Материалы сайта
Это интересно
Детонометр разработка конструкции
2.2. Конструктивний розрахунок друкованої плати 2.2.1. Розраховуємо площу плати, що необхідна для розміщення елементів, для чого заповнюємо таблицю 2.3. Таблиця 2.3 Параметри елементів плати |Найменування елемента |Кількіст|Дов-ж|Шири-н|Площа |Площа |Діа-м| | |ь |ина, |а, мм |одного|( |етр | | |елементі|мм | |елемен|елемен|виво-| | |в | | |та, |тів, |ду, | | | | | |мм2 |мм2 |мм | |1. Резистор ММЛТ-0,25 |63 |7 |3 |21 |1323 |0,6 | |2. Діод КД521А |4 |15 |7 |105 |420 |0,6;1| |3. Діод КД521Д |4 |3,8 |1,9 |7,22 |28,88 | | |4. Стабілітрон КС133А |1 |15 |7 |105 |105 |0,558| |5. Стабілітрон Д818Е |2 |15 |7 |210 |210 | | |6. Діод ГД507А |7 |7,5 |3 |22,5 |157,5 |0,6;1| |7. Транзистор КТ3102Д |1 |5,84 |5,84 |34,11 |34,11 | | |8. Транзистор КП303Е |1 |5,84 |5,84 |34,11 |34,11 |0,6;1| |9. Транзистор КТ503Б |1 |5,2 |4,2 |21,84 |21,84 | | |10. Транзистор КП301В |2 |5,84 |5,84 |34,11 |68,22 |0,5 | |11. Транзистор КТ361Г |1 |7,2 |3 |21,6 |21,6 |0,5 | |12. Мікросхема К155АГ1 |1 |19,5 |6 |117 |117 |0,5 | |13. Мікросхема К140УД8А |3 |10,4 |9,5 |98,8 |296,4 |0,68 | |14. Мікросхема К140УД7 |2 |10,4 |9,5 |98,8 |197,6 |0,5 | |15. Мікросхема К574УД1А |1 |10,4 |9,5 |98,8 |98,8 |0,2 | |16. Мікросхема К140УД6 |1 |10,4 |9,5 |98,8 |98,8 |0,5 | |17. Резистор СП3-44А-0,25 |5 |11 |11 |121 |605 |0,5 | |18. Конденсатор КМ-6-1000пФ |1 |9,5 |6,0 |57 |57 |0,5 | |19. Конденсатор КМ-6-1500пФ |1 |12 |6,0 |72 |72 |0,5 | |20. Конденсатор КМ-6-0,01мкФ |1 |9,5 |6,0 |57 |57 |0,5 | |21. Конденсатор КМ-6-6800пФ |1 |9,5 |6,0 |57 |57 |0,8 | |22. Конденсатор КМ-6-1мкФ |2 |14 |6,0 |84 |168 |0,6 | |23. Конденсатор КМ-6-0,1мкФ |2 |12 |6,0 |72 |144 |0,7 | |24. Конденсатор КМ-6-0,022мкФ |1 |7,5 |6,0 |45 |45 |0,7 | |25. Конденсатор КМ-6-0,068мкФ |2 |9,5 |6,0 |57 |114 |0,7 | |26. Конденсатор КСО-2-1500пФ |2 |18 |11 |198 |396 |0,6 | |27. Конденсатор |1 |11 |6,3 |69,3 |69,3 |0,6 | |К73-24а-0,047мкФ |1 |11 |6,3 |69,3 |69,3 |0,6 | |28. Конденсатор К73-24а-0,1мкФ |1 |48 |22 |1056 |1056 |0,6 | |29. Конденсатор К76п-1б-22мкФ |1 |19 |9 |171 |171 |0,6 | |30. Конденсатор К73-24а-1мкФ |2 |7,5 |7,5 |56,25 |112,5 |0,6 | |31. Конденсатор К50-6-16В-20мкФ|1 |10,5 |10,5 |110,25|110,25|0,6 | | |1 |13 |6 | | |1 | |32. Конденсатор К50-6-16В-50мкФ|3 |18 |18 |78 |78 |0,6 | | |3 |14 |14 |324 |972 |0,5 | |33. Конденсатор К73-11-820пФ |2 |15 |7 |196 |588 |0,5 | |34. Конденсатор |3 |15 |7 |05 |210 |0,7 | |К50-6-25В-200мкФ |2 |7,8 |2,8 |105 |315 |0,8 | |35. Конденсатор К50-6-25В-50мкФ|1 |7,8 |2,8 |21,84 |43,88 |0,8 | | |1 |8 |7,5 |21,84 |21,84 |0,6;1| |36. Стабілітрон Д814А | | | |60 |120 | | |37. Стабілітрон Д814Б | | | | | |0,6;1| |38. Транзистор КТ815Б | | | | | | | |39. Транзистор КТ814Б | | | | | |0,88 | |40. Випрямний блок КЦ407А | | | | | |0,88 | | | | | | | |0,8 | 2.2.2. Розраховуємо установчу площу елементів: Sуст = Куст·S( = 1,5·8884,73 = 13327,1 мм2, (2.3) де Куст = 1,5 – коефіцієнт установки елементів; SN = 8884,73 – сумарна площа елементів (див. табл.2.3). 2.2.3. Розраховуємо площу плати для установки елементів: [pic] мм2, (2.4) де Квик = 0,5 – коефіцієнт використання елементів. 2.2.4. Розраховуємо площу, необхідну для елементів кріплення плати. Так як розмір плати великий, то вона буде кріпитися чотирма гвинтами М3, для котрих необхідних отвори діаметром 3,4 мм. Sкріп = (·10·10 = 4·10·10 = 400 мм2, (2.5) де ( = 4 – число кріпильних отворів. 2.2.5. Знайдемо площу, необхідну для розміщення під'єднувальних металізованих отворів для під'єднання до плати інших частин схеми: Sотв = Ко·5·10 = 24·5·10 = 1200 мм2, (2.6) де Ко = 21 – кількість під'єднувальних отворів. 