Разработка схемы и конструкции печатного узла для блока питания - Курсовая работа

Большинство таких устройств имеют внешние блоки питания, что определяется в первую очередь требованиями электробезопасности. Основными требованиями, предъявляемыми к блокам питания, являются надежность, компактность, невысокая стоимость. Областью его применения является электропитание радиоприемников портативного типа, а также ряда других устройств (мультиметров, дозиметров, весов и т.д.), которые не критичны к гальванической развязке между электрической сетью и выходом и потребляют небольшой ток.Перед выполнением проектирования блока питания целесообразно рассмотреть существующую их классификацию в целях уточнения места разрабатываемого устройства среди аналогичных и выявления путей удовлетворения требований, заданных в техническом задании. Обеспечивают выходное напряжение постоянного тока. Они имеют значительный уровень пульсаций выходного напряжения и не пригодны для питания звуковой техники (радиоприемников, плееров, музыкальных синтезаторов). Такой блок питания обычно содержит сетевой трансформатор, выпрямитель и стабилизатор. Выходное напряжение не зависит (или почти не зависит) от изменения сетевого напряжения (в разумных пределах) и от изменения тока нагрузки.Техническое задание на разработку блока питания не содержит особо жестких требований по параметрам выходного напряжения, по защите от короткого замыкания и т.п., поэтому в данном случае целесообразно использовать наиболее простую и дешевую схему, что позволит сделать БЭП конкурентоспособным при оговоренном в задании коммерческом использовании. Схему БЭП целесообразно строить на основе делителя напряжения, в состав которого включен элемент стабилизации [3]. Переменный ток, поступающий в схему, проходит через конденсаторы С1 и С2, а также сопротивление R3 и поступает на выпрямительный мост, собранный по схеме Греца. Эти элементы не обязательно устанавливать в данную схему, но, если сетевое напряжение предварительно подается через стабилизаторы некоторых типов, то R1 и R2 необходимы для устойчивой их работы. Ток через эти конденсаторы при максимальном (амплитудном) напряжении на входе должен несколько превышать номинальный ток источника питания, который по техническому заданию равен 45 МА, чтобы обеспечивалось питание нагрузки и заряд емкости С3, которая сглаживает пульсации напряжения.Моделирование позволяет определить работоспособность схемы, режимы работы составляющих ее элементов и выявить пути совершенствования для достижения требований технического задания, что, в конечном счете, повышает качество спроектированного изделия и его надежность. время выхода на установившееся напряжение при номинальном токе, отдаваемом в нагрузку, и амплитуду пульсаций в этом режиме; Схема моделируется во временной области с определением напряжения на выходе схемы при нагрузке, равной 200 Ом (соответствует номинальному току 45 МА при выходном напряжении 9 В). Как видно из приведенного рисунка, на выходе схемы при номинальной нагрузке формируется напряжение со средним значением около 8,65 В, что соответствует требованиям технического задания. С использованием тех же параметров моделирования могут быть оценены значения времен выхода на установившийся режим и амплитуда пульсаций (рис.Печатный узел, спроектированный по исходной схеме (см. рис. 1), предполагается использовать в аппаратуре коммерческого назначения, независимо от того, является ли это устройство радиоприемником или отдельным блоком питания для маломощных потребителей. По классификации [8] для данного печатного узла характерны следующие классы внешних воздействий, приведенных в таблице 3. В связи с предполагаемым большим объемом выпуска печатных узлов выберем серийный тип производства. Предполагаемое использование печатного узла в стационарной (не переносной) аппаратуре приводит к тому, что никаких особых требований по массе и габаритам к нему не предъявляется, однако из экономических соображений ясно, что при самой дешевой и подходящей для данного изделия технологии производства габаритные размеры узла должны быть минимальными.Выбор вариантов постановки элементов производится на основании технического нормативного документа - отраслевого стандарта ОСТ 4 ГО.010.030-92 "Электронные модули первого уровня. Кроме того, варианты установки элементов на плату можно брать из справочника [9], написанного на основании ряда стандартов, устанавливающих нормы на проектирование и производство плат. На основании этих документов выбраны следующие варианты постановки элементов на печатную плату (рис. (в схеме на рис.1 - R1, R2 по ОСТ 4.ГО. 010.030-92 Ia ([9], табл.24, стр.43, рис. (в схеме на рис.1 - R3) по ОСТ 4.ГО. 010.030-92 Ia ([9], табл.24, стр.43, рис.19).Проектирование печатной платы (ПП) начнем с выбора метода ее изготовления. При выборе метода производства ПП следует исходить из электрических параметров схемы изделия, предъявляемых климатических и механических требований, экономических и прочих соображений. В нашем случае из рекомендуемых по ОСТУ методов изготовления ПП (см. п.3.3 ОСТ 4ГО.000.

Оглавление

Введение

1. Анализ классификации блоков электропитания

2. Разработка электрической схемы блока питания

3. Схемотехническое моделирование блока питания

4. Определение условий эксплуатации блока питания

5. Выбор вариантов установки элементов на печатную плату

6. Выбор основных характеристик печатной платы

7. Топологическое проектирование

8. Расчет емкости печатного монтажа

9. Разработка конструкторской документации для печатного узла блока питания

Выводы

Литература и ссылки

Приложения