Костиков В.Г., Парфенов Е.М., Шахнов В.А. Источники электропитания электронных средств. Схемотехника и конструирование (2-е изд., 2001) (1096748), страница 50
Текст из файла (страница 50)
рис. 5.38,6) (5.105) При общем резервировании и дробной кратности (см. рис. 5.38,в) а+7-л Р(1р) = ~~! С!",+, ехр( — (/е + 1 — и)Л!1р) ~ (-1)! С! ехр( — уЛгй ), э=а 7=0 (5.106) где Сл+! — число сочетаний из 5+ 1 по и 302 Етз — поправочный коэффициент в зависимости от воздействия влажности и температуры; Е1Л вЂ” поправочный коэффициент в зависимости от давления воздуха; а,(Т, Ебэ) — поправочный коэффициент в зависимости от температуры поверхности компонента (Т) и коэффициента нагрузки (Етн). Значения номинальных интенсивностей отказов некоторых компонентов даны в табл. 5.16.
В табл. 5.17-5.19 приведены поправочные коэффициенты Ет!... Е!ы Коэффициенты электрической нагрузки Етк компонентов определяются по формулам, приведенным в табл. 5.20. Графики для определения поправочных коэффициентов а!(Т, Е\„) для различных видов компонентов приведены на рис. 5.39-5.43. Результаты расчета удобно представлять в виде таблицы (см. табл.
5.21), 3. Рассчитывается вероятность безотказной работы в течение заданной наработки (О, !р). Для нерезервированных систем Табл и ца 5. 16 Ло, х10, 1/ч Компоненты 0,013 0,01 0,4 0,7 0,6 1,91 0,84 0,5 0,74 0,157 0,2 0,05 0,15 0,075 0,06 0,035 0,034 .
0,043 0,03 0,087 0,045 303 Интенсивности отказов компонентов Микросхемы со средней степенью интеграции большие интегральные схемы Транзисторы германиевые; до 2 мВт до 20 мВт до 200 мВт свыше 200 мВт Транзисторы кремниевые: до 150 мВт до 1 Вт до 4 Вт Диоды германиевые Диоды кремниевые Конденсаторы: бумажные керамические слюдяные стеклянные злектролитические воздушные переменные Резисторы: композиционные пленочные проволочные угольные Трансформаторы: входные выходные звуковой частоты высокочастотные Трансформаторы питания Автотрэнсформаторы Дросселя Катушки индуктивности Обмотки электродвигателя Реле Соединители Переключатели кнопочные Гнезда Зажимы Провода соединительные 1,09 0,09 0,02 О, 045 0,025 0,06 0,34 0,02 0,08 0,25п 0,062в 0,07и 0,01 0,0005 0,015 Окончание ~паа2ь 5.76 Л, Х10, 1/ч Компоненты 0,475 0,05 7,2 1,4 8,6 0,359 2,25 0,36 1,1 2,6 0,5 2,63 0,7 0,01 0,03 0,02 20 4 4,7 печатного ов Таблица 5.18 1 е— у=а ~' (5.109) 305 304 Кабели Изоляторы Аккумуляторы Батареи заряжаемые ЭлеКтродаигатели: асинхронные синхронные вентиляторные Антенны Валноаоды: жесткие гибкие Предохранители Выводы высокочастотные Плата печатной схемы Пайка монтажа: навесного объемного Микрофоны динамические Громкоговорители динамические Датчики оптические Примечание: п — число контакт Таблица 5.17 Коэффициенты влияния механических воздействий Коэффипиенты влияния влажности Таблица 5.19 Коэффициенты влияния атмосферного давления Для активного резервирования с учетом надежности переключате- лей (см.
рис. 5.3В,г) Р(1р) = 1 — (1 — е " 'е "') +, (5.107) где Лп — интенсивность отказов переключателей. Для скользящего резервирования (см. рис. 5.3В,д) Р(1р) = 1+ гп — ' (1 — е """) е ~". (5.103) Л; Лп 4. Для ремонтируемых ИЭП определяется коэффициент готовности, равный вероятности нахождения системы в состоянии работоспособно- сти при длительной эксплуатации: для нереэервированной системы Ке— р+ Л' для резервированной системы, состоящей из равнонадежных одного основного и 7е ненагруженных резервных компонентов, е'г — 1 1 ~(~)' для той же резервированной системы с нагруженным резервом где д — интенсивность восстановления.
о х х с ч» ст' с СО х ы и ы о. с х х х х о ы х н и х н ь и Ос' 7,7 00 ОЭ ! оо оооо 0 Ог О,Ф 0,0 00 0 0 0 70 700 7'О. Х Х о о Б Рис. 5.39. Зависимости а,(Т, К,) для транзисторов Ряс. 5.40. Зависимости а,(7',Кх) для полупроводниковых диодов ЫС ! оо оооо О Х Ф Х О 70 Кн-00 ОВ 0,7 В,В О,В 0,0 ОИ О,+ . 0 40 ВО 7'С Х Б 0 Х Х Х ь О н с С х х х -е- Ъ .е- о. л о у х с с с и с " с с м х с~ ~7~ Х Х 0 л о. ы ы о.