2.2.6. Визначаємо загальну площу плати: Sпл = S + Sкріп + Sотв = 26654,2 + 400 + 1200 = 28254,2 мм2, (2.7) Виходячи з отриманого значення визначаємо гостовані розміри плати (12(: S = 28500 мм2 = 150(190 мм. 2.2.2. Розрахунок параметрів металізованих отворів (рис. 2.2) 2.2.2.1. Виходячи з діаметрів виводів елементів установлюваних на платі, розраховуємо діаметри отворів, необхідні для установки елементів (для кожного виводу): dотв = dвив + 2Мпокр + 2К, (2.8) де Мпокр = 0,05 мм – товщина металізованого покриття; Ко = 0,15 мм – зазор між виводом і стінками отвору. dотв1 = 0,2 + 2·0,05 + 2·0,15 = 0,6 мм; dотв2 = 0,5 + 2·0,05 + 2·0,15 = 0,9 мм; dотв3 = 0,558 + 2·0,05 + 2·0,15 = 0,958 мм; dотв4 = 0,6 + 2·0,05 + 2·0,15 = 1 мм; dотв5 = 0,68 + 2·0,05 + 2·0,15 = 1,08 мм; dотв6 = 0,7 + 2·0,05 + 2·0,15 = 1,1 мм; dотв7 = 0,8 + 2·0,05 + 2·0,15 = 1,2 мм; dотв8 = 0,88 + 2·0,05 + 2·0,15 = 1,28 мм; dотв9 = 1 + 2·0,05 + 2·0,15 = 1,4 мм. [pic] 2.2.2.2. Розраховуємо діаметри контактних площадок навколо металізованих отворів. Площадки виконуються у вигляді кільця: dк.п = dотв + 2В + С, (2.9) де В = 0,55 мм – мінімально необхідна радіальна ширина контактного кільця; С = 0,1 мм – технологічний коефіцієнт, що враховує похибки виробництва при суміщенні шарів. dк.п1 = 0,6 + 2·0,55 + 0,1 = 1,8 мм; dк.п2 = 0,9 + 2·0,55 + 0,1 = 2,1 мм; dк.п3 = 0,658 + 2·0,55 + 0,1 = 2,158 мм; dк.п4 = 1 + 2·0,55 + 0,1 = 2,2 мм; dк.п5 = 1,08 + 2·0,55 + 0,1 = 2,28 мм; dк.п6 = 1,1 + 2·0,55 + 0,1 = 2,3 мм; dк.п7 = 1,2 + 2·0,55 + 0,1 = 2,4 мм; dк.п8 = 1,28 + 2·0,55 + 0,1 = 2,48 мм; dк.п9 = 1,4 + 2·0,55 + 0,1 = 2,6 мм. 2.2.2.3. Виходячи з отриманих розмірів металізованих отворів, діаметрів виводів елементів, вибираємо технологічно обгрунтовані розміри металізованих отворів із (12( і записуємо отримані дані в таблицю 2.4. Таблиця 2.4 Параметри металізованих отворів |Діаметр|Розрахункові дані |Дані для виробництва | |виводу,| | | |мм | | | | |Діаметр|Діаметр |Діаметр |Діаметр |Діаметр |Площас|Умовне | | |отвору,|контактної|отвору, мм|зенковки|контактної|ріблен|позначен| | |мм |площадки, | |, мм |площадки, |ня, |-ня | | | |мм | | |мм |мм2 | | |0,2 |0,6 |1,8 |0,8+0,1 |1,1+0,2 |1,9 |8,5 | | |0,5 |0,9 |2,1 |0,8+0,1 |1,1+0,2 |1,9 |8,5 | | |0,558 |0,958 |2,158 |1,0+0,12 |1,5+0,2 |2,3 |11,5 | | |0,6 |1 |2,2 |1,0+0,12 |1,5+0,2 |2,3 |11,5 | | |0,68 |1,08 |2,28 |1,0+0,12 |1,5+0,2 |2,3 |11,5 | | |0,7 |1,1 |2,3 |1,0+0,12 |1,5+0,2 |2,3 |11,5 | | |0,8 |1,2 |2,4 |1,3+0,12 |1,8+0,2 |2,6 |14,2 | | |0,88 |1,28 |2,48 |1,5+0,12 |2,0+0,2 |2,8 |16 | | |1 |1,4 |2,6 |1,5+0,12 |2,0+0,2 |2,8 |16 | | 2.2.3. Розрахунок ширини друкованих провідників 2.2.3.1. Визначаємо розрахункову ширину провідників: [pic], (2.10) де Imax – максимальний струм активного елемента (11(; Iдоп = 30 А/мм2 – максимально допустима щільність струму в провіднику; Мпокр = 0,05 мм – товщина металізованого покриття. [pic] мм; [pic] мм; [pic] мм; [pic] мм; [pic] мм; [pic] мм; [pic] мм; [pic] мм; [pic] мм; [pic] мм; [pic] мм; [pic] мм; [pic] мм; [pic] мм. 2.2.3.2. Вибираємо ширину провідників виходячи з розрахованих розмірів друкованих провідників і технологічно обгрунтованих розмірів для обраного методу виготовлення з (12(.Отримані дані заносимо в таблицю 2.5. Таблиця 2.5 Параметри друкованих провідників |Найменування елемента |Розрахункові |Дані для виробництва | | |дані | | | |струм |ширина |ширина |опір1м |допус-т| | |кола, |провідни|провідни|провідни|имий | | |А |-ків, мм|-ків, мм|-ка, |струм, | | | | | |Ом/м |А | |1. Діод КД521А |0,5 |0,33 |0,5 |2,0 |0,8 | |2. Діод КД521Д | | | | | | |3. Випрямний блок КЦ407А | | | | | | |4. Стабілітрон Д818Е |0,033 |0,022 | | | | |5. Діод ГД507А |0,2 |0,133 | | | | |6. Транзистор КТ3102Д | | | | | | |7. Транзистор КП303Е |0,015 |0,01 | | | | |8. Транзистор КП301В | | | | | | |9. Транзистор КТ503Б |0,35 |0,233 | | | | |10. Транзистор КТ361Г |0,05 |0,033 | | | | |11. Стабілітрон Д814А | | | | | | |12. Стабілітрон Д814Б |0,1 |0,067 | | | | |13. Стабілітрон КС133А |0,081 |0,054 | | | | |14. Транзистор КТ814Б |0,7 |0,467 | | | | |15. Транзистор КТ815Б | | | | | | |16. Мікросхема К140УД8А |0,005 |0,0033 | | | | Продовження таблиці 2.5 |Найменування елемента |Розрахункові |Дані для виробництва | | |дані | | | |струм |ширина |Ширина |опір1м |допус-т| | |кола, |провідни|провідни|провідни|имий | | |А |-ків, мм|-ків, мм|-ка, |струм, | | | | | |Ом/м |А | |17. Мікросхема К140УД7 |0,0035|0,0023 |0,5 |2,0 |0,8 | |18. Мікросхема