62407 (Импульсный усилитель кольцевого коммутационного поля цифровой АТС)

Реферат

Пояснительная записка к бакалаврской работе содержит 56 с., 13 рис., 6 табл., 7 источников.

Цель работы - исследование модуля преобразователя входных функциональных сигналов для цифровых АТС.

В бакалаврской работе проведен анализ исходной информации, в том числе рассмотрены существующие конструкции устройств данного класса. Сформулированы технические требования, выдвигаемые к модулю, и проведено определение метода проектирования технологического процесса сборки модуля. Также был проведен конструкторско-технологические анализ модуля как объекта производства.

Технологический процесс сборки и монтажа, технологичность, технологическая операция, технологическая документация, цифровая атоматическая телефонная станция.

Реферат

Пояснювальна записка до бакалаврської роботи містить 56 с., 13 рис., 6 табл., 7 джерел.

Мета роботи - дослідження модулю перетворювача вхідних функціональних сигналів для цифрових АТС.

В бакалаврській роботі наведено аналіз вихідної інформації, в тому числі розглянуті існуючі конструкції пристроїв даного класу. Сформульовані технічні вимоги, що висуваються до модуля, та проведено визначення методу проектування технологічного процесу складання та монтажу модуля. Також було проведено конструкторсько-технологічний аналіз модуля як об’єкта виробництва.

Технологічний процес складання та монтажу, технологічність, технологічна операція, технологічна документація, цифрова автоматична телефонна станція.

Содержание

Перечень условных обозначений, символов, единиц, сокращений и терминов

Введение

1. Анализ исходной информации и требований технического задания

1.1 Анализ технического задания

1.3 Определение вида сборки

1.4 Формулирование технических требований

1.5 Определение метода проектирования технологического процесса

2. Конструктивно-технологичный анализ изделия как объекта производства

2.1 Анализ схемы устройства

2.1.1 Анализ схемы устройства

2.1.2 Расчет схемы электрической и выбор элементной базы устройства

2.2 Анализ надежности

2.3 Анализ теплового режима блока

2.4 Анализ печатной платы модуля

2.5 Анализ требований технического задания на технологическое проектирование и анализ типовых технологических процессов

2.6 Построение технологической схемы сборки модуля и определение последовательности операций

2.7 Оценка технологичности изделия

Заключение

Перечень ссылок

Перечень условных обозначений, символов, единиц, сокращений и терминов

DC/DC - direct current/direct current (постоянный ток / постоянный ток);

АТС - автоматическая телефонная станция;

ЭАТС - электронная автоматическая телефонная станция;

ПП - печатная плата;

САПР - система автоматического проектирования;

ТД - технологическая документация;

ТЗ - техническое задание;

ТП - технологический процесс;

ТТП - типовой технологический процесс;

ТЭЗ - типовой элемент замены;

ЭАТС - электронная автоматическая телефонная станция;

ЭВМ - электронно-вычислительная машина;

ЭМИ - электромагнитные излучения;

ЭМС - электромагнитная совместимость;

ЭРЭ - электрорадиоэлемент;

ШИМ - широтно-импульсная модуляция

Введение

Радиоэлектронная аппаратура, в том числе и устройства связи, предъявляют весьма жесткие требования к качеству потребляемой ими электрической энергии, а в большинстве случаев требуют обязательного преобразования энергии первичного источника. Поэтому одновременно с прогрессом в автоматике и радиоэлектронике происходит бурное развитие преобразовательной техники, которая осуществляет необходимые преобразования электрической энергии (часто многократные), обеспечивая при этом требуемые значения питающих напряжений, которые могут быть как постоянного, так и переменного тока. Преобразователи осуществляют электрическую изоляцию цепей питания друг от друга и от первичного источника, имеют высокую стабильность вторичных питающих напряжений в условиях значительного изменения первичного питающего напряжения и нагрузок; эффективно подавляют пульсации во вторичных питающих цепях постоянного тока; обеспечивают требуемую форму напряжения переменного тока, высокую стабильность их частоты и т.д.

Полученные в этой области качественно новые результаты, а именно обеспечение высокой надежности, экономичности и большого срока службы средств вторичного электропитания при их сравнительно малых габаритах и массе, обусловлены переходом на современную микроэлектронную элементную базу.

В данной бакалаврской работе исследован модуль преобразователя входных функциональных сигналов, который предназначен для использования в качестве встраиваемых элементов для электропитания аппаратуры ЦАТС стабилизированным напряжением 5 В от постоянного напряжения 60 В.

1. Анализ исходной информации и требований технического задания

1.1 Анализ технического задания

Разрабатываемый модуль преобразования входных функциональных сигналов предназначен для использования в качестве встраиваемых элементов для электропитания аппаратуры ЦАТС стабилизированным напряжением 5 В от постоянного напряжения 60 В, представляющий собой преобразователь напряжения постоянного тока (48-72) В в напряжение постоянного тока 5 В (МП-30, МП-60).

