход годных ПП, что повысит экономические показатели данного устройства и уменьшит расходы материала при изготовлении ДПП;

обеспечить хорошую механическую прочность крепления ЭРЭ.

Плата изготовлена комбинированным позитивным методом и должна соответствовать ГОСТ 23752 - 79, группа жесткости 3.

Для обеспечения технологичности сборки и ремонтопригодности печатная плата должна свободно располагаться в корпусе с зазорами по контуру 0,5-1 мм от стенок корпуса, следовательно, размер ПП 180 х 110 мм.