Разработка универсального источника бесперебойного питания (стр. 5 из 11)
Интенсивностью отказов называют количество отказов за единицу времени, что приходится на одно изделие, которое продолжает работать в данный момент времени:
Интенсивность отказов аппарата, который состоит из m разных элементов, определяют по формуле:
Расчет надежности проводим в такой последовательности:
- Составляем таблицу исходных данных для расчета, определяем конструктивную характеристику компонентов, количество компонентов по группам, рассчитываем интенсивность отказов λі для каждой из групп компонентов:
где: m – количество компонентов в одной группе.
Выходные данные для расчета надежности сводим в таблицу 1.17.
Таблица 1.20 - Исходные данные расчета надежности.
| № | Названия групп компонентов | Кол-во |  |  |  |
| 1. | Резисторы непроволочные постоянные 0.125-0.5 непроволочные постоянные 1.0-2.0 непроволочные переменные | 82 10 3 | 0.4 1.0 2.5 | 0.42 0.42 0.42 | 13.78√10-6 4.2√10-6 3.15√10-6 |
| 2. | Конденсаторы керамические электролитические | 37 22 | 1.2 2.2 | 0.1 0.4 | 4.44√10-6 19,36√10-6 |
| 3. | Транзисторы кремниевые | 17 | 1.7 | 0.35 | 11.56√10-6 |
| 4. | Диоды Выпрямители малой мощности большой мощности стабилитроны малой мощности светодиоды | 8 16 5 3 | 0.7 5.0 2.4 2.8 | 0.81 0.81 0.81 0.81 | 4.54√10-6 64.8√10-6 9.72√10-6 6.8√10-6 |
| 5. | Интегральные микросхемы полупроводниковые | 6 | 0.01 | 1.0 | 0.06√10-6 |
| 6. | Дроссели | 6 | 1.0 | 1.0 | 6.0√10-6 |
| 7. | Трансформаторы сигнальные питания | 3 2 | 0.1 3.0 | 1.0 1.0 | 0.3√10-6 6.0√10-6 |
| 8. | Вставка плавкая | 4 | 0.5 | 1.0 | 2.0√10-6 |
| 9. | Тумблер | 1 | 1.1 | 1.0 | 1.1√10-6 |
| 10. | Реле | 2 | 1.7 | 0.35 | 1.19√10-6 |
| 11, | Клеммы | 2 | 1.0 | 1.0 | 2.0√10-6 |
| 12. | Печатная плата | 1 | 0.1 | 0.1 | 0.01√10-6 |
| 11. | Пайка на плате | 910 | 0.01 | 1.0 | 9.1√10-6 |
| 12. | Корпус прибора | 1 | 1.0 | 1.0 | 1.0√10-6 |
| 13. | Проводники и пайки навесные | 24 | 0.02 | 1.0 | 0.48√10-6 |
- Для учета условий эксплуатации находим поправочные коэффициенты
, 
, 
и по формуле (1.11.5) рассчитываем поправочный коэффициент 
. Принимаем 
, 
, 
. 
- Расчет интенсивности отказов проводим по формуле:
- Среднюю наработку на отказ рассчитываем по формуле:
- Проводим расчет вероятности безотказной работы радиоустройства по формуле (1.11.1):
-λHtρгде
- основа натурального логарифма; 
- интенсивность отказов; 
- время испытания.Результаты расчетов вероятности безотказной работы устройства записываем в таблицу 1.18.
Таблица 1.21 - Результаты расчета надежности.
| № |  |   |  |
| 1. 2. 3. 4. 5. 6. | 0 101 102 103 104 105 | 0 -0.001759 -0.017590 -0.175900 -1.759000 -17.59000 | 1 0.9982 0.9825 0.8394 0.1737 0.0002 |
- По результатам расчетов строим график зависимости вероятности безотказной работы устройства от времени
:
Рисунок 1.9 - График зависимости вероятности безотказной работы устройства от времени.
2. Описание структурной схемы источника бесперебойного питания
Структурная схема источника бесперебойного питания представлена в графической части дипломного проекта на листе формата А1.
Источник бесперебойного питания (ИБП) предназначен для надежной защиты электрооборудования пользователя от любых неполадок в сети, включая искажение или пропадание напряжения сети, а также подавление высоковольтных импульсов и высокочастотных помех, поступающих из сети.
2.2 Устройство и принцип работы
Конструктивное исполнение блока ИБП - прямоугольный металлический корпус, имеющий съемные боковые стенки, заднюю панель и хомут-держатель аккумуляторной батареи.
Рисунок 2.1 - Передняя панель блока ИБП
На передней панели блока расположены кнопки управления ИБП "ВКЛ/ВЫКЛ инвертор", светодиодные индикаторы для отображения текущего состояния (режима работы) ИБП и светодиодная индикаторная линейка, указывающая % нагрузки при сетевом режиме или % остаточной емкости батареи при автономном режиме.
На задней панели (смотреть, рисунок. 2.2 а, б) расположены сетевой разъем, компьютерные и стандартные розетки для подключения нагрузок, разъем для подключения дополнительных внешних аккумуляторных модулей, сетевой выключатель, автомат защиты, коммуникационный порт RS-232 (разъем DB9).
Рисунок.2.2 - Задняя панель блока ИБП:
1-разъем сетевой;
2-автомат защиты сетевой;
3-вентилятор;
4 -разъем интерфейсный DB-9;
5-разъем защиты линии связи;
6-разъем для подключения внешних АБ;
7-разъем выходной компьютерный,
8-розетка выходная стандартная, 9-колодка клеммная нагрузочная.
Структурная схема ИБП представлена на рисунке 2.3.
2.3 Назначения узлов ИБП
- входной сетевой фильтр обеспечивает подавление выбросов напряжения при переходных процессах в сети и осуществляет фильтрацию высокочастотных помех;
- выпрямитель и корректор коэффициента мощности обеспечивают преобразование напряжения сети переменного тока в стабилизированное напряжение постоянного тока, обеспечивая при этом практически синусоидальную форму тока, потребляемого из сети. Это позволяет обеспечить входной коэффициент мощности близким к единице;
- инвертор преобразует напряжение постоянного тока в синусоидальное напряжение с частотой 50 Гц. Силовые транзисторы инвертора коммутируются с частотой 20 кГц, обеспечивая высокую надежность и точность формирования выходного напряжения. Энергия постоянного тока поступает на вход инвертора от сети или от аккумуляторной батареи, причем переход от одного режима к другому происходит мгновенно;
- преобразователь DC/DC обеспечивает повышение напряжения аккумуляторной батареи (АБ) до уровня, необходимого для надежной работы инвертора;
- зарядное устройство обеспечивает подзаряд АБ при работе ИБП в сетевом режиме. В качестве АБ используются последовательно включенные герметичные (необслуживаемые) свинцово-кислотные аккумуляторы;
- BYPASS - автоматически обеспечивает альтернативный путь для подключения нагрузки непосредственно к сети при аномальных режимах работы ИБП (перегрузке, перегреве, выходе из строя одного из узлов ИБП).
