Костиков В.Г., Парфенов Е.М., Шахнов В.А. Источники электропитания электронных средств. Схемотехника и конструирование (2-е изд., 2001) (1096748), страница 40
Текст из файла (страница 40)
Если основным средством миниатюризации устройств обработки информации электронных средств является повышение уровня интеграции ИМС, то для ИЭП наибольший эффект достигается повышением КПД и улучшением тепловых режимов. Унификация разрабатываемых ИЭП опирается на модульный принцип конструирования и базовые несущие конструкции (БНК).
Последние применяются в электронных средствах, построенных по модульному принципу. Они обеспечивают конструктивную совместимость и размерную взаимозаменяемость модулей различных уровней разукрупнения. При этом достигается рациональное использование обьема аппаратных отсеков носителей электронных средств. В основу модульного принципа конструирования положено деление источников электропитания на части (структурные уровни) с законченной схемой и конструкцией. К нулевому структурному уровню относят изделия электронной техники, специализированные микросборки ИЗП (модули нулевого уровня), электромагнитные компоненты, т.е, значительную часть элементной базы злектронных средств. Первый структурный уровень 1ячейка), являющийся модулем первого уровня, состоит из компонентов и модулей нулевого уровня, устанавливаемых на несущей плате или в герметизировзнном корпусе.
Второй структурный уровень 1блок, блочный каркас, контейнер, выдвижная стойка) содержит, как правило, модули нулевого и п Р о и пе вого Уровней. Блоки могут представлять собой ячейки, закрепленн енные непосредственно на.несущей конструкции корпуса или каркаса. п льт, приборный Третий структурный уровень (стойка, шкаф, пУль, Р злект онных средств, стол) обычно представляет собой составную часть влек Р тей имеет самостоятельное которая в отличие от других составных частей име ект опитания о ычно вы полэксплуатационное назначение. Система электрол няется в виде модуля третьего уровня.
определяют выбор метода решения задачи оптимизации типоразмерного ряда БНК модулей ИЭП. Полученные таким образом типоразмерные ряды БНК модулей позволяют проектировать ИЭП с обеспечением требований эффективности, т.е. высокого качества функционирования, миниатюризации, техникоэкономической целесообразности, конкурентоспособности и современного дизайна. Кроме того, указанные типораэмерные ряды увеличивают эксплуатационную составляющую жизненного цикла ИЭП и способствуют быстрой адаптации технологического оборудования к изготовлению новых ИЭП. Рис. в.1.
Система построения ИЭП: 1,е,з — ячеаки; дв — блочные каркасы; а — вставной блок; 7 — блок бортовых авиационных РЭС;  — контейнер; 3 — выдвижная стоЯка; 10 — стояка; !1 — пуль~ 1а — стол лриборныя; 1З вЂ” шкаф для выдвижной стойки Структурные уровни унифицированных БНК источников и систем электропитания показаны на рис.
5.1. 5.1. Параметрические н типоразмерные ряды — основа стандартизации н уннфнкацнн ИЭП н нх модулей Применение модульного принципа конструирования электронных средств и ИЭП дает технико-зкономический эффект, но приводит к аппаратурной избыточности, так как параметры модулей, как правило, превосходят оптимальные для данных средств. Сведение к минимуму аппаратурной избыточности ИЭП достигается выбором оптимальных типораэмерных рядов модулей. Этот выБор осуществляется на основе критериальных уравнений, которые представляют собой целевую функцию и объективные ограничения.
Целевая функция формируется на основе математического описания типоразмерного ряда и в зависимости от выбранного критерия оптимизации ставит любому состоянию ряда числовую характеристику, на основе которой можно принимать решение о выборе того или иного состояния ряда. Структура целевой функции и ряд ограничений, накладываемых на характер ряда, вид функции спроса, стоимости и потерь на адаптацию 238 5.1.1. Определение вида целевой функпнн н ограничений Определение вида целевой функции и ограничений включает следующие этапы: выбор и обоснование критерия оптимизации; определение ограничений для выбранной целевой функции; определение функций спроса, затрат и потерь на адаптацию.
