Специализированный источник питания для АТС (стр. 6 из 14)
В разрабатываемом источнике питания, жгут вяжем нитками 9Кр ПТУ17 РСФР 62-2710-80, жгут крепим с помощью скоб к каркасу прибора. Под каждой скобой устанавливаем прокладку из электрокартона в целях предохранения проводников от обрыва и порчи изоляции при ударах и вибрации.
Качество внешнего оформления источника питания зависит от того, насколько удачны средства обеспечения технических требований, сочетаются со средствами обеспечения технической эстетики. Цветовая окраска источника питания и его лицевой панели описана в разделе – «Выбор покрытия».
Для контроля параметров разрабатываемого источника питания приемлема автономная система контроля, которая компонуется из отдельных приборов. В комплект контрольно-измерительной аппаратуры должны входить: осциллограф, электронный вольтметр. В качестве контрольных точек на входе и выходе функциональных узлов допустимо использовать выводы печатных плат, в местах соединения их проводниками, с соответствующей маркировкой.
Проведенная детально-конструктивная проработка оптимального варианта конструкции источника питания показала, что разрабатываемый в проекте прибор, в целом отвечает требованиям технического задания по компоновке, законченности функциональных узлов, примененных в конструкции элементам и материалам, требованиям технической эстетики, ремонтопригодности, технологичности и безопасности.
2.5. 2.5. Выбор материалов, элементов и покрытий.
2.5.1. 2.5.1.Выбор элементов.
Правильно сделанный выбор элементов во многом определяет надежность блока, технологичность его конструкции, и в конечном счете, экономичность разрабатываемой конструкции в целом. Выбор элементов производится с учетом:
- - соответствия номиналов элементов указанным в схеме электрической принципиальной значениям;
- - наличия данных элементов на производстве;
- - технических требований предъявляемых к разрабатываемой конструкции;
- - экономической целесообразности.
Произведем выбор электрорадиоэлементов проектируемого прибора. Исходя из сказанного выше, в качестве постоянных резисторов выберем металлодиэлектрические резисторы типа МЛТ. Основным критерием их выбора является их низкая стоимость, распространенность, высокая стабильность, малая зависимость сопротивления от напряжения и частоты, низкая паразитная емкость и индуктивность, малые габариты.
В качестве электролитических конденсаторов оксидноаллюминиевые К50-35, т.к. обладая малыми габаритами, обеспечивают требуемые параметры, предназначены для печатного монтажа. Остальные конденсаторы - по перечню элементов.
Микросхемы серии К564, эта серия является современной, распространенной, имеет малые габариты, приемлемые параметры и стоимость.
В приборе имеются переключатели с помощью которых задаются различные режимы работы прибора. В качестве переключателей выбираем П2К, которые имеют достоинства: возможность установки их на печатной плате, они надежны и удобны в эксплуатации.
В качестве разъемов выбираем разъемы для установки их на печатной платеСНП 34С-135/132´9,4Р-22-В .
2.5.2. 2.5.2.Выбор материалов
Выбор материалов конструкции определяется, прежде всего, технико-экономическими требованиями.
Материалы, используемые в качестве основания печатных плат, должны обладать рядом свойств: достаточной прочностью, высокими изоляционными свойствами, низким водопоглащением. Кроме того, материал оснований печатных плат должен быть таким, чтобы при механической обработке (сверлении, штамповке, распилке) не образовались трещины, расщепления и неблагоприятные явления, влияющие на эксплуатационные свойства, а также на электрические параметры плат. Материал платы должен обеспечивать хорошую сцепляемость с токопроводящими покрытиями, иметь минимальное коробление в процессе эксплуатации и производства.
В настоящее время для производства узлов с печатным монтажом, широкое применение находят фольгированные диэлектрики: фольгированный гетинакс и фольгированный текстолит.
Исходя из сказанного, а также из условий эксплуатации, в качестве материала для изготовления печатных плат применяем фольгированный стеклотекстолит СФН-2-35-1,5, который обладает высокой механической прочностью, химической прочностью, хорошими электроизоляционными свойствами и низким влагопоглощением. По своей природе слоистые материалы чувствительны к проникновению влаги. Для устранения этого нежелательного явления и для придания узлам большей механической прочности, платы после монтажа покрываются защитным лаком. Каркас, применяемый в приборе, изготовлен из дюралюминия.