К140УД6 |0,004 |0,0027 | | | | |19. Мікросхема К574УД1А |0,01 |0,0067 | | | | |20. Мікросхема К155АГ1 |0,02 |0,013 | | | | 2.2.4. Вибір відстані між друкованими провідниками Цю відстань вибирають по різниці потенціалів між провідниками з урахуванням електричних характеристик обраного методу виготовлення друкованих плат (12(. У даній схемі максимально можлива напруга 15 В (Umax), тому вибираємо мінімально можливу відстань між провідниками р = 0,5 мм. 2.2.5. Розрахунок розміщення друкованих провідників 2.2.5.1. Розраховуємо відстань, необхідну для розміщення одного, двох, трьох, чотирьох і п'яти провідників між центрами двох контактних площадок (рис. 2.3). Отримані дані заносимо в таблицю 2.6. [pic], (2.11) де d1, d2 – діаметри контактних площадок (див. с. 23); t = 0,5 – ширина друкованих провідників (див. с.24); n – кількість друкованих провідників; p = 0,5 – відстань між друкованими провідниками; c = 0,1 – технологічний коефіцієнт, що враховує похибки методу виготовлення. Таблиця 2.6 Відстані між контактними площадками |Кількість|Діаметр контактної |Ширина |Відстань |Відстань між | |провідни-|площадки, мм |провідника|між |контактними | |ків, шт. | |, мм |провідни-к|площадками, мм | | | | |ами, мм | | | |d1 |d2 | | |розрахун-к|для | | | | | | |ова |виробниц-| | | | | | | |тва(кратн| | | | | | | |а 2,5 мм)| |1 |1,9 |1,9 |0,5 |0,5 |3,5 |5,0 | |2 | | | | |4,5 | | |3 | | | | |5,5 |7,5 | |4 | | | | |6,5 | | |5 | | | | |7,5 | | |1 |2,3 |2,3 |0,5 |0,5 |3,9 |5,0 | |2 | | | | |4,9 | | |3 | | | | |5,9 |7,5 | |4 | | | | |6,9 | | |5 | | | | |7,9 |10,0 | |1 |2,6 |2,6 |0,5 |0,5 |4,2 |5,0 | |2 | | | | |5,2 |7,5 | |3 | | | | |6,2 | | |4 | | | | |7,2 | | |5 | | | | |8,2 |10,0 | |1 |2,8 |2,8 |0,5 |0,5 |4,4 |5,0 | |2 | | | | |5,4 |7,5 | |3 | | | | |6,4 | | |4 | | | | |7,4 | | |5 | | | | |8,4 |10,0 | 2.2.6. Розрахунок площі сріблення друкованої плати При виробництві друкованих плат для спецапаратури поверхня друкованих провідників, монтажних площадок і інших друкованих елементів сріблять для поліпшення технічних і експлуатаційних характеристик. 2.2.6.1. Для розрахунку площі сріблення друкованих провідників заповнюємо таблицю 2.7. Таблиця 2.7 Площа сріблення друкованих провідників |Ланцюг |Параметри провідника |Площа | | | |сріблення (S),| | | |мм2 | |звідки |куди |довжина, мм |ширина, мм | | |VT1 |R3 |5 |0,5 |2,5 | |R3 |R4 |3 | |1,5 | |R3 |R5 |2 | |1 | |R5 |VD2 |3 | |1,5 | |VD2 |VD1 |3 | |1,5 | |VT1 |3 |123 | |61,5 | Продовження таблиці 2.6 |Ланцюг |Параметри провідника |Площа | | | |сріблення (S),| | | |мм2 | |звідки |куди |довжина, мм |ширина, мм |13,5 | |VD2 |3 |2 |0,5 |1 | |VD10 |3 |12,5 | |6,25 | |R16 |3 |2 | |1 | |C2 |VD11 |3 | |1,5 | |R59 |VT5 |6 | |3 | |VT5 |C22 |20 | |10 | |VT5 |4 |39 | |19,5 | |R8 |5 |78,5 | |39,25 | |DA1 |6 |71 | |35,5 | |VD11 |R6 |18 | |9 | |VT8 |7 |54 | |27 | |VD23 |VD4 |0,5 | |0,25 | |VD18 |VT6 |25 | |12,5 | |C26 |VT6 |15 | |7,5 | |DA6 |C21 |16,5 | |8,25 | |DA6 |R53 |5 | |2,5 | |VD4 |R60 |0,5 | |0,25 | |DA6 |R63 |23 | |11,5 | |R63 |R62 |1 | |0,5 | |DA1 |R63 |22 | |11 | |DA1 |R13 |17 | |8,5 | |R13 |R15 |5,5 | |2,75 | |VD9 |R15 |9,5 | |4,75 | |VD9 |C7 |7 | |3,5 | |C7 |R10 |6 | |3 | |R63 |R62 |13 | |6,5 | |VD21 |C21 |11 | |5,5 | |C21 |R52 |5 | |2,5 | |R52 |R30 |4 | |2 | |R24 |R25 |3 | |1,5 | |R25 |R22 |3 | |1,5 | |R22 |R27 |3 | |1,5 | |R25 |C12 |3 | |1,5 | |R20 |VT3 |6 | |3 | |R23 |VT3 |11,5 | |5,75 | |VT3 |C11 |5,5 | |2,75 | |C11 |C12 |8 | |4 | |R20 |DD1 |6,5 | |3,25 | |DD1 |VD8 |3,5 | |1,75 | |VD8 |R18 |3,5 | |1,75 | |DA2 |DA1 |86 | |43 | |R2 |R1 |3 | |1,5 | |DA2 |VD8 |1,5 | |0,75 | |C10 |R27 |11 | |5,5 | Продовження таблиці 2.6 |Ланцюг |Параметри провідника |Площа | | | |сріблення (S),| | | |мм2 | |звідки |куди |довжина, мм |ширина, мм |13,5 | |R26 |DA1 |17,5 |0,5 |8,75 | |R5 |R8 |41 | |20,5 | |R6 |VD11 |49 | |24,5 | |DA1 |R6 |1,5 | |0,75 | |R17 |R6 |6,5 | |3,75 | |VD4 |VD3 |3,5 | |1,75 | |R26 |R23 |17 | |8,5 | |VD7 |VD4 |0,5 | |0,25 | |R16 |VD4 |7 | |3,5 | |VD6 |VD4 |0,5 | |0,25 | |C3 |R11 |3 | |1,5 | |DA2 |R14 |10 | |5 | |DA2 |R14 |17 | |8,5 | |DA2 |R14 |13,5 | |6,75 | |DA4 |VT1 |128,5 | |64,25 | |DA2 |R12 |4,5 | |2,25 | |R11 |C6 |3 | |1,5 | |C6 |R9 |2 | |1 | |R9 |C5 |3 | |1,5 | |VD1 |VD2 |3 | |1,5 | |VD2 |C3 |19 | |9,5 | |DA2 |VT1 |1,5 | |0,75 | |DD1 |R19 |5 | |2,5 | |DD1 |C8 |4 | |2 | |DD1 |R19 |3 | |1,5 | |R19 |C8 |4 | |2 | |C13 |R29 |9 | |4,5 | |R29 |R31 |3 | |1,5 | |R38 |C18 |5,5 | |2,75 | |C18 |R33 |8 | |4 | |DA4 |R49 |2 | |1 | |C19 |VD14 |4 | |2 | |DA3 |DA4 |20 | |10 | |C15 |C18 |14 | |7 | |C19 |C14 |41,5 | |20,75 | |C15 |C14 |16 | |8 | |VT2 |R7 |5,5 | |2,75 | |R7 |R21 |5,5 | |2,75 | |R56 |R58 |3 | |1,5 | |R41 |R42 |3 | |1,5 | |R42 |R43 |3 | |1,5 | |R66 |R67 |4 | |2 | |R64 |R66 |5 | |2,5 | |C16 |R46 |11 | |5,5 | Продовження таблиці 2.6 |Ланцюг |Параметри провідника |Площа | | | |сріблення (S),| | | |мм2 | |звідки |куди |довжина, мм |ширина, мм |13,5 | |R46 |C6 |23 |0,5 |11,5 | |R46 |VD20 |8,5 | |4,25 | |VD20 |C5 |6 | |3 | |C5 |VD19 |14 | |7 | |C5 |R61 |13,5 | |6,75 | |R61 |VT7 |5 | |2,5 | |VT7 |R61 |5 | |2,5 | |R61 |VD20 |9 | |4,5 | |R32 |R45 |3 | |1,5 | |C17 |R46 |9 | |4,5 | |DA5 |R47 |5 | |2,5 | |DA5 |C16 |27 | |13,5 | |DA5 |R39 |6 | |3 | |DA5 |R39 |20,5 | |10,25 | |DA5 |R39 |16 | |8 | |R40 |24 |104 | |52 | |R41 |23 |98,5 | |49,25 | |R42 |22 |92 | |46 | |R68 |DA7 |2 | |1 | |DA7 |R65 |41 | |20,5 | |R55 |R57 |11,5 | |5,75 | |R57 |R65 |13 | |6,5 | |DA7 |R66 |17 | |8,5 | |VD15 |C20 |4 | |2 | |C20 |R55 |7,5 | |3,75 | |C20 |R54 |9 | |4,5 | |R51 |R50 |1,5 | |0,75 | |R34 |R33 |4 | |2 | |R50 |VD14 |13,5 | |6,75 | |R68 |R48 |8 | |4 | |VD13 |VD12 |5,5 | |2,75 | |DA4 |R31 |17 | |8,5 | |DA4 |C15 |36 | |18 | |DA3 |R68 |24.5 | |12,25 | |DA3 |R21 |1,5 | |0,75 | |R34 |C14 |45 | |22,5 | |C13 |DA3 |22 | |11 | |VT9 |VT4 |19 | |9,5 | |VT4 |16 |52 | |26 | |R30 |13 |37,5 | |18,75 | |R69 |12 |57,5 | |28,75 | |R19 |R36 |73,5 | |36,75 | |R34 |DA4 |1,5 | |0,75 | |DA4 |17 |106 | |53 | Пробовження таблиці 2.6 |Ланцюг |Параметри провідника |Площа | | | |сріблення (S),| | | |мм2 | |звідки |куди |довжина, мм |ширина, мм |13,5 | |VT9 |15 |70 |0,5 |35 | |VT1 |C3 |10 | |5 | |VT1 |R9 |8,5 | |4,25 | |R9 |R6 |4 | |2 | |VD2 |R4 |17 | |8,5 | |R3 |C1 |5 | |2,5 | |VD6 |VD7 |7 | |3,5 | |VD4 |R17 |4 | |2 | |R17 |VD5 |8,5 | |4,25 | |R16 |VD5 |24 | |12 | |С4 |R8 |6,5 | |3,25 | |С4 |C2 |23,5 | |11,75 | |С2 |R2 |6,5 | |3,25 | |С2 |DA4 |9,5 | |4,75 | |R8 |DA5 |16 | |8 | |R43 |21 |60 | |30 | |VD25 |VD22 |19 | |9,5 | |VD22 |R59 |9 | |4,5 | |R59 |VT5 |9 | |4,5 | |VT5 |C25 |20 | |10 | |VD23 |C26 |35 | |17,5 | |VD18 |C22 |20 | |10 | |VD18 |8 |20 | |10 | |VD18 |9 |16,5 | |8,25 | |R69 |R44 |5,5 | |2,75 | |R69 |C4 |28 | |14 | |R60 |VT6 |6,5 | |3,25 | |R60 |VT6 |7 | |3,5 | |C23 |VT6 |10 | |5 | |DA6 |R44 |23,5 | |11,75 | |R53 |C21 |9 | |4,5 | |C21 |VD16 |17 | |8,5 | |VD16 |VD12 |17,5 | |8,75 | |VD16 |VD17 |3 | |1,5 | |DA7 |VD22 |39 | |19,5 | |R37 |10 |42,5 | |21,25 | |DA6 |VD17 |21 | |10,5 | |R53 |VD16 |15 | |7,5 | |VD17 |R52 |11,5 | |5,75 | |R63 |VD13 |0,5 | |0,25 | |C23 |C27 |17,5 | |8,75 | |R36 |11 |19 | |9,5 | |R36 |C27 |46 | |23 | |DA2 |C6 |4 | |2 | Продовження таблиці 2.6 |Ланцюг |Параметри провідника |Площа | | | |сріблення (S),| | | |мм2 | |звідки |куди |довжина, мм |ширина, мм |13,5 | |R12 |C5 |16 |0,5 |8 | |R26 |VD10 |13 | |6,5 | |R23 |R24 |5 | |2,5 | |VD6 |VD8 |61 | |30,5 | |DA2 |VD1 |1,5 | |0,75 | |R18 |VD1 |1,5 | |0,75 | |C9 |VD1 |12 | |6 | |R29 |VD1 |80 | |40 | |C9 |R19 |12 | |6 | |DD1 |R18 |14 | |7 | |DD1 |DD1 |1,5 | |0,75 | |DD1 |DD1 |1,5 | |0,75 | |DD1 |VT3 |10 | |5 | |C11 |DA3 |11,5 | |5,75 | |C11 |R24 |21 | |10,5 | |C12 |VT2 |3 | |1,5 | |VT2 |R15 |4 | |2 | |C12 |C7 |9 | |4,5 | |R44 |R37 |0,5 | |0,25 | |VT8 |VD21 |8 | |4 | |VD21 |R63 |3 | |1,5 | |DA1 |R69 |1,5 | |0,75 | |DA6 |DA1 |4 | |2 | |DA1 |VT8 |67,5 | |33,75 | |R1 |R1 |5 | |2,5 | |R1 |C7 |24 | |12 | |VD21 |R1 |26 | |23 | |VT8 |R1 |15 | |7,5 | |R1 |C2 |22,5 | |11,25 | |DA3 |C10 |44,5 | |22,25 | |DA3 |R27 |61 | |30,5 | |VT9 |R68 |4 | |2 | |VT9 |R62 |11,5 | |5,75 | |VT9 |DA7 |22 | |11 | |VT9 |DA1 |8,5 | |4,25 | |R29 |DA4 |10 | |5 | |R29 |C16 |32,5 | |16,25 | |DA4 |R38 |15 | |7,5 | |DA3 |DA4 |12,5 | |6,25 | |R38 |DA4 |7 | |3,5 | |R38 |DA4 |19 | |9,5 | |C13 |R28 |136 | |68 | |R51 |VD15 |3 | |1,5 | |R54 |R56 |8,5 | |4,25 | Продовження таблиці 2.6 |Ланцюг |Параметри провідника |Площа | | | |сріблення (S),| | | |мм2 | |звідки |куди |довжина, мм |ширина, мм |13,5 | |C19 |R54 |4 |0,5 |2 | |C19 |R55 |11 | |5,5 | |R58 |C20 |9 | |4,5 | |DA7 |DA1 |8 | |4 | |DA7 |R58 |27,5 | |13,25 | |R40 |R41 |3 | |1,5 | |DA7 |R57 |6,5 | |3,25 | |DA7 |R64 |5 | |2,5 | |R66 |DA5 |12 | |6 | |VT4 |R48 |4 | |2 | |VT4 |DA7 |6,5 | |3,25 | |DA7 |R67 |11 | |5,5 | |R48 |R47 |28 | |14 | |DA5 |C17 |11,5 | |5,75 | |VT4 |DA5 |13 | |6,5 | |VD17 |R32 |16 | |8 | |R47 |R45 |16,5 | |8,25 | |R36 |R45 |20 | |10 | |R32 |DA5 |21 | |10,5 | |C24 |VD19 |11 | |5,5 | |R46 |C20 |53 | |26,5 | |VD19 |20 |12,5 | |6,25 | |VD19 |18 |9 | |4,5 | |R49 |19 |134 | |67 | |Всього: |2408,75 | 2.2.6.2. Знаходимо площу сріблення контактних площадок: Sк.п =(n·S1,9)·2 +(n·S2,3)·2 + (n·S2,6)·2 + (n·S2,8) 2 = = (130·8,5)·2 + (189·11,5)·2 + (23·14,2)·2 + (38·16)·2 = 8426,2 мм2, (2.13) де S1,9, S2,3, S2,6, S2,8 - площа сріблення контактних площадок (див. табл. 2.4); n - кількість контактних площадок відповідного діаметра. 2.2.6.3. Знаходимо загальну площу сріблення плати: Sср.пл = Sср.пров + Sк.п = 2408,75 + 8426,2 = 10834,95 мм2, (2.14) де Sср.пров = 2408,75 мм2 – загальна площа сріблення друкованих провідників (див. табл. 2.6). 2.2.4. Всі отримані дані для виробництва зводимо в таблицю 2.8. Таблиця 2.8 Дані для виробництва друкованої плати |Площа |Довжи-|Ширин|Діа-ме|Кіль-|Діа-ме|Діа-м|Умовн|Ши-р|Від-с|Площа | |плати,|на |а |тр |кість|тр |етр |е |ина |тань |сріблен| |мм2 |плати,|плати|виво-д|виво-|металі|кон-т|поз-н|про-|між |-ня, | | |мм |мм |ів, мм|дів, |-зова-|акт-н|аченн|від-|про-в|мм2 | | | | | |шт. |них |их |я |никі|ідни-| | | | | | | |отворі|площа| |в, |ками,| | | | | | | |вмм |-док,| |мм |мм | | | | | | | | |мм | | | | | |28500 |150 |190 |0,20 |3 |0,8+0,|1,9 | |0,5 |0,5 |10834,9| | | | | | |1 | | | | |5 | | | | |0,50 |114 |0,8+0,|1,9 | | | | | | | | | | |1 | | | | | | | | | |0,558 |8 |1,0+0,|2,3 | | | | | | | | | | |12 | | | | | | | | | |0,60 |164 |1,0+0,|2,3 | | | | | | | | | | |12 | | | | | | | | | |0,68 |3 |1,0+0,|2,3 | | | | | | | | | | |12 | | | | | | | | | |0,70 |8 |1,0+0,|2,3 | | | | | | | | | | |12 | | | | | | | | | |0,80 |35 |1,3+0,|2,6 | | | | | | | | | | |12 | | | | | | | | | |0,88 |9 |1,5+0,|2,8 | | | | | | | | | | |12 | | | | | | | | | |1,00 |36 |1,5+0,|2,8 | | | | | | | | | | |12 | | | | | | 2.3. Конструктивний розрахунок трансформатора Розрахунок трансформатора робимо по підручнику А. Б. Грумбіної «Електричні машини і джерела живлення радіоєлетронних пристроїв». Дані для розрахунку: напруга мережі U1 = 220 В; частота мережі f = 50 Гц; параметри вторинних обмоток: U2 = 25 В, I2 = 3 А, U3 = 15 В, I3 = 2 А. 2.3.1. Визначаємо габаритну (споживану навантаженням) потужність: Рг = U2·I2 + U3·I3 = 25·3 + 15·2 = 105 В·А. (2.15) Відповідно з (2( вибираємо сталь 1513, магнитопровід із пластин товщиною 0,5 мм, у котрого kc = 0,93, а також знаходимо параметри відповідні Рг = 105 В·А: В = 1,35 Тл; J = 2,5 А/мм2; kо = 0,31; ( = 0,95. 2.3.2. Визначаємо струм первинної обмотки: [pic] А, (2.16) де cos (1 = 0,9 – коефіцієнт потужності трансформатора. 2.3.3. Визначаємо вихідну розрахункову величину ScSo, см4, для вибору типорозміру магнітопровода: [pic] [pic] см4 (2.17) де В = 1,35 Тл – магнітна індукція; J = 2,5 А/мм2 – щільність струму; kо = 0,31 – коефіцієнт заповнення вікна міддю обмоток; kc = 0,93– коефіцієнт заповнення перетину магнітопроводу сталлю; ( = 0,95 – КПД трансформатора. Відповідно до отриманого ScSo із (2( вибираємо броньовий магнітопровід (рис. 2.4) із пластин Ш20(50, у котрого ScSo = 100>94,7 см4, із наступними параметрами: а = 20 мм – ширина стрижня; с = 20 мм – ширина вікна; h = 50 мм – висота вікна; b = 50 мм – товщина магнітопроводу; Sc = 9,10 см2 – активний перетин стрижня. Габаритні розміри магнітопровода [pic] 2.3.4. Визначаємо число витків обмоток: [pic], (2.18) де (U1% = 4,5; (U2% = 9 – відносні падіння напруги в обмотках(2(. [pic] витків; [pic] витків; [pic] витків. 