Разработка универсального источника бесперебойного питания (стр. 3 из 11)
| Размер мм | 0402 1005 | 06032 1608 | 0805 2012 | 1206 3216 | 1210 3225 |
| l | 1.5±0.1 | 1.6±0.15 | 2.0±.02 | 3.2±0.2 | 3.2±0.3 |
| b | 0.5±0.05 | 0.8±0.1 | 1.25±0.15 | 1.6±0.15 | 2.5±0.3 |
| s | 0.5±0.05 | 0.8±0.1 | 1.35max | 1.3max | 1.7max |
| k | 0.1-0.4 | 0.1-0.4 | 0.13-0.75 | 0.25-0.75 | 0.25-0.75 |
Исходя из таблицы.1.8, в качестве SMD конденсаторов выбираем конденсаторы с диэлектриком 1-го класса, типоразмером корпуса 1206.
А = 1.5 мм, В = 1.2 мм, С = 4.7 мм.
Рисунок.1.7 - Расположение при пайке SMD конденсаторов
Рекомендованное расположение при пайке SMD конденсаторов типорозмера 1206.Выбираем электролитические конденсаторы фирмы Hitano, для обычного монтажа серии ECR.
Таблица 1.9 - Серия ECR.
| диапазон напряжений | 6.3…100В | 160…460В |
| диапазон емкостей | 0.47…10000мкФ | 0.47…220мкФ |
| температурный диапазон | -40…+85°С | -25…+85°С |
| ток потерь | <0.01CU | <0.03CU |
| разброс емкостей | ±20% при 20°С, 120Гц | |
Диэлектрические потери (tgs), не больше.
Таблица 1.10 – Диэлектрические потери
| U,B | 16 | 25 | 35 | 50 | 63 | 100 | 200 | 350 | 400 |
| tgs(D4-6.3) | 0.16 | 0.14 | 0.12 | 0.1 | 0.1 | 0.08 | 0.18 | 0.2 | 0.2 |
Стабильность при низких температурах (отношение импедансом на частоте 120Гц).
Таблица 1.11 - Стабильность
| U,B | 16 | 25 | 35 | 50 | 63 | 100 | 200 | 350 | 400 |
| Z(-25°C)/ Z(+20°C) | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Z(-40°C)/ Z(+20°C) | 4 | 4 | 3 | 3 | 3 | 3 |
Таблица 1.12 - Типоразмеры электролитических конденсаторов.
| мкФ/B | 16 | 25 | 35 | 50 | 63 | 100 | 200 | 350 | 400 |
| 1 | 5´11 | 5´11 | 5´11 | 5´11 | 6´11 | 6´11 | |||
| 2.2 | 5´11 | 5´11 | 5´11 | 6´11 | 6´11 | 8´12 | |||
| 4.7 | 5´11 | 5´11 | 5´11 | 8´12 | 8´12 | 10´13 | |||
| 10 | 5´11 | 5´11 | 5´11 | 5´11 | 5´11 | 6´11 | 10´16 | 10´13 | 10´13 |
| 22 | 5´11 | 5´11 | 5´11 | 5´11 | 6´11 | 6´11 | 10´21 | 10´13 | 10´16 |
| 33 | 5´11 | 5´11 | 5´11 | 6´11 | 6´11 | 8´12 | 13´21 | 10´21 | 10´21 |
| 47 | 5´11 | 5´11 | 5´11 | 6´11 | 6´11 | 10´13 | 13´21 | 13´21 | 13´26 |
| 100 | 5´11 | 6´11 | 6´11 | 8´12 | 10´13 | 10´21 | 16´26 | 16´32 | 16´32 |
| 220 | 6´11 | 8´12 | 8´14 | 10´13 | 10´16 | 13´26 | 18´36 | 18´41 | |
| 330 | 8´12 | 8´14 | 10´13 | 10´17 | 10´20 | 13´26 | |||
| 470 | 8´12 | 8´14 | 10´16 | 13´21 | 13´26 | 16´26 | |||
| 1000 | 10´16 | 10´21 | 13´21 | 13´26 | 16´25 | 18´41 | |||
| 2200 | 13´21 | 13´21 | 16´26 | 16´36 | 18´36 | ||||
| 3300 | 13´26 | 16´26 | 16´32 | 18´36 | 22´41 | ||||
| 4700 | 16´26 | 16´32 | 18´36 | 22´41 | 25´41 |
Рисунок.1.8 - Габаритные размеры электролитических конденсаторов.
Таблицы 1.13 -
| D | 5 | 6 | 8 | 10 | 13 | 16 | 18 | 22 | 25 |
| P | 2.0 | 2.5 | 3.5 | 5.0 | 5/0 | 7.5 | 7.5 | 10 | 12.5 |
| d | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.6 | 0.6 | 0.8 | 0.8 | 1.0 | 1.0 |
1.3.3 Выбор индуктивности и трансформаторов
Выбираем изделия фирмы Epcos. В качестве дросселей, для фильтров по питанию, из таблицы выберем дроссели типа DB36-10-47, DST4-10-22, FMER-K26-09.
Таблица 1.14 - Катушки индуктивности. Технические параметры.
| Тип | индуктивность мкГн | Q | Тест. частота Гц | Сопротивление Ом | Ток тип. А | Ток нас. А | |
| L | Q | ||||||
| DB36-10-47 | 150±20% | 46 | 100К | 2.520М | 0.02 | 12.80 | 14.20 |
| DST4-10-22 | 47±20% | 42 | 100К | 2.520М | 0.01 | 12.20 | 15.50 |
| FMER-K26-09 | 60±20% | 56 | 100К | 2.520М | 0.12 | 8.2 | 10.4 |
Выбираем тип трансформаторов TS40-15-2, KERBIP-2-K20, TS300-12-K28, TS12-300-K32 диапазон рабочих температур -40…+45оС.
