Универсальный блок питания (стр. 4 из 9)

Номер группы	Наименование и тип элементов	Количество элементов в схеме ni, шт.	Интенсив ность отказа элемента li×10-6, 1/час	Эксплуа- тационный коэффи- циент, аi	Произ-веде- ние ni×li×ai
1	2	3	4	5	6
1	ПП цифровые ИМС 2 степени интеграции	2	0,45	1,35	1,215
2	ПП аналоговые ИМС 1степени интеграции	1	0,45	1,35	0,608

1	2	3	4	5	6
3	Транзисторы биполярные кремниевые большой мощности в ключевом режиме	1	0,6	0,9	0,54
4	Диоды кремниевые выпрямительные, маломощные	4	0,2	0,315	0,252
5	Диоды кремниевые выпрямительные, средней мощности	4	0,5	0,315	0,63
6	светодиоды	2	0,7	0,315	0,441
7	Симистор Iн=16А	1	0,95	1,026	0,975
8	Резисторы постоянные непроволочные типа С2-33Н Рном=0,125 Вт, ток постоянный.	13	0,05	0,45	0,293
9	Резисторы постоянные непроволочные типа С2-33Н Рном=0,25 Вт, ток переменный.	2	0,1	0,45	0,09
10	Конденсаторы керамические	8	0,05	0,126	0,05
11	Конденсаторы электролитические танталовые	2	0,25	1,44	0,72
12	Трансформаторы входные	1	0,9	0,432	0,389
13	Трансформаторы импульсные	1	0,13	0,432	0,056
14	Держатели предохранителей	1	0,3	1,8	0,54
15	Предохранитель	1	0,65	1,8	1,17
16	Гнезда	3	0,7	1,8	3,78
17	Тумблер	2	0,4	1,8	1,44
18	Кнопка	1	0,4	1,8	0,72
19	Вилка двухполюсная	1	0,5	1,8	0,9
20	Датчики уровня	2	0,3	1,8	1,08
21	Печатная плата	1	0,2	1,8	0,36
22	Места пайки	122	0,004	10	4,88
23	Корпус	1	1,1	1,8	1,98
L = ni×li×ai				20,679×10-6 1/час

Продолжение таблицы 3

Вероятность безотказной работы определяем для заданного времени 2000, 4000, 6000, 8000, 10000, 12000 по формуле (19)

P(2000)= 2,72

= 0,97;

P(4000)=2,72

= 0,93;

P(6000)= 2,72

= 0,89;

P(8000)=2,72

= 0,87;

P(10000)=2,72

= 0,82;

P(12000)=2,72

= 0,78;

По полученным данным строим график зависимости вероятности безотказной работы Р = f (t), приведенный на рисунке 3.

Рисунок 3 – График зависимости вероятности безотказной работы Р=f(t)

При вероятности безотказной работы 0,8 наработка на отказ 10800 часов. /7/

2 Конструкторско-технологическая часть

2.1 Описание конструкции универсального регулятора воды

2.1.1 Разработка конструкции корпуса

Корпус устройства универсального регулятора воды выполнен из ударопрочного полистирола марки УПМ-0508 методом литья под давлением. Он состоит из основания (позиция 16) и крышки (позиция 2). Корпус имеет следующие габаритные размеры: ширина-70мм, длинна-200мм, высота-120мм. Внутри корпуса универсального регулятора воды крепится печатная плата (позиция 6) на установочные стойки (позиция 17) при помощи четырех шурупов. Так же внутри корпуса размещен сетевой трансформатор TV1 (позиция 10), который крепится при помощи крепежной скобы (позиция 11), симистор VS1 (позиция 7) на радиаторе (позиция 8). На передней панели универсального регулятора воды находятся кнопка принудительного включения или отключения нагрузки (позиция 5), тумблер выбора режимов работы (позиция 3) и два светодиодных индикатора состояния прибора. (позиция 4). На нижнем торце расположены разъемы для подключения нагрузки и датчиков (позиция 13). Разъемы крепятся к корпусу при помощи винтов М3 с гайками. На правой стенке расположен шнур питания (позиция 12), тумблер «СЕТЬ» (позиция 10) и держатель предохранителя. Монтаж прибора производится с помощью ушей крепления расположенных на задней стенке (позиция 15). /9/

2.1.2 Описание печатной платы универсального регулятора воды

Печатная плата универсального регулятора воды конструктивно выполнена в виде односторонней печатной платы (ПП). Габариты разведенной платы равны 100´100 мм.

В качестве материала печатной платы используется фольгированный стеклотекстолит СФ1-35-1 ГОСТ 10316-78.

После определения рисунка связей между компонентами ПП рассчитываем требуемую ширину печатных проводников b, по которым протекает максимальный ток. Такими проводниками являются проводники шин питания и земли.

Ширину печатных проводников b, мм определяем по формуле

b = I_max/ D · h, (23)

где I_max- максимальный ток, протекающий в печатном проводнике, А;

D - допустимая токовая нагрузка печатного проводника, А/мм²;

h - толщина печатного проводника, мм.

Из пункта 1.5.3 принимаем ток протекающий по цепям питания 0,03 А.

Согласно ГОСТ 23751-86 допустимая токовая нагрузка D на элементы проводящего рисунка в зависимости от допустимого превышения температуры окружающей среды для фольги составляет 100…250 А/мм². Выбираем максимальное значение 250 А/мм². Толщина фольги стеклотекстолита СФ-2-35 составляет 35 мкм.

Определяем ширину проводников b мм, шины питания +12 В по формуле (23)

b = 0.03/250·35·10^-3=0,003 мм

Ширину проводников равную рассчитанным значениям, технологически трудно реализовать, поэтому её необходимо выбрать равной ближайшему технологически возможному значению. Согласно ГОСТ 23751-86 и с учетом возможностей производства ближайшее значение ширины проводника ПП составляет 0,15мм. Однако для того, чтобы свести к минимуму влияние наводок и помех на работу устройства, необходимо шины питания и земли выполнить как можно шире. Поэтому выбираем ширину проводников шины питания и земли равной 1 мм. Поскольку в остальных проводниках схемы токи значительно меньше, то ширину этих проводников выбираем равной 0,3 мм.