62407 (588782), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Рисунок 1.2 - Габаритно-присоединительные размеры модуля PKE 4411 PI

Рисунок 1.3 - Общий вид DC-DC преобразователей серии PKG 4000, в том числе модуля PKG 4611 PI

Масса модуля PKE 4411 PI не превышает 75 г.

Среди аналогов преобразователя МП-60 можно выделить DC-DC преобразователь PKG 4611 PI, который относится к серии преобразователей PKG 4000.

Модули серии PKG 4000 обладают следующими особенностями:

КПД > 86% при полной нагрузке;

низкий профиль 11мм;

прочность изоляции вход/выход 1500 В;

наработка на отказ >200 лет при нагреве корпуса до +75 °С;

максимальный нагрев корпуса до +100 °С.

Модули серии PKG 4000 также используются в качестве DC-DC преобразователей для архитектур с распределенным питанием в системах 48/60 В. Они обеспечивают до 60 Вт выходной мощности в исполнении с одним/двумя выходами. Занимают небольшую площадь на плате, могут быть установлены на стандартные установочные блоки. Благодаря высокому КПД при усиленной конвекции (при обдуве 1 м/с) могут работать без внешнего радиатора при полной выходной мощности вплоть до температуры воздуха +65 °С. С внешним радиатором температурный диапазон может быть расширен до 100 °С на корпусе.

В табл.1.4 приведены максимально допустимые значения параметров PKG 4611 PI, а в табл.1.5 - входные характеристики PKG 4611 PI.

Таблица 1.4 - Максимально допустимые значения параметров PKG 4611 PI

Характеристика	min	max
Температура корпуса Тк при максимальной выходной мощности,°С	-45	+100
Температура хранения Тх, °С	-55	+125
Входное напряжение Uвх, В	-0,5	+80
Прочность изоляции (вход/выход) Uиз, В	1,500	-
Напряжение дистанционного управления Uду на выводе 1, В	-10	+10
Напряжение подстройки выхода Uпод на выводе 10, В	-10	+10

Таблица 1.5 - Входные характеристики PKG 4611 PI

Характеристики	min	среднее значение	max
Диапазон входных напряжений U, В	38		72
Входное напряжение выключения Uвыкл, В		32
Входное напряжение включения Uвкл, В		33
Эквивалентное сопротивление при включении rэ, мОм		30
Входная емкость Свх, мкФ		1,8
Входной ток в режиме останова РRC, Вт (U = 53В, Тк = +25°С)		1,0
Мощность холостого хода Рхх, Вт (Io = 0, Тк = - 30... +90°С)		1,5	2,0

На рис.1.4 изображены габаритно-присоединительные размеры DC-DC преобразователя PKG 4611 PI.

Рисунок 1.4 - Габаритно-присоединительные размеры модуля PKG 4611 PI

Масса модуля PKG 4611 PI не превышает 75 г.

Одним из показателей качества DC-DC преобразователей является удельная мощность, измеряемая в Вт/см . Чем больше мощности приходится на см модуля, тем более технологичной считается конструкция.

Удельная мощность рассчитывается по формуле

, (1.1)

где Рвых - выходная мощность преобразователя,

V - объем модуля.

Необходимые данные и результаты расчета представлены в табл.1.6

Таблица 1.6 - Расчет удельной мощности отечественных и зарубежных аналогов

Наименование модуля	МП-30	PKE 4411 PI	МП-60	PKG 4611 PI
Габаритные размеры, см	7,6×6,1×1,85	7,56×7,56×10,5	7,5×6,24×1,91	7,47×5,93×1,1
Объем, см	85,7	60	89,3	48,7
Выходная мощность, Вт	30	30	60	60
Удельная мощность, Вт/cм	0,35	0,5	0,67	1,2

Несмотря на то, что зарубежные аналоги по данному показателю превосходят отечественные, предприятие-производитель заинтересовано в производстве собственных DC-DC преобразователей по следующим причинам:

меньшие затраты на производство;

отсутствие перебоя в поставках;

привлечение собственных специалистов.

1.3 Определение вида сборки

На основе действующих нормативных документов определим вид сборки платы модуля преобразователя МП-30 (МП-60).

В нормативной документации по технологической подготовке производства, а также в некоторых литературных источниках, например, в [2] содержатся сведения о видах сборки РЭС.

Согласно данным источникам, классификация видов сборки осуществляется по следующим признакам: объект сборки, стадия сборки, организация производства, последовательность сборки, подвижность объекта сборки, механизация и автоматизация сборки, точность сборки.

Объектом сборки в процессе сборки являются составные части изделия или изделие в целом.

Стадия сборки характеризует процесс сборки по степени его законченности.

Организация производства характеризует сборку изделия или его составных частей в различных условиях организации выполнения технологического процесса.

Последовательность сборки характеризует процесс сборки изделия или его составных частей, при котором сборочные операции выполняются одна за другой или одновременно.

Подвижность объекта сборки отражает возможность перемещения изделия или его составных частей в зависимости от степени замены ручного труда машинным.