1.3.4 Выбор активных элементов
Выбираем транзисторы фирмы STMicroelectronics из таблицы 1.12.
Таблица 1.15 - Технические параметры транзисторов.
| Параметры | К1531 | GT15Q101 | BC556 | IRFP150 | IRFD123 | 2N2907 | К792 |
| Напряжение коллектор - база | 500B | 1200В | 80В | 100В | 80В | -60В | 900В |
| (сток-затвор) | 500B | 1200В | 65В | 100В | 80В | -40В | 900В |
| Напряжение коллектор-эмиттер (сток-исток) | ±30B | ±20В | 5В | ±20B | ±20B | -5В | ±20B |
| Напряжение | 15A | 15А | 100мА | 43A | 1.1А | -600мА | 3A |
| база-эмиттер | 60A | 30А | 200мА | 170A | 4.4А | -1.2А | 5A |
| (затвор-исток) | 2мА | 20мА | |||||
| Ток коллектора | 150Bт | 150Вт | 0.5Вт | 193Вт | 1.5Вт | 200мВт | 100Вт |
| (сток) | 1480пФ | 1800пФ | 10пФ | 1750пФ | 450пФ | 30пФ | 800пФ |
| Импуль-сный ток коллектора | 400пФ | 3пФ | 420пФ | 200пФ | 8пФ | 250пФ | |
| (сток) | 150°C | 150°С | 150°С | 175°С | 150°С | 150°С | 150 °С |
Выбираем диоды фирм Fairchild и International Rectifier.
Таблица 1.16 - Технические параметры диодов.
| Параметры | U обр. В | І макс., А | І обр, мА | F макс., кГц |
| PSOF107 | 300 | 0.3 | 0.005 | 40 |
| 1N4937 | 600 | 1.5 | 2 | 150 |
| LL4148 | 100 | 0.2 | 0.005 | 300 |
| LL414P | 60 | 0.5 | 0.01 | 300 |
| MUR860 | 600 | 10 | 20 | 200 |
| MUR31 | 800 | 8 | 2 | 10 |
| RUR30100 | 1000 | 30 | 1 | 300 |
Выбираем микросхемы фирм Unitrode, National Semiconductor, Intersil, STMicroelectronics. В качестве контролеров питания выбираем UC3842 фирмы Unitrode, SG3525 фирмы STMicroelectronics.
В качестве микросхемы стабилизатора напряжения выбираем ИМС фирмы STMicroelectronics.
Таблица 1.17 - Технические параметры микросхемы интегрального стабилизатора.
| Тип | Входное напряжение, В | Напряжение стабилизации, В | Выходной ток, А | Температура, °С |
| 78M05ST | +30 | +5 | 1.2 | -55…+125 |
1.4 Расчет печатной платы
1.4.1 Расчет площади печатной платы.
Определяем стандартные размеры элементов, которые применяются, и возводим данные в таблицу. 1.7.1.
Таблица. 1.18 - Размеры элементов и их суммарная позиция.
| Название групп компонентов | Количество N, шт. | Длинна L, мм | Ширина В, мм | Диаметр D, мм | Площадь S=L*В, мм2 | Площадь N элем. S*N,мм2 | Диаметр выводов d, мм |
| Резисторы постоянные 0.25...0.5Вт | 119 | 4.7 | 1.5 | 7.05 | 838.95 | ||
| Резисторы постоянные 1...2Вт | 10 | 12 | 5 | 60 | 600 | 0.85 | |
| Резисторы переменные | 3 | 3.1 | 3.6 | 11.16 | 33.48 | ||
| Конденсаторы керамические | 37 | 4.7 | 1.5 | 7.05 | 260.85 | ||
| Конденсаторы электролитические | 14 | 16 | 200.96 | 2813 | |||
| 8 | 20 | 314 | 2512 | ||||
| Транзисторы | 17 | 25 | 40 | 1000 | 17000 | 1.0 | |
| Диоды малой мощности | 8 | 4.7 | 1.5 | 7.05 | 56.4 | 0.6 | |
| Диоды большой мощности | 16 | 15 | 20 | 300 | 4800 | 1.2 | |
| Стабилитроны | 5 | 4.7 | 2 | 9.4 | 47 | ||
| IMC SMD | 6 | 14 | 12 | 168 | 1008 | ||
| IMC DIP | 5 | 10 | 8 | 80 | 400 | 1.0 | |
| Дроссели | 6 | 42 | 22 | 924 | 5544 | 1.2 | |
| Трансформаторы сигнальные | 3 | 15 | 176 | 530 | 1.0 | ||
| Трансформаторы питания | 2 | 70 | 60 | 4200 | 8400 | 1.2 | |
| Вставка плавкая | 4 | 30 | 10 | 300 | 1200 | 1.2 | |
| Реле | 2 | 50 | 20 | 1000 | 2000 | 1.0 | |
| Разъемы | 6 | 20 | 10 | 200 | 1200 | 0.85 |
Из таблицы 1.18 получили суммарную плоскость SСУМ=49233мм2, тогда определяем устанавливаемую площадь всех элементов на плате, если КУСТ=1,2