В качестве критерия оптимизации принимают суммарные приведенные затраты на этапах разработки, изготовления, эксплуатации и суммарные приведенные затраты на адаптацию индивидуального потребителя для всех учи-' тываемых ИЭП. Чем меньше значение этого критерия, тем больше эффект от применения оптимальных типоразмерных рядов БНК модулей ИЭП. Функция спроса годового объема выпуска БНК ИЭП как интегральная функция У = Ф(ау), т.е. функция распределения накопленных объемов выпуска БНК по требуемым типоразмерам с главным параметром описывается формулами (6.1) Ф(з,) =~~~ Угв1, 1=1 Лà — при дискретной функции спроса; (б.г) Ф(*) = )1 У1, 1'=Л ) — при непрерывной функции спроса, где з1 — наименьшее значение типоразмера в интервале всего ряда; х, з — текущие значения типоразмера.
Годовой объем выпуска БНК модулей ИЭП с заданным значением типоРазмера можно рассчитать как разность между значениями выпус вып ока, взятыми по интегральной кривой для смежных значения главного параметра хт и зу-1 с учетом изменения в результате замены типоразмеров: (6.3) У(зу) =р (Фу — Ф вЂ” ) где У(з.) — годовой объем выпуска БНК с главным параметром хтч ру— З1 бъема выл ска БНК при изменении коэффициент, учитывающий изменение о ъема в у 239 (5.11) С„(Р,) ю Со(Р,)пн 1г(х) = г[гв(х)], (5 4) (5.12) Сх = (аа + ваРг)к1 у(х) = ао(х) + аг(х)гг + ... + а„(х)г„ (5.5) или гг(х) = ао(х)хай 1г"Ы 1, г„""1 > (5.6) (5.7) (5,8) (5.9) Со = 1,76 + 0 025Р+ 0,38М, а для ИЭП Со = ааРк~~, (5.10) 241 240 главного параметра; Фг, фг г — интегральные значения годового объема вм.
пуска БНК с параметрами хг < х < х, и хг < х < х, Если известна потребность в БНК модулей ИЭП вида у (например, мо дуль второго структурного уровня разукрупнения), в которые входят БНК та. поразмерного ряда модулей ИЭП типа х (например, модуль первого струк, турного уровня разукрупнения), то функцию потребности можно определит из выражения где у = И(х) — функция, описывающзя аходимость модулей типа х в модула вида у; Г(у) — функция, описывающая спрос модулей вида у. Если БНК типоразмерного ряда имеют широкую и разнообразную при. меняемость в рзэличных модулях ИЭП и их спрос зависит от нескольких параметров, то применяют уравнения регрессии вида где гд, гг,..., г — параметры, влияющие на спрос; аа(х), аг(х), аг(х),..., а„(х) и оо(х), ог(х), ог(х),..., о (х) — постоянные члены уравнения рм грессии, определяемые по статистике спроса.
При определ9нии суммарных затрат необходимо установить зависимость стоимости БНК модулей ИЭП от затрат на разработку, освоение в производстве, изготовление и эксплуатацию, а также от изменения параметров БНК в типорзэмерном ряду. Необходимость учета каждой из указанных групп определяется характером решаемой задачи и типом ИЭП. Зависимость затрат от одного главного параметра может описываться уравнениями: прямой: 3 = аэ + аг Рт, параболой: 3 = аэ + аг Рг + агРг кли 3 = аР,; аг 1 гиперболой: 3 = ао + — яля 3 = а .
—, РЬ' где аа, аы аг, 5 — постоянные коэффициенты, определяемые по статистиче. ским данным методом наименьших квадратов; Р, — главный изменяющийся параметр типораэмерного ряда. Проведенные исследования позволили установить эмпирические зависи мости средней себестоимости ИЭП и их основнык узлов от главного электри ческого параметра [13]. Так, для трансформаторов где о е Са — средняя себестоимость в условных рублях; Р— мощность, Вт; М— масс, ссз, кг, ае — постоянный коэффициент. В серийном производстве затраты являются функцией числа изготовляемых типоразмеров БНК и ИЭП, т.е. г е С (Р,) — затраты при серийном изготовлении образца; Са(Р,) —, затраты на первый образец; гт' — число образцов в серии; и =,15... ...О, коэффициент, учитывающий снижение затрат на образец при серийном изготовлении БНК или ИЭП.
Если зависимость затрат от параметра линейна, то где Сх — суммарная стоимость изготовления серии БНК или ИЭП в количестве г4Г штук в год; ае, ва — постоянные коэффициенты. Допускается выражать суммарные затраты в условных единицзх при со6людении пропорциональности затрат на отдельные составляющие и соблюдении единства оценки соответствия одной условной единицы реальным ззт агам.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