2.3.5. Визначаємо перетин дротів обмоток: [pic], (2.19) де J = 2,5 А/мм2 - щільність струму в обмотках. [pic] мм2; [pic] мм2; [pic] мм2. По знайдених перетинах дроту з (2( для дроту марки ПЭВ-1 знаходимо відповідні діаметри дроту обмоток з ізоляцією. Таким чином, d1 = 0,61 мм; d2 = 1,33 мм; d3 = 1,13 мм. 2.3.6. Визначаємо можливість розміщення обмоток у вікні вибраного магнітопроводу: cнеобх = k(?2 + ?1 + ?1,2 + ?2 + ?2,3 + ?3 + ?3) + ?4, (2.20) де k = 1,2 - 1,3 – коефіцієнт розбухання обмоток за рахунок нещільного розміщення шарів; ?2 = 1,0 – 2,0 мм – товщина ізоляції між обмотками і стержнем, вона виконується з електрокартона або гетинакса; ?1,2, ?2,3 = 0,5 – 1,0 мм – товщина ізоляції між обмотками, виконується звичайно з лакотканини; ?3 = 0,5 – 1,0 мм – товщина зовнішньої ізоляції котушки; ?4 = 1 – 4 мм – відстань від котушки до другого стержня. Визначаємо число витків в одному шарі кожної обмотки: [pic], (2.21) де h = 50 мм - висота вікна магнітопровода; ?1 = 2 - 5 мм - відстань від обмотки до ярма; [pic]; [pic]; [pic]. Визначаємо число шарів кожної обмотки: [pic], (2.22) [pic]. Приймемо m1 = 11. [pic]. Приймемо m2 = 3. [pic]. Приймемо m3 = 2. Визначаємо товщину кожної обмотки: ? = m·(d + ?), (2.23) де ? – товщина ізоляційної прокладки, що застосовується, якщо напруга між шарами перевищує 50 В. ?1 = m1·(d1 + ?1) = 11·0,61 = 6,71 мм; ?2 = m2·(d2 + ?2) = 3·1,33 = 3,99 мм; ?3 = m3·(d3 + ?3) = 2·1,13 = 2,26 мм. Знайдені дані підставляємо у формулу (2.20) і одержуємо результат: cнеобх = 1,2·(1 + 6,71 + 0,5 + 3,99 + 0,5 + 2,26 + 0,5) + 1 = 19,552 мм. Таким чином cнеобх не перевищує ширину вікна вибраного магнітопровода, що дорівнює 20 мм, отже, обмотки трансформатора розмістяться у вікні даного магнітопровода. 2.4. Розрахунок випрямляча та стабілізатора 2.4.1. Розрахунок випрямляча на навантаження ємнісного характеру Розрахунок випрямляча робимо по підручнику А. Б. Грумбіної «Електричні машини і джерела живлення радіоелектронних пристроїв». Вихідні дані (номінальні значення): випрямленої напруги в навантаженні Uон = 25 В; випрямлений струм у навантаженні Iо = 0,5 А; коефіцієнт пульсації випрямленої напруги Кп.н =1%; напруга мережі Uс = 220 В; частота мережі fс = 50 Гц; робочий діапазон температур Токр від –60 до +80oС; потужність у навантаженні Рон = UонIо = 25(0,5 = 12,5 В(А. 2.4.1.1. Вибір схеми випрямлення визначається значеннями потужності і напруги. Оскільки потужність у навантаженні в даному випадку невелика, а випрямлений струм менше 1 А, можна застосувати однофазну мостову схему випрямлення з фільтром, що починається з конденсатора; позначимо його Со. (рис. 2.5) 2.4.1.2. Визначаємо напругу на виході схеми випрямлення Uо з урахуванням падіння напруги на LC-фільтрі: [pic] В, (2.24) де (?Uф/Uон)% = 10,1% – визначаємо за графіком (рис. 2.6) Графік для визначення падіння напруги на дроселі фільтра [pic] Рис. 2.6 2.4.1.3.1. Визначення основних параметрів і вибір діодів Основні параметри діодів схеми визначаються по (2(, відповідно до котрого приблизне значення Iпр.і.п = 3,5Iо = 3,5(0,5 = 1,75 А – повторюваний імпульсний струм діода; Iпр.ср = Іо/2 = 0,5/2 = 1,75 А – середнє значення прямого струму схеми; Uобр. і.п = 1,5Uо = 1,5(27,53 = 41,3 В – повторювана імпульсна обернена напруга, що прикладається до діода схеми. Після розрахунку випрямляча значення Iпр.і.п уточнюється по (2( 2.4.1.3.2. Відповідно до отриманих даних по (3( вибираємо діоди типу КД202Д із наступними параметрами при температурі навколишнього середовища від –60 до +1300С: Iпр.ср.max = 5А(Iпр.ср;Uобр.і.max = = 200В(Uобр.і.п; Iпр.і.max = 6Iпр.ср.max = 6(5 = 30А(Iпр.і.прибл; Uпр. ср = =1В. 2.4.1.4. Електричний розрахунок випрямляча 2.4.1.4.1. Визначаємо активний опір обмоток трансформатора, приведений до вторинної обмотки: [pic] [pic] Ом, (2.25) де [pic] = 3,5 – коефіцієнт, що залежить від схеми випрямлення (2(; B = 1,4 Тл – магнітна індукція в магнітопроводі трансформатора (див. с. ); ( = 1 – число стрижнів магнітопроводу, що несуть обмотки; fc = 50 Гц – частота мережі. 