ы с о н х 0 х с 0 х л ы л Б ь О. х о а н о ьс х .л .л х Е о х х ы 3 Б с х х и л о. ы Х х х О О Ь- 'г- х х л с х о о о о х х и а с с ы х ы ы с л а о о ох л ы 0 о л О. 0 н а л х о х О пы У О л х и о О. х 307 306 Х Б Ъ ч3 и л х сг 0 '.С ы О ы х х с о а ы с х о х Б О ы ь ы х о х Б о х ф и о к о х ы х ы ы х л о и )В О. О.
с .С ы н о х с х х о О 0- 1 0 О О х х ы н с, о хО хо, х ст 3- ы с о х х Ю О О Б Х ы ы ы ы Б к "й ы и ы ха л О. 0 ы н х ы х х Б и с о. ы ы о х 'л ах ы Х и ы ы С о аСы Б О Х О О :з и О Х о О Х и Х о Х Ос [в 14 70 00 О,г О' Рис. 5.4Ь Зависимости Рнс. 5.42.
Зависимости а,(Т,Кх) для конденсаторов л,[Т,К„) для резисторов Методика расчета уровней унификации, миниатюризации и технологичности электронных средств приведена в [11]. Рассчитанные по приведенным методикам значения электрических и компоновочных параметров, электромагнитной совместимости, теплового режима, м.
а- Ог 04 00 00 Мн нической прочности, надежности, а такжЕУРОВНЕй УНИфИКаЦИИ, МИНИатЮРИЗаЦИИ, Рис, 5,4З. ЗаВИСИМОСтИ технологичности и стоимостных покаэате- а,(Т,К„) для трансформатолей определяют эффективность разраба- роа тываемого ИЭП по требованиям качества функционирования, технико- экономической целесообразности и миниатюризации [13]. б.З. Конструирование высоковольтных и высокопотенпиальных источников электропитания Рассмотрим особенности конструктивного построения высоковольтных ИЭП (ВИЭП). Особое внимание при этом будет уделено одноканальным ВИЭП, При системе электроснабжения переменного тока беэ стабилизации выходного напряжения ВИЗП содержит: высоковольтный трансформатор, преобразующий напряжение электроснабжения до заданного уровня, высоковольтный выпрямитель и фильтр. Стабилизирующий ВИЭП содержит, кроме того, стабилизатор высокого напряжения, установленный на выходе высоковольтного выпрямителя. Перечисленные структуры ВИЗП не позволяют получить удовлетворительные удельные энергетические характеристики по массе и габаритам.
С этой точки зрения предпочтение следует отдать ВИЭП с промежуточным преобразованием частоты. Такие ВИЭП дополнительно содержат узел входного выпрямителя с фильтром, который подключается непосредственно к сети электроснабжения (ВИЗП с бестрансформаторным входом) или через развязывающий трансформатор, а также узел промежуточного преобразователя частоты, который преобразует напряжение постоянного тока в напряжение переменного тока повышенной частоты. Стабилизация напряжения может осуществляться при помощи узла стабилизатора низкого напряжения, установленного на входе промежуточного преобразователя частоты, или выполнением преобразователя регулируемым, который содержит з своем составе узел управления и силовой инвертор. При системе электроснабжения постоянного тока отсутствует узел входного выпрямителя с фильтром.
При этом лучшие удельные энергетические характеристики будут иметь ВИЗП, рассчитанные на систему электроснабжения с напряжением 110 или 220 В постоянного тока. Построение функциональных узлов ВИЭП с одной выполняемой им функцией не всегда является рациональным с точки зрения миниатюризации. Так, выполнение схем защиты от превышения выходных напряжений и токов в виде самостоятельных узлов не всегда целесообразно, так как может привести к неоправданному увеличению габаритов и массы ВИЭП. Эти функции обычно выполняет узел преобразователя.
Такое решение является, несомненно, правильным при выполнении входной части ВИЭП на основе бескорпусной элементной базы с применением гибридно-пленочной технологии. Целесообразно также конструктивное объединение в одном узле выходного высоковольтного трансформатора и высоковольтного выпрямителя с делителем напряжения обратной связи. Такое исполнение позволяет уменьшить объем и массу высоковольтной части источника за счет снижения массы материалов, обеспечивающих изоляцию сравнительно малогабаритных элементов выпрямителя и делителя напряжения. Одним из действенных путей миниатюризации ВИЭП является выполнение функциональных узлов в виде микросборок. Такое выполнение накладывает ограничения на значение мощности тепловых потерь и, следовательно, выходной мощности отдельного функционального узла.
При ограниченной выходной мощности микросборки увеличение выходной мощности ВИЭП достигается параллельным и последовательным Рис. 5.44. Структурная схема высоковольтного ИЭП с последовательным и параллельным соединением функциональных узлов соединением микросборок. Увеличение выходного напряжения~при модульном принципе конструирования ВИЭП осуществляется последовательным включением функциональных узлов (модулей) выходной части схемы. Увеличение выходного тока может быть осуществлено включением на параллельную работу ВИЗП. На базе функциональных узлов (модулей), соединяемых последовательно и параллельно, могут быть созданы малогабаритные высоковольтные ИЭП. На рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