2.5.3. 2.5.3.Выбор покрытия
Выбор защитного покрытия производится с учетом функционального назначения детали (или узла), материала, способа изготовления, продолжительности и характера действия окружающей среды. Детали предназначенные для использования внутри блоков, должны защищаться металлическими покрытиями, окисными, пассивными пленками. Детали из сплавов Д16, расположенные внутри корпуса, защищаем аннодированием, вид покрытия – окисное, обозначение Ам.Окс.хр.
Поверхности деталей, непосредственно соприкасающих с внешней окружающей средой, защищаются лакокрасочными покрытиями с предварительным анодированием.
Лакокрасочные покрытия характеризуются удобством их нанесения, малой стоимостью и приемлемой долговечностью.
Корпус блока также подвергается анодированию. Затем наносится грунт ФЛ-03-К. толщина грунта должна быть не менее 40 мкм. Для выравнивания загрунтованной поверхности допускается шпаклевание пастообразной массой, максимальная толщина шпаклевки 0,4 мм. Большое значение, с точки зрения эстетики, имеет цвет покрытия. Для покрытия прибора используем «стойкие», малонасыщенные тона. Цвет передней панели должен быть светлее корпуса. Для передней панели используем серо-голубую нитроэмаль марки НЦ-25 МРТУ10-105-67.
Для корпуса источника питания используем черную эмаль марки МЛ-165. ГОСТ 12034-66.
Заполнение гравировок надписей – эмаль ХВ-16 черный МРТУ 10-705-67.
3. 3.Расчет теплового режима.
Подавляющее большинство РЭА лишь небольшую потребляемой от источников питания энергии выдают в виде полезной энергии сигналов, остальная часть преобразуется в тепловую энергию и передается в окружающую среду. Общий температурный фон устройства будет определятся удельной мощностью тепловыделения и плотностью теплового потока, проходящего сквозь кожух (корпуса) устройства.
Точный анализ температурного состояния РЭА связан с большими трудностями, которые объясняются сложностью конструкции происходящих в ней процессов, поэтому при изучении теплового режима РЭА применяют приближенное физико-математическое исследование и расчет теплоотвода в РЭА носит оценочный характер, необходимый для установления исходных параметров конструкции.
По соображениям экономичности, прежде всего, необходимо стремится к естественному охлаждению, принимая конструктивные меры к интенсификации передачи тепла в окружающее пространство или на другие части конструкции.
Естественное воздушное охлаждение возможно только при атмосферном давлении окружающего воздуха не ниже 53-60 кПа и при относительно невысокой температуре.
Естественное воздушное охлаждение в герметичных блоках позволяет отводить тепло при плотностях теплового потока до 0,05 Вт/см2, при перегрев внутри блока не превышает 30°С. такой перегрев допустим для аппаратуры, работающей в условиях близких к нормальным.
Целью расчета является определение температуры нагретой зоны и среды вблизи поверхности радиоэлементов, необходимых для расчета надежности блока. Расчет температуры производится для критического элемента, т.е. элемента, максимально допустимая температура, которого имеет наименьшее значение среди всех элементов, входящих в состав устройства.
Исходя из перечня элементов прибора определяем, что максимально допустимая рабочая температура большинства радиоэлементов не ниже +85°С (конденсаторы, резисторы, диоды, транзисторы). Самой низкой рабочей температурой обладает микросхема серии 564, которая составляет +70°С, поэтому расчет будем вести относительно микросхем указанной выше серии.
Расчет теплового режима проведем по методике, изложенной в [6], согласно которой он проводится в три этапа:
1. 1. Определение температуры корпуса.
2. 2. Определение сренеповерхностной температуры нагретой зоны.
3. 3. Определение температуры поверхности элемента.
Этап 1. Определение температуры корпуса.
1. 1. Рассчитываем удельную поверхностную мощность корпуса блока
, (3.1)
где Р0 – мощность, рассеиваемая блоком в виде теплоты Р0=85Вт;
Sк – площадь внешней поверхности корпуса блока (м2).
, (3.2)
где L1 ,L2 , L3 – длина, ширина и высота корпуса соответственно (м).
м2.
вт/м2.
Полученный результат не превышает 103 Вт/м2, поэтому принимаем естественное воздушное охлаждение. Компоновка прибора предусматривает это. Печатные платы расположены вертикально, имеется перфорация корпуса.