2.4.1.4.2. Визначаємо диференціальний (внутрішній) опір вентилів (одного плеча схеми): [pic] Ом, (2.26) де Nпосл = 1 – кількість послідовно з’єднаних діодів. 2.4.1.4.3. Визначаємо активний опір фази випрямляча: ro = 2rдиф + rтр = 2(1,33 + 4,13 = 6,79 Ом (2.27) 2.4.1.4.4. Визначаємо індуктивність розсіювання обмоток трансформатора приведену до вторинної обмотки трансформатора (з урахуванням, що намотка провадиться звичайним засобом): [pic] [pic] Гн, (2.28) де КL = 5,0(10-3 (2, с.321(. 2.4.1.4.5. Визначаємо співвідношення між активним і реактивним опорами фази випрямляча: [pic], (2.29) ( = 6054(. 2.4.1.4.6. Визначаємо допоміжний коефіцієнт А: [pic] (2.30) де m = 2 – коефіцієнт схеми, рівний числу імпульсів випрямленої напруги (2, с.320(. 2.4.1.4.7. Визначаємо розрахункові коефіцієнти B, D, F і H по знайденому значенню коефіцієнта А за допомогою графіків рис. 2.7 – рис. 2.10: В = 1,35; D = 1,925; F = 4,5; H = 40000. Залежність коефіцієнта В від А при різних значеннях ( [pic] Рис. 2.7 Залежність коефіцієнта F від А при різних значеннях ( [pic] Рис. 2.8 Залежність коефіцієнта D від А при різних значеннях ( [pic] Рис. 2.9 Залежність коефіцієнта Н від А при m = 2 Рис. 2.10 2.4.1.4.8. Визначаємо уточнене значення Iпр.і.п [2]: [pic] А(5А, (2.31) Таким чином вентиль КД202Д по струму вибраний правильно. 2.4.1.4.9. Визначаємо електричні параметри трансформатора (габаритну потужність, напруги і струми в обмотках) з урахуванням отриманих у п. 2.4.1.4.7 розрахункових коефіцієнтів: U2 = BUо = 1,35(27,53 = 37 В, (2.32) [pic] А, (2.33) [pic] А, (2.34) Рг = 1,5Ро = 1,5UоIо = 1,5(27,53(0,5 = 20,65 В(А, (2.35) 2.4.1.4.10. Робимо перевірку обраного діода по оберненій напрузі: Uобр.і = 1,41U2 = 1,41(37 = 52 В(200В, (2.36) Таким чином, вентиль КД202Д по оберненій напрузі обраний правильно. 2.4.2. Розрахунок напівпровідникового стабілізатора постійної напруги компенсаційного типу Розрахунок робимо по книзі А. Б. Грумбіної «Електричні машини і джерела живлення радіоелектронних пристроїв» Вихідні дані для розрахунку стабілізатора (рис. 2.11): вхідна напруга Uвх = – 25 В; нестабільність вхідної напруги (Uвх=(2 В; вихідна напруга Uвих = – 15В; границі регулювання вихідної напруги від – 12 В до – 16 В; коефіцієнт стабілізації Кст(500; напруга джерела живлення базового ланцюга регулюючого транзистора Ео = – 30 В (введення Ео дозволяє одержати більший Кст); максимальний струм в навантаженні Iн mаx = 1,5 А. 2.4.2.1. Визначення параметрів регулюючого транзистора VT1 і вибір типу транзистора: а) максимальна напруга колектор – емітер: Uке1 max = Uвх max – Uвих min = – 27 – (– 12) = – 15 В; (2.37) б) максимальна потужність, разсіювана на транзисторі: Рк1 max = (Uке max((Iн mаx = 15(1,5 =22,55 Вт, (2.38) За даними розрахунку п. "а" і "б" вибираємо транзистор VT1, у якого: Uке max > Uке1 max; Iк mаx > Iк1 (Iн max ;Рк max > Рк1 max. Цій умові задовольняє транзистор КТ818Б із параметрами Uке max = = 10 А; Рк max = – 60 Вт; h21е=20, [2]. 2.4.2.2. Визначення параметрів опорного стабілітрона і вибір типу стабілітрона проводиться з урахуванням наступних положень [2]. У якості опорного стабілітрона застосовують стабілітрони з найменшими значеннями ТКН (температурний коефіцієнт напруги ) і rст (диференціальний опір стабілітрона) [3]. Крім того, для даної схеми стабілізатора опорна напруга стабілітрона повинна відповідати такій умові: Uоп((Uвих min( – (2(3) (2.39) Підставляючи в цей вираз Uвих = – 12В, одержуємо Uоп = 10–9 В та в відповідності з наведеною рекомендацією вибираємо стабілітрон типу Д818Е з параметрами: Uст = Uоп = 8,55–9,45 В – напруга стабілізації; Icт =3–33 мА – струм стабілізації; rст = 18 Ом ;ТКН = (0,09 мB/0С; приймаємо Uоп = 9В; Icт.ном = 20 мА – номінальний струм стабілізації. 