Точность сборки характеризует процесс сборки по методам достижения точности замыкающего звена.

Таким образом, видами сборки являются:

а) по объекту сборки - узловая сборка (производится сборка радиоэлектронного узла - модуля преобразователя);

б) по стадии сборки - окончательная сборка (сборка, монтаж и контроль изделия возможны на отдельном производственном участке);

в) по организации производства - типовая поточная сборка без использования транспортных средств;

г) по последовательности сборки - последовательная;

д) по подвижности объекта сборки - подвижная с периодическим перемещением;

е) по механизации и автоматизации сборки - автоматизированная сборка;

ж) по точности сборки - сборка с полной взаимозаменяемостью.

1.4 Формулирование технических требований

На этапе анализа исходной информации и требований ТЗ на проектирование ТП необходимо сформулировать технические требования к процессу проектирования технологического процесса и к самому ТП.

Технические требования формулируются на основе требований нормативно-технической документации по технологической подготовке производства.

Технические требования к процессу проектирования ТП платы модуля преобразователя МП-30 (МП-60):

а) проектирование ТП производится в соответствии с новейшими достижениями науки и техники;

б) проектирование ТП производится для изделия, конструкция которого отработана на технологичность.

Технические требования к проектируемому ТП:

а) спроектированный ТП должен обеспечивать реализацию базовых показателей технологичности конструкции изделия;

б) спроектированный ТП должен соответствовать требованиям техники безопасности и производственной санитарии, предъявляемым к подобным производствам.

1.5 Определение метода проектирования технологического процесса

Определим метод проектирования ТП и метод оформления ТД, разработанной в результате проектирования технологического процесса сборки и монтажа платы модуля преобразователя МП-30 (МП-60). Существуют следующие методы проектирования технологического процесса:

ручное проектирование;

ручное проектирование с применением средств механизации;

ручное проектирование с применением средств автоматизации;

автоматизированное проектирование.

Выбираем метод ручного проектирования с применением средств автоматизации. При этом учитывается наличие соответствующего технического обеспечения и наличие программного обеспечения, позволяющее автоматизировать ряд операций по проектированию технологического процесса.

2. Конструктивно-технологичный анализ изделия как объекта производства

2.1 Анализ схемы устройства

С точки зрения принципа работы все источники питания можно разделить на линейные и импульсные.

Линейные источники питания имеют много полезных свойств, таких как: простота, низкие выходные пульсации и шум, превосходные значения нестабильности по напряжению и току и быстрое время восстановления. Но их главным недостатком является низкий КПД. Согласно техническому заданию на проектирование модуля преобразователя МП-30 (МП-60), КПД должен быть не менее 75%, что не допускает использование линейных источников питания.

Импульсные источники питания становятся популярными из-за высокой эффективности и высокой удельной мощности. При сравнении линейных и импульсных источников питания можно сделать следующие выводы:

нестабильность по напряжению и току обычно лучше у линейных источников питания, иногда на порядок величины, но в импульсных источниках питания часто используются линейные выходные стабилизаторы, улучшающие стабильность выходного напряжения;

пиковые значения выходных пульсаций импульсных источников питания находятся в диапазоне 25…100 мВ, что значительно больше, чем у линейных источников питания. Необходимо заметить, что для импульсных источников питания значения пульсаций выходного напряжения нормируются от пика до пика. У разрабатываемого модуля значение выходной переменной составляющей выходного напряжения от пика до пика должно быть не более 50мВ, что вполне могут обеспечить импульсные источники питания;

импульсные источники питания имеют более широкий диапазон входных напряжений. Диапазон входных напряжений линейных источников питания обычно не превышает +10% от номинального значения, что оказывает прямое влияние на КПД. У импульсных источников питания влияние диапазона входного напряжения на КПД очень незначительное или вообще отсутствует, он находится в пределах ±20% и даёт возможность работать при сильных изменениях напряжений сети.

DC-DC преобразователи используют принцип действия импульсных источников питания, но применяются для того, чтобы преобразовать одно постоянное напряжение в другое, обычно хорошо стабилизированное. Эти устройства используются там, где электронное оборудование должно питаться от батареи или другого автономного источника постоянного тока [3].

2.1.1 Анализ схемы устройства

По техническому заданию напряжение на входе преобразователя находится в пределах 48-72 В, а на выходе преобразователя напряжение должно составлять 5±0,2 В. Следовательно преобразователь относится к стабилизаторам понижающего типа.

Наиболее известной в семействе DC/ DC преобразователей понижающего типа является чопперная (Chopper - прерыватель) схема, изображенная на рис.2.1

Рисунок 2.1 - Базовая схема чопперного стабилизатора

Схема, приведенная на рис.2.1, состоит из следующих обязательных элементов:

силового ключа Кл, осуществляющего высокочастотную коммутацию тока (обычно роль ключа выполняет мощный биполярный или полевой транзистор);

Характеристики

Список файлов ВКР