Курсовая работа: Конструирование
Отфильтрованный сигнал, пройдя через усилитель-ограничитель на транзисторе VT6 и элементе DD1.1, поступает на накопитель (диод VD4 и цепь R19C12). Параметры элементов накопителя выбраны таким образом, что конденсатор С12 успевает зарядиться до уровня срабатывания элемента DD1.2 только за три—шесть принятых импульсов. Это предотвращает срабатывание выключателя от одиночных световых импульсов: фотографических ламп-вспышек, грозовых разрядов. Разрядка конденсатора С12 занимает 1...2 с.
Узел на логических элементах DD1.2, DD1.3, DD1.6, благодаря обратной связи через конденсатор С13, формирует импульсы с крутыми перепадами уровня, поступающие на счетный вход триггера DD2. С каждым из них триггер изменяет состояние. При лог. 1 на выводе 1 триггера открыты транзисторы VT9, VT10 и тринистор VS1. Цепь лампы EL1 замкнута, освещение включено. Свечение двуцветного светодиода HL1 - зеленое. В противном случае (лог. 1 на выводе 2 триггepa) освещение выключено, свечение светодиода HL1 - красное. В это же состояние приводит триггер импульс, формируемый цепью C19R24. Таким образом, устраняют самопроизвольное включение освещения после перебоя в подаче электроэнергии.
Встроенный ИК передатчик, собранный на элементах DD1.4, DD1.5 генератор импульсов частотой 30...35 Гц позволяет пользоваться выключателем, не имея в руках пульта ДУ. Излучающий диод ВИ установлен рядом с фотодиодом VD1, но отделен от него светонепроницаемой перегородкой. Излучение диода ВИ направлено в ту сторону, откуда фотодиод его принимает. Выключатель должен срабатывать от ИК импульсов встроенного передатчика, отраженных от ладони, поднесенной на расстояние 5...20 см. Необходимую для этого мощность излучаемых импульсов устанавливают, изменяя номинал резистора R20.
2. Расчетная часть
2.1. Расчет надежности
Расчет надежности производят на этапе разработки объекта для определения времени наработки на отказ устройства. В результате расчета должны быть определены количественные характеристики надежности объектов. Расчет производится по известным данным об интенсивности отказов элементов, составляющих рассматриваемый объект; в частности, надежность какой-либо сборочной единицы ЭВМ определяется значениями интенсивности отказов ЭРЭ и элементов конструкции, составляющих сборочную единицу.
В настоящее время имеются обширные справочные данные по интенсивности отказов ЭРЭ. Эти данные приводятся для нормальных температурных условий и для определенного электрического режима ЭРЭ.
Для определения среднего времени наработки на отказ произведём расчет надёжности на этапе проектирования. Для расчета задаются ориентировочные данные. В качестве температуры окружающей среды может быть принято среднее значение температуры внутри блока.
Для различных элементов при расчетах надёжности служат различные параметры. Для резисторов и транзисторов это допустимая мощность рассеяния, для конденсаторов допустимое напряжение, для диодов прямой ток.
Коэффициенты нагрузок для элементов каждого типа по напряжению могут быть определены по величине напряжения источника питания. Так для конденсаторов номинальное напряжение рекомендуется брать в 1,5-2 раза выше напряжения источника питания.
Допустимую мощность рассеяния резисторов следует брать в качестве номинального параметра. Фактическое значение параметра надо брать на половину меньше.
Для конденсаторов номинальным параметром в расчете надежности считается допустимые значения напряжения на обкладках конденсатора. В большинстве схем этот параметр не указывается. Его следует выбирать исходя напряжения источника питания.
Для транзисторов номинальный параметр Рк берется и справочников.
Для диодов контролируемый параметр - величина прямого тока (из справочников).
При увеличении коэффициента нагрузки интенсивность возрастает. Она также возрастает, если элемент эксплуатируется в более жестких условиях: при повышенной температуре, влажности, при ударах и вибрациях. В стационарной аппаратуре, работающей в отапливаемых помещениях, наибольшее влияние на надежность аппаратуры имеет температура.
В таблицу 1 заносим данные из принципиальной схемы.
Таблица заполняется по колонкам. В 1-ую колонку заносится наименование элемента, его тип определяется по схеме. Часто в схемах не указывается тип конденсатора, а даётся только его ёмкость. В этом случае следует по ёмкости и выбрать подходящий тип конденсатора в справочнике. Тип элемента заносится во вторую колонку.
В колонку 4 заносится температура окружающей среды.
Далее следует заполнить колонку 6, пользуясь теми рекомендациями, которые были приведены выше.
Студенту, как правило, не известны фактические параметры элемента. Выбирать их надо, руководствуясь рекомендациями таблицы 2.1.