2.4.2.3. Визначення параметрів підсилювального транзистора VT2 і вибір типу транзистора проводиться після визначення Uке2 max по виразу: Uке2 max ( Uвих max – Uоп = 16 – ( – 9) = – 7В. (2.40) Виходячи з умови Uке max > Uке2 max вибираємо транзистор КТ501К із достатньо високим коефіцієнтом передачі струму h21е=80 – 240; параметри вибраного транзистора наступні: Uке max = – 45 В; Iк mаx = = 300мА; Рк max = 350 мВт; h21е=80 – 240. Приймемо струм колектора транзистора Iк2 (Iе2 = 10 мА = Iк mаx 2.4.2.4. Визначаємо опір баластового резистора: [pic] Ом, (2.41) 2.4.2.5. Визначаємо потужність розсіювану на резисторі Rб: Рб = (Іст.ном – Іе2)2·Rб = ((20 – 10)·10-3)2·600 = 0,006 Вт, (2.42) Згідно [7], вибираємо резистор МЛТ-0,125-600 Ом±10% 2.4.2.6. Визначаємо опір резистора Rк, що встановлений в ланцюгу колектора підсилювального транзистора: [pic], (2.43) де Іб1 max + Ік2 = ІRк – це струм, що протікає по резистору Rк, причому: [pic] А = 71 мА (2.44) Підставивши значення параметрів у вираз (2.43), отримаємомо: [pic] Ом 2.4.2.7. Визначаємо потужність розсіювану на резисторі Rк: Рк = (Іб1 max + Ік2)2·Rк = ((71 + 10)·10-3)2·173 = 1,14 Вт, (2.42) Згідно [7], вибираємо резистор МЛТ-2-180 Ом±10%. 2.4.2.8. Визначаємо опори дільника R1 – R3 Визначення опорів дільника R1– R3 відбувається на базі рівнянь, записаних при таких умовах: вихідна напруга стабілізатора має найбільше значення (Uвих max) при крайньому нижньому положенні движка перемінного резистора R2; у крайньому верхньому положенні движка вихідна напруга мінімальна, тобто дорівнює Uвих min. Таким чином: [pic]; [pic]; [pic]. З цих рівнянь виводяться формули для розрахунку R1 – R3; при цьому значення струму дільника Iділ визначається в такий спосіб: [pic] мА, (2.43) [pic] кОм, (2.44) [pic] кОм (2.45) [pic] кОм, (2.46) 2.4.2.9. Визначаємо потужність розсіювану на резисторах R1 – R3: Р1 = Іділ2·R1 = (2,5·10-3)2·1200 = 0,0075 Вт, (2.47) Р2 = Іділ2·R2 = (2,5·10-3)2·1600 = 0,01 Вт, (2.48) Р3 = Іділ2·R3 = (2,5·10-3)2·3600 = 0,023 Вт, (2.49) Згідно [7], вибираємо резистори: МЛТ-0,125-1200 Ом±10%; МЛТ-0,125-1600 Ом±10%; МЛТ-0,125-3600 Ом±10%. 2.4.2.10. Визначаємо коефіцієнт стабілізації напруги: [pic], (2.50) де rк1 = 40(103 Ом – опір колекторного переходу (колектора) VT1 відповідно до [11]; rе2 = 2,6 Ом – опір емітера VT2, відповідно до [11]; rб2 = 500 Ом – опір бази VT2, відповідно до [11]. [pic]>500. ----------------------- Зм. Арк. № докум. Підпис Дата Р-4260.024.001ПЗ Арк. 20 Зм. Арк. № докум. Підпис Дата Р-4260.024.001ПЗ Арк. 21 Параметри металізованого отвору Зм. Арк. № докум. Підпис Дата Р-4260.024.001ПЗ Арк. 22 Рис. 2.2 Зм. Арк. № докум. Підпис Дата Р-4260.024.001ПЗ Арк. 23 Зм. Арк. № докум. Підпис Дата Р-4260.024.001ПЗ Арк. 24 Зм. Арк. № докум. Підпис Дата Р-4260.024.001ПЗ Арк. 25 [pic] Розміщення провідників між контактними площадками Рис 2.3 Зм. Арк. № докум. Підпис Дата Р-4260.024.001ПЗ Арк. 26 Зм. Арк. № докум. Підпис Дата Р-4260.024.001ПЗ Арк. 27 Зм. Арк. № докум. Підпис Дата Р-4260.024.001ПЗ Арк. 28 32 Арк. Р-4260.024.001ПЗ Дата Підпис № докум. Арк. Зм. 31 Арк. Р-4260.024.001ПЗ Дата Підпис № докум. Арк. Зм. 30 Арк. Р-4260.024.001ПЗ Дата Підпис № докум. Арк. Зм. 29 Арк. Р-4260.024.001ПЗ Дата Підпис № докум. Арк. Зм. Зм. Арк. № докум. Підпис Дата Р-4260.024.001ПЗ Арк. 33 Зм. Арк. № докум. Підпис Дата Р-4260.024.001ПЗ Арк. 34 Рис. 2.4 Зм. Арк. № докум. Підпис Дата Р-4260.024.001ПЗ Арк. 35 Зм. Арк. № докум. Підпис Дата Р-4260.024.001ПЗ Арк. 36 Зм. Арк. № докум. Підпис Дата Р-4260.024.001ПЗ Арк. 37 Uoн С Rн L VD1...VD4 Со U1 U2 Uo ~ Рис. 2.5 Схема випрямляча Зм. Арк. № докум. Підпис Дата Р-4260.024.001ПЗ Арк. 38 Зм. Арк. № докум. Підпис Дата Р-4260.024.001ПЗ Арк. 39 Зм. Арк. № докум. Підпис Дата Р-4260.024.001ПЗ Арк. 40 Зм. Арк. № докум. Підпис Дата Р-4260.024.001ПЗ Арк. 41 Зм. Арк. № докум. Підпис Дата Р-4260.024.001ПЗ Арк. 42 Зм. Арк. № докум. Підпис Дата Р-4260.024.001ПЗ Арк. 43 VT1 + UВХ VT2 VD1 -ЕО RK RБ R1 R’2 R3 R’’2 RH - UВИХ Напівпровідниковий стабілізатор компенсаційного типу Рис. 2.11 Зм. Арк. № докум. Підпис Дата Р-4260.024.001ПЗ Арк. 44 Зм. Арк. № докум. Підпис Дата Р-4260.024.001ПЗ Арк. 45
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16