Целью проведения разработки является снижение стоимости аппаратуры ЦАТС за счет применения в ТЭЗах Б5 и Б5/1 модулей питания собственного производства взамен используемых в настоящее время модулей PKE 4411 PI и PKG 4611 PI фирмы ERICSSON Microelectronics.

Основные электрические параметры модулей сведены в табл.1.1

Таблица 1.1 - Основные электрические параметры проектируемых модулей

Модуль питания должен иметь встроенную защиту от превышения и понижения входного напряжения:

понижение Uвх<46 B;

повышение Uвх>85 B.

Срабатывание защиты должно привести к снятию выходного напряжения. При восстановлении номинального входного напряжения модуль должен автоматически перейти в рабочий режим.

Модуль питания должен иметь встроенную защиту от перегрузки по току и КЗ с порогом срабатывания (1,2 - 1,4) IH. MAX.

Срабатывание защиты должно привести к снятию выходного напряжения. Возврат в рабочее состояние должен происходить автоматически, после снятия перегрузки.

Модуль питания должен иметь гальваническую развязку между входом и выходом не менее 1000 В.

Конструктивно модуль питания должен быть выполнен в виде ЭРИ, устанавливаемого на ПП посредством пайки выводов модуля в отверстия печатного монтажа.

Габаритные размеры модуля должны приблизительно соответствовать габаритным размерам модуля PKE 4411 PI (д×ш×в = 75,6×75,6×10,5) мм.

Присоединительные размеры модуля (расположение, диаметры, длина, функциональное назначение выводов) должны соответствовать присоединительным размерам модуля PKE 4411 PI.

Основание модуля является теплоотводом для всех теплонагруженных ЭРИ модуля. Основание запрещается окрашивать либо наносить маркировочные надписи. Основание модуля должно быть изолировано от всех ЭРИ и выводов модуля.

Согласно условиям эксплуатации модули питания должны быть устойчивы к следующим климатическим воздействиям в соответствии с требованиями:

предельная рабочая температура от +1 °С до +50 °С;

верхнее значение относительной влажности воздуха - 80% при температуре +25 °С;

атмосферное давление от 101 до 107,6 кПа.

Модули питания в составе ТЭЗа должны быть устойчивы к следующим механическим воздействиям:

синусоидальной вибрации в диапазоне частот от 5 Гц до 100 Гц при амплитуде виброускорения 1,2 м/с (0,12g);

синусоидальной вибрации одной частоты, действующей в диапазоне от 20 до 25 Гц при амплитуде виброускорения 19,6 м/с (2g) в течение 30 минут;

Конструкция модуля питания не должна иметь резонанса при частотах вибрации от 5 до 100 Гц.

Согласно требованиям к транспортированию и хранению, модули питания в составе ТЭЗа или в упакованном виде должны быть прочными при транспортировании:

автомобильным транспортом по дорогам с твердым покрытием на расстояние до 1000 км, по грунтовым дорогам - до 250 км;

железнодорожным, воздушным, водным транспортом без ограничения расстояния.

Транспортировка должна осуществляться в условиях защиты оборудования от непосредственного воздействия атмосферных осадков.

Согласно требованиям по надежности:

средний срок службы модулей должен составлять 200 лет;

средняя наработка на отказ не менее 100000 часов.

1.2 Обзор современных сопоставимых конструкций

Целью данной бакалаврской работы является исследование модуля DC-DC преобразователя для ЦАТС. Для решения этой задачи и получения лучшего конструкторского решения необходимо произвести обзор конструктивных аналогов. Фирма ERICSSON Microelectronics в настоящее время производит одни из лучших аналогов разрабатываемому устройству:

PKE 4411 PI (аналог МП-30);

PKG 4611 PI (аналог МП-60).

Модуль PKE 4411 PI относится к серии PKE 4000 DC-DC преобразователей (рис.1.1).

Рисунок 1.1 - Общий вид DC-DC преобразователей серии PKE 4000

Модули этой серии обладают следующими особенностями:

КПД > 86% при полной нагрузке;

низкий профиль (10,7 мм);

прочность изоляции вход/выход 1500 В;

наработка на отказ >2 млн. часов при нагреве корпуса до +75 °С;

самодостаточны (не требуют внешних фильтров и радиаторов).

Модули серии PKE являются низкопрофильными DC-DC преобразователями для архитектур с распределенным питанием в системах 48/60В (телекоммуникационные системы и системы передачи данных). Они обеспечивают от 25 до 40 В выходной мощности в исполнении с одним, двумя или тремя выходами. Имеют малую площадь, занимаемую на плате. Данные модули могут быть установлены на ПП, а также на специальные стандартные установочные блоки.

В табл.1.2 приведены максимально допустимые значения параметров PKE 4411 PI, в табл.1.3 - входные характеристики PKE 4411 PI.

Таблица 1.2 - Максимально допустимые значения параметров PKE 4411 PI

Таблица 1.3 - Входные характеристики PKE 4411 PI

На рис.1.2 изображены габаритно-присоединительные размеры DC-DC преобразователя PKE 4411 PI, а на рис.1.3 - общий вид DC-DC преобразователей серии PKG 4000, в том числе модуля PKG 4611 PI.