Блок контролю та управління пристрою безперебійного живлення ПБЖ-12 (стр. 1 из 13)
ТІ СНУ
Факультет КІ Кафедра ЕА
Спеціальність 7.091.003 "Електрона побутова апаратура"
ЗАВДАННЯ
на дипломний проект студента
Данілейченко Катерини В’ячеславівни
1. Тема проекту (роботи). Блок контролю та управління пристрою безперебійного живлення ПБЖ-12.
2. Термін здачі студентом закінченого проекту (роботи) 20.06.2010
3. Вихідні дані до проекту. Схема електрична принципова; перелік елементів; технічне завдання на розробку; кліматичні умови експлуатації блоку (температура повітря від +5 до +60оС, вологість повітря до 95%, атмосферний тиск від 84 до 107кПа); габаритні розміри друкованої плати 280х82,5; напруга живлення 15 В; надійність після 10 тис. годин роботи - не менше 0,9.
4. Зміст розрахунково-пояснювальної записки (перелік питань, що підлягають розбору)
1. Аналіз технічного завдання;
2. Розробка конструкції блока;
3. Розробка технології виготовлення;
4. Автоматизоване проектування блоку.
5. Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов'язкових креслень).
Схема електрична принципова (формат А3); креслення друкованої плати (формат А1); складальне креслення (формат А1); технологічний процес виготовлення блоку (плакат, формат А1); структурна схема пристрою безперебійного живлення (формат А3).
6. Дата видачі завдання 20.04.2010 р.
Реферат
Пояснювальна записка: __стр., 37 рис., 45 табл., 2 додатки.
Об’єктом розробки є блок контролю та управління пристрою безперервного живлення, із заданою вихідною напругою, електричною схемою принциповою, діапазоном робочих температур та тиском.
Мета роботи - розробити конструкцію та технологію виготовлення виробу на підставі схеми електричної принципової та згідно з технічним завданням.
У процесі роботи були виконані аналіз вимог технічного завдання, електричної схеми, елементної бази, конструкторсько-технологічних аналогів, розроблені додаткові технічні вимоги до конструкції виробу, виконані конструкторські розрахунки друкованого монтажу та розрахунки надійності й теплового режиму блоку, вибрано та розроблено технологія виготовлення, виконане автоматизоване проектування блоку, отримана конструкторська документація у відповідності до завдання.
ПРИСТРІЙ, БЕЗПЕРЕБІЙНЕ ЖИВЛЕННЯ, БЛОК, ЕЛЕМЕНТНА БАЗА, СТРУМ, ТРАСУВАННЯ, НАДІЙНІСТЬ, ДРУКОВАНА ПЛАТА, АВТОМАТИЗАЦІЯ, ТЕХНОЛОГІЯ
Зміст
Перелік умовних позначень і скорочень
1.2 Аналіз електричної схеми та принципу роботи пристрою
1.5 Аналіз порівнянних конструкцій
1.6 Технічні вимоги на розроблення
1.7 Аналіз технології виготовлення
2.1 Вибір типу та розмірів друкованої плати
2.2 Конструктивно-технологічний розрахунок друкованої плати
2.3 Постановка завдання трасування друкованої плати
2.4 Розрахунок по постійному струму
2.5 Розрахунок по змінному струму
2.6 Перевірочний розрахунок теплового режиму
2.7 Розрахунок надійності блоку
3. Розробка технології виготовлення блоку
3.1 Структура технології виготовлення блоку
3.2 Вибір методу виготовлення друкованої плати
3.2.2 Метод отримання провідного малюнка
3.3.1 Нанесення паяльної пасти
3.3.2 Установка SMD компонентів
3.3.3 Оплавлення паяльної пасти
3.4 Установка навісних елементів
3.4.1 Підготовка навісних елементів до монтажу
3.4.2 Напівавтоматична установка навісних елементів з використанням світломонтажного столу
3.5 Пайка контактних з'єднань. Функціональний контроль і покриття лаком
3.6. Аналіз технологічності виробу
4.1 Методика автоматизованого проектування блоків елементів
4.1.1 Структура и функції САПР PCAD+IMPULS 
4.1.2 Конфігурація САПР PCAD+IMPULS
4.1.3Основні етапи проектування блоків елементів
4.1.4 Технічні засоби САПР колективного використання
4.2 Графічне введення опису схеми електричної принципової
Перелік умовних позначень і скорочень
ДП - друкована плата;
БКУ - блок контролю та управління;
ПБЖ - пристрій безперервного живлення;
БСл - силовий блок;
БІд - блок індикації;
ЕРЕ - електрорадіо елементи;
ІМС - інтегральні мікросхеми;
ККД - коефіцієнт корисної дії;
ТЗ - технічне завдання;
КПМ (SMD) - компоненти поверхневого монтажу;
АЦП - аналого-цифровий перетворювач;
ЦАП - цифро аналоговий перетворювач;
МК - мікроконтролер;
ОДП - односторонні друковані плати;
ДДП - двосторонні друковані плати;
БДП - багатошарові друковані плати;
ТЕЗ - типовий елемент заміни;
НЕ - навісні елементи;
ОВ - осьові виводи;
АВ - аксіальні виводи;
СМС - світломонтажний стіл;
ПЕ - перелік елементів;
Е3 - схема електрична принципова;
СП - специфікація блоків елементів.
