Определяем максимальное напряжение на закрытом транзисторе

Максимальный ток

Выбираем транзистор КТ903А, имеющий следующие параметры:

; ; ;

;

Принимаем коэффициент насыщения транзистора

Определяем мощность, рассеиваемую на транзисторе, и решаем вопрос о необходимости установки транзистора на радиатор.

1. Определяем значения токов и напряжений диодов VD1, VD2, VDp.

По напряжению, току и частоте преобразования f_П выбираем из справочников тип соответствующего диода. Выбираем диод КД213В, максимальное обратное напряжение – 100 В, максимальный постоянный прямой ток – 3 А при Т_К = + 125С, U_ПР = 1 В.

Определяем мощности, рассеиваемые на нём

Определяем максимальное напряжение на рекуперационном диоде

;

.

Максимальное значение тока рекуперационного диода VD_p определяется после расчета трансформатора, в результате которого находится максимальное значение намагничивающего тока I_{VD1 max}.

1. Определяем токи первичной и вторичной обмоток трансформатора Т1

1. Определяем коэффициент передачи схемы управления по заданному значению коэффициента стабилизации:

Таким образом произведён расчёт силовой части импульсного преобразователя напряжения.

4. Конструктивный расчёт

4.1. Конструкция печатной платы

В предыдущем разделе была разработана принципиальная схема устройства вычислителя корректирующей информации. В этой главе необходимо разработать печатную плату, на которой будет производиться монтаж элементов указанных устройств. В настоящие время выпускают односторонние, двусторонние, многослойные и гибкие печатные платы. К гибким печатным платам следует отнести и гибкие печатные шлейфы и кабели. Существуют различные методы изготовления печатных плат.

Достоинством односторонних и двусторонних печатных плат являются простота и низкая трудоёмкость изготовления. В то же время этим платам присущи такие недостатки, как низкая плотность размещения навесных элементов, необходимость дополнительной экранировки, большие габариты и значительная масса.

Путём использования многослойных печатных плат можно существенно увеличить плотность монтажа путём добавления слоёв без заметного увеличения габаритов. Важным преимуществом многослойного печатного монтажа является размещение экранирующий слой может быть размещён между любыми внутренними слоями или на наружных поверхностях. Экранирующие слои могут быть соединены с конструктивными деталями рамы для улучшения теплоотвода. Многослойный печатный монтаж может быть защищён от механических повреждений и внешних воздействий путём нанесения дополнительного слоя диэлектрика. Однако основными преимуществами многослойного печатного монтажа являются экономия объёма при использовании узких и тонких токопроводящих металлических соединений и малогабаритных разъемов и потенциально высокая надёжность.

В тоже время многослойным печатным платам присущи следующие недостатки:

более жёсткие допуски на размеры по сравнению с допусками на размеры обычных печатных плат;

большая трудоёмкость проектирования;

необходимость специализированного технологического оборудования;

длительный технологический цикл и сложный процесс изготовления;

необходимость тщательного контроля практически всех операций, начиная с вычёрчивания оригиналов и кончая упаковкой готовой платы в промежуточную технологическую тару для передачи её в монтажный цех, причём визуальный контроль изделия труден или невозможен;

высокая стоимость;

низкая ремонтопригодность.

Однако в аппаратуре, для которой обеспечение минимальных габаритов и массы, а также максимально возможной надёжности является основным требованием, многослойные печатные платы незаменимы.

К числу важнейших свойств материалов, используемых для печатных плат, относятся хорошая технологичность, позволяющая легко переработать их в процессе производства, высокие электрофизические, физико-механические и физико-химические параметры, а также такие свойства, как устойчивость к воздействию ионизации, радиационная стойкость, способность работать в условиях вакуума. Материалы основания должны обеспечивать хорошую адгезию с токопроводящими покрытиями, минимальное колебание в процессе производства и эксплуатации.

Наиболее распространенными материалами при изготовлении печатных плат являются гетинакс и стеклотекстолит. Гетинакс представляет собой слоистый прессованный материал, состоящий из нескольких слоёв бумаги, пропитанной фенолоформальдегидной, крезолоформальдегидной либо ксинолоформальдегидной смолой или их смесями. Этот материал обладает высокой электрической прочностью и стабильностью диэлектрических свойств, хорошо поддастся механической обработке: расплавке, сверлению, точению, фрезерованию. Используется как электроизоляционный материал для печатных плат изготовляемый гальванохимическим способом.

Стеклотекстолит представляет собой слоистый пластик, состоящий из стеклоткани, пропитанной модифицированной фенолоформальдегидной смолой. Листовой стеклотекстолит поддаётся всем видам механической обработки, а также склеиванию.

Для изготовления многослойных печатных плат применяются главным образом фольгированные диэлектрики. Для фольгирования, как правило, используется медь, иногда алюминий и никель. Алюминий уступает меди из-за плохой паяемости. Основным недостатком никеля является его высокая стоимость. Среди фольгированных диэлектриков следует отметить фольгированный гетинакс, фольгированный текстолит, низкочастотный фольгированный диэлектрик, фольгированный армированный фторопласт.