Таблица 2.1
| Наименование элемента. | Контролируемые параметры | k нагрузки | |
| Импульсный режим | Статический режим | ||
| Транзисторы |
| 0,5 | 0,2 |
| Диоды |
| 0,5 | 0,2 |
| Конденсаторы |
| 0,7 | 0,5 |
| Резисторы |
| 0,6 | 0,5 |
| Трансформаторы |
| 0,9 | 0,7 |
| Соединители |
| 0,8 | 0,5 |
| Микросхемы |
| ¾ | ¾ |
Зная kн определяем фактическое значение параметра и заполняем колонки 5 и 8.
Если kн в таблицу для элемента не указано, то следует ставить прочерк или брать kн =0,5.
Колонка 7 заполняется по справочнику.
Далее определяется коэффициент влияния (a), которое показывает как влияние на интенсивность отказов окружающая элемент температура в связи с коэффициентом нагрузки. Находят (a) по таблице 2.2.
Таблица 2.2.
| T°C | Значение a при k равном | ||||
| 0,1 | 0,3 | 0,5 | 0,8 | 1 | |
| Кремниевые полупроводниковые приборы | |||||
| 20 40 70 | 0,02 0,05 0,15 | 0,05 0,15 0,35 | 0,15 0,30 0,75 | 0,5 1 1 | 1 ¾ ¾ |
| Керамические конденсаторы | |||||
| 20 40 70 | 0,15 0,30 0,30 | 0,30 0,30 0,50 | 0,35 0,50 0,75 | 0,65 1,00 1,5 | 1 1,4 2,2 |
| Бумажные конденсаторы | |||||
| 20 40 70 | 0,35 0,50 0,7 | 0,55 0,60 1,0 | 0,70 0,80 1,4 | 0,85 1,00 1,8 | 1,0 1,2 2,3 |
| Электролитические конденсаторы | |||||
| 20 40 70 | 0,55 0,65 1,45 | 0,65 0,80 1,75 | 0,75 0,90 2,0 | 0,90 1,1 2,5 | 1,0 1,2 2,3 |
| Металлодиэлектрические или металлооксидные резисторы | |||||
| 20 40 70 | 0,40 0,45 0,50 | 0,50 0,60 0,75 | 0,65 0,80 1,00 | 0,85 1,1 1,5 | 1,00 1,35 2 |
| Силовые трансформаторы | |||||
| 20 40 70 | 0,40 0,42 1,5 | 0,43 0,50 2 | 0,45 0,60 3,1 | 0,55 0,90 6,0 | 1 1,5 10,00 |
Колонка 10 заполняется из соответствующей таблицы 2.3. (интенсивность отказов lо для температуры +20°С).
| Наименование | Тип | Кол-во | Температура окруж. среды | Фактическое значение параметра | Номинальное значение параметра | Конструктивная характеристика | Κ | α | λ0 ·10-6 1/час | λi = α· λ0 ·10-6 | λс = λi ·n·10-6 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| Транзистор | КТ315Б | 1 | 40ºС | РФ =100мВт | РН =300мВт | Кремниев | 0,3 | 0,2 | 0,5 | 0,1 | 0,1 |
КТ361Б | 1 | РФ =100мВт | РН =300мВт | 0,3 | 0,2 | 0,5 | 0,1 | 0,1 | |||
КТ3102А | 8 | РФ =100мВт | РН =300мВт | 0,3 | 0,2 | 0,5 | 0,1 | 0,8 | |||
КТ3107И | 1 | РФ =100мВт | РН =300мВт | 0,3 | 0,2 | 0,5 | 0,1 | 0,1 | |||
МП37А | 1 | РФ =100мВт | РН =300мВт | Герман. | 0,3 | 0,2 | 0,5 | 0,1 | 0,1 | ||
| Резистор |
МЛТ 0,125 | 33 | РФ =80мВт | РН =125мВт | Метал-оксидные | 0,5 | 0,8 | 0,043 | 0,034 | 1,12 | |
| Конденсатор |
КМ-5Б | 13 | UФ =9В | UН =50В | Керамич. | 0,1 | 0,3 | 0,15 | 0,06 | 0,78 | |
|
К50-35 | 8 | UФ =9В | UН =25В | Электрол. | 0,3 | 0,5 | 0,5 | 0,25 | 2,0 | ||
| Диод |
КД522А | 3 | IПФ =10мA | IПТ =30мA | Кремниев | 0,5 | 0,3 | 0,05 | 0,015 | 0,045 | |
|
АЛ147А | 2 | ¾ | ¾ | 0,5 | 0,3 | 0,1 | 0,03 | 0,06 | |||
|
К-во Просмотров: 391
Бесплатно скачать Курсовая работа: Конструирование
|