Введення
Для забезпечення високої якості електропостачання, захисту електронної апаратури від виходу з ладу, а також щоб забезпечити безперебійне живлення були спеціально розроблені і створені пристрої безперебійного живлення.
За своїми технічними даними ПБЖ працює і як акумулятор. Під час своєї роботи ПБЖ накопичує електроенергію. У разі відсутності подачі струму із зовнішніх електромереж пристрій здатний автономно забезпечити протягом певного часу (до повної розрядки) безперебійне живлення для роботи техніки.
Більшість сучасних ПБЖ, крім свого основного завдання - забезпечувати безперебійне живлення, - ще й фільтрують напругу, що надходить на навантаження (виступають як фільтр мережевих перешкод), і стабілізують напругу (виступають як стабілізатор напруги)
Функціонально ПБЖ містить такі вузли, як блок силовий, блок контролю і управління, блок індикації, вхідний і вихідний фільтри, акумуляторна батарея, вентилятори.
Результатом виконання дипломного проекту є розробка конструкції і технології виготовлення блоку контролю та управління відповідно до технічного завдання.
1. Аналіз технічного завдання
1.1 Аналіз призначення
Пристрій безперебійного живлення (ПБЖ) - це пристрій, що подає високоякісне електроживлення без перерв.
ПБЖ не тільки захищають від усіх видів перебоїв в подачі енергії. Вони також здатні фільтрувати різноманітні перешкоди і стрибки в електромережі, забезпечуючи таким чином рівну, безперебійну подачу енергії для чутливого обладнання.
Функціонально ПБЖ містить наступні вузли:
блок силовий;
блок контролю і управління БКУ-5;
блок індикації БІд-49;
вхідний і вихідний фільтри;
акумуляторна батарея;
вентилятори.
Рисунок 1.1 - Структурна схема ПБЖ
Напруга мережі (220 ± 44) В частою (50 ± 2) Гц через вхідний з'єднувач Х1, фільтр Z1 і комутатор вхідної напруги (реле К1) надходить на БСл-1, який перетворює цю змінну напруги в змінну напругу (220 ± 6) V частотою (50 ± 0,15) Гц, що надходить через фільтр Z2 і вихідні з'єднувачі X2 - Х6 на вихід ПБЖ. При відсутності або виході за допустимі межі змінної напруги мережі ПБЖ переключається на роботу від акумуляторної батареї, при цьому на його виході формується змінна напруга (220 ± 6) В частотою (50 ± 0,15) Гц. БСл-1 також контролює працездатність вентиляторів охолодження.
Метою даного дипломного проекту є розробка модуля контролю та управління ПБЖ. БКУ-5 контролює роботу БСл-1, аналізуючи сигнали, що надходять від нього, управляє ним і БІд-49 в відповідності з внутрішньою програмою, формує, передає і отримує інформацію від ПЕОМ по інтерфейсу RS-232, а також виробляє додаткові напруги живлення для БСл - 1.
На БІд-49 розташовані 11 індикаторів, які по команді від БКУ-5 сигналізують про режим роботи ПБЖ, кнопка ПУСК, за допомогою якої здійснюється вмикання і вимикання останнього, і датчик температури.
БКУ, що розроблюється, є частиною пристрою ПБЖ, призначеного для використання в житлових і закритих виробничих приміщеннях, що опалюються, як стаціонарна апаратура.
1.2 Аналіз електричної схеми та принципу роботи пристрою
Функціонально БКУ-5, у відповідності з рисунком 1.2, містить наступні вузли:
Комутатор (К), призначений для комутації контрольних сигналів від БСл-1 через вхідні узгоджувачі (ВС) або підсилювач первинного перетворювача температури (УДТ) до входу АЦП;
ВС, призначені для узгодження рівнів вхідних контрольних сигналів із входами комутатора;
УДТ, служить для посилення контрольного сигналу від датчика температури, що надходить з БСл-1 на комутатор;
Буферний підсилювач (БУ1), що здійснює узгодження сигналу від датчика температури з АЦП;
Буферний підсилювач (БУ2), що здійснює узгодження виходу комутатора з АЦП;
АЦП, служить для перетворення сигналів напруги постійного струму з виходу комутатора в цифровий код;
ЦАП, призначений для перетворення цифрового двійкового коду з виходу АЦП в аналоговий сигнал;
Підсилювач (Ус), призначений для посилення аналогового сигналу з виходу ЦАП;