Надёжное защитное покрытие для печатных плат должно обладать хорошими влагозащитными и диэлектрическими свойствами. Как правило, используются:

покрытие односторонней платы только со стороны печатных проводников;
при этом защищают проводящие дорожки и обрезные края платы;

двухстороннее покрытие печатной платы, в том числе и компонентов;

заливка блока в целом.

4.2. Конструкции блоков микроэлектронной аппаратуры

Применение в конструкциях блоков МЭА четвёртого поколения бескорпусных МСБ позволяет значительно увеличивать плотность упаковки элементов, а последовательно, получать гораздо меньшие (в 5-6) раз объёмы блоков при одинаковой функциональной сложности по сравнению с блоками, выполненными на корпусированных ИС. Уменьшение объёма блоков достигается также в результате применения более прогрессивных методов монтажа (с помощью гибких шлейфов и кабелей), компоновки (книжная вместо разъемной) и малогабаритных соединений (РПС, СР-50 и типа "слезка"). Необходимость герметизации блоков и наличие внутри них избыточного давления заставляют применять в их конструкциях корпуса с довольно толстыми (до 3 мм) стенками, что существенно увеличивает коэффициент дезинтеграции массы даже при алюминиевых корпусах. Чем больше объём блока, тем больше должно быть избыточное давление при одном же сроке службы и тем более толстые стенки должен иметь корпус. Это является одним из недостатков такого рода конструкций, обусловленных требованием их герметичности. Корпуса блоков могут иметь стандартные размеры и форму, а для аппаратуры специального назначения чаще всего выбираются из условия минимальных масс, объёмов требуемых форм и степени планарности, обеспечивающих заданные тепловые режимы и вибропрочность при минимальных объёмах.

Рассмотрим некоторые типичные конструкции блоков МЭА четвёртого поколения на бескорпусных МСБ.

Герметичный блок разъёмной конструкции состоит из набора ячеек на бескорпусных МСБ установленных параллельно передней панели. Корпус блока литой, выполнен из алюминиевого сплава Ал9. Герметизация блока осуществлена с помощью резиновых прокладок, выполненных из кремнеорганической резины марки ИРП1265, установленных в пазы корпуса блока, и креплений болтами боковых крышек блока. Боковые крышки блока съёмные и так же, как корпус, имеют оребрение.

Блок герметичной книжной конструкции с вертикальной осью раскрытия ячеек состоит из набора ячеек на бескорпусных МСБ, установленных перпендикулярно передней панели блока. Передние и задние панели выполнены литьем под давлением из алюминиевого сплава Ал9 и имеют покрытие Н24.0-Ви6Н12. Кожух блока сварной, выполнен из титанового сплава ВТ1-0 с покрытием Н12 с последующим горячим лужением припоем ПОС61.

Блок книжной конструкции цифровой МЭА, герметизируемый паяным швом, содержит обычно не более10 ячеек на металлических рамках, собранных в пакет и закреплённых затяжными винтами, ввинчиваемыми в стальные или титановые резьбовые втулки бобышек донной части корпуса. Внутриблочная коммутация осуществлена гибкими шлейфами. В более ранних конструкциях она выполнялась на гибкой матрице-ремне, представляющей лист бесзернистой резины ИРП толщиной 4-5 мм с отверстиями для прошивки жгутами из тонкого провода ТФ-100М. Однако объём занимаемый этой матрицей-ремень, составлял 15-20% объёма блока, что приводило к увеличению его интеграции. Применение гибких шлейфов значительно снижает объём, занимаемый внутриблочным монтажом (до 5%), но жесткость по сои раскрытия "книги" при этом практически пропадает, и в разобранном виде ячейки не удерживают друг друга.

В нашем случае блок установлен на стандартных амортизаторах, для обеспечения его работоспособности на подвижных объектах. Конструктивно в нём находятся микропроцессорный узел и источник вторичного питания.

Для контроля за наработкой на передней панели блока находится счётчик времени работы, что является стандартным для такого рода аппаратуры. Транзистор блока вторичного питания, на радиаторе, вынесен отдельно, для обеспечения нормального теплового режима всего устройства.

Конструкция блока изображена на листе 5 графического материала.

5. Технико-экономическое обоснование дипломного проекта

5.1. Методы экономического обоснования дипломного проекта.

В мировой практике по вопросам инженернрой экономики рассматриваются достаточно многочисленные методы инвестиционных расчётов, среди которых выделяются как наиболее широко применяемые:

1. чистая приведённая величина дохода;

2. срок окупаемости капиталовложений;

3. «внутренняя» норма доходности;

4. рентабельность;

5. безубыточность.

Указанные показатели отражают один и тот же процесс сопоставления распределённых во времени выгод от инвестиций и самих инвестиций. За рубежом нет единой методики оценки эффективности инвестиций. Каждая фирма или корпорация, руководствуясь накопленным опытом, наличием финансовых ресурсов, целями, преследуемыми в данный момент, разрабатывает свою конкретную методику. Однако так или иначе, эти методики базируются на указанных характеристиках, их сочетаниях и модификациях.