Специализированный источник питания для АТС (стр. 3 из 14)

7. 7. УДК 681.322.036.

Устройство для запитывания блока электропитания, выдающего рабочее напряжение постоянной величины. Power measurement system. / Clayve Fred R. / US Dep Commer. Nat. But. Stand – 1996 - №345. – США.

Приводится подробное описание технических и эксплутационных характеристик системы, специально разработанной для высокостабильных электропитающих установок напряжением до 60 В.

8. 8. УДК 681.322.003.

Устройство для стабилизации напряжения постоянного тока. Technegves automated microwave nts. /Lomas Streve/ Electron Eny. (Gr. Brit.) – 1995 – 61. №746. – англ.

Устройство обеспечивает высокий уровень стабилизации во всем рабочем диапазоне напряжений, а также автоматизированный контроль выходной мощности.

9. 9. УДК 681.322.467.

Многоканальный источник питания с комбинированной защитой. /А.А. Фурсов, Курское производственное объединение «Счетмаш»./ Электронная промышленность. – 1997 г. - №1.

Представлено подробное описание, структурные и принципиальные схемы источника питания предназначенного для использования в системах связи.

Анализируя результаты патентно-информационного поиска можно сделать вывод об актуальности данной темы и отметить, что разрабатываемый источник питания является наиболее приемлемым компромиссом между существующими дорогостоящими аналогами и предлагаемыми вариантами для использования в качестве источника питания для многоканальной аппаратуры уплотнения типа ИКМ-120, как по конструкции, так и по технологическим показателям.

2. 2.Конструкторская часть.

2.1. 2.1.Формализация критерия качества

Любую систему РЭА характеризует качество, которое определяется вектором К=(К₁,...К_i,...,К_m) показателей качества.

С увеличением или уменьшением каждого из показателей К_i качество системы монотонно улучшается при прочих равных условиях. Система, обладающая наилучшим значением вектора К_i, считается оптимальной.

Введем понятие критерия оптимальности системы. Это критерии, согласно которому одно значение вектора К_i считается лучше или хуже другого его значения.

Фактически показателем качества системы можно считать такие параметры, как масса устройства, занимаемый им объем, стоимость, потребляемая мощность, надежность, а также другие параметры в зависимости от особенностей конструкции и возможных условий эксплуатации.

При оптимизации системы в целом - одной из основных задач является оптимизация ее параметров X₁,...,X_n,...,X_m (m>n), т.е. отыскание таких значений X₁,...,X_n,...,X_m при которых достигается наилучшее значение вектора К показателей качества. Каждый из показателей качества

K₁,...K_i,...K_m в обобщенном случае зависит от всех параметров системы

K₁=f₁× (x₁,...x_i,...x_n) (2.1)

K₂=f₂× (x₁,...x_i,...x_n)

K₃=f₃× (x₁,...x_i,...x_n)

Функции f_m называют целевыми функциями.

Одновременно с обоснованием вектора К показателей качества (определением целевых функций) системы и критерия оптимальности для оптимизации параметров системы в исходных данных в общем случае требуется установить совокупность ограничений, накладываемых на показатели качества и параметры синтезируемой системы.

Оптимизация системы, производимая на основе показателей качества, т.е. с учетом нескольких целевых функций, называется векторной (многокритериальной) оптимизацией.

Показатели качества отличаются разнообразием. Показатели качества конструкции это количественные характеристики одного или нескольких свойств, составляющих качество конструкции, причем каждая характеристика рассматривается применительно к отдельным условиям производства, эксплуатации конструкции в зависимости от характера решаемых задач по оценке уровня качества классифицируется по различным признакам.

Основным признаком классификации является классификация по характеризуемым свойствам. Это показатели надежности назначения, технологичности.

В расчетах будем использовать для оценки качества показатели назначения, показатели технологичности.

К группе показателей назначения отнесем три подгруппы:

1) 1) классификационные

2) 2) эксплуатационные

3) 3) конструктивные

К эксплуатационным показателям импульсов относятся: стабильность формируемых сигналов, выходная мощность, потребляемая мощность.

К конструктивным показателям относятся показатели, характеризующие основные конструкторские решения, удобства монтажа, объем и один из важных показателей такой, как уровень миниатюризации.

Уровень миниатюризации представляет собой количественную меру совокупности технических решений, направленных на эффективное исследование объема.

К показателям надежности относятся следующие параметры:

1) 1) безотказность

2) 2) долговечность

3) 3) сохраняемость

4) 4) ремонтопригодность

К показателям технологичности отнесем:

1) 1) трудоемкость

2) 2) себестоимость

3) 3) материалоемкость

Для того,чтобы оценить качество конструкции, безошибочно определить оптимальный вариант, необходимо количественно оценить комплексный показатель качества, состоящий из ниже перечисленных [6].

Комплексный показатель качества будем находить по формуле:

Kn=0.2N3+0.3G + 0.3No + 0.2T, (2.2)

где: 0.2, 0.3 - соответствующие коэффициенты весомости

N3 - комплексный показатель назначения;

G - комплексный конструктивный показатель;

No - комплексный показатель надежности;

Т - комплексный показатель технологичности.

Каждый из частных комплексных показателей находится при помощи весовых коэффициентов следующим образом:

1) 1) Показатель назначения:

N3 = 0.9Nnm + 0.4Ntd + 0.3Nbm (2.3)

где: Nnm - показатель потребляемой мощности

Ntd - стабильность формируемой параметрии

Nbm - потребляемая мощность нагрузки (выходная мощность)

0.3, 0.4,0.3 - соответствующие коэффициенты весомости

2) 2) Конструктивный показатель качества:

G = 0.3V + 0.3M + 0.4Mn (2.4)

где: V - объем устройства;

M - масса блока;

Mn - уровень миниатюризации;

0.3, 0.4 - соответствующие коэффициенты весомости.

3) 3) Найдем комплексный показатель надежности:

No = 0.25Sx + 0.25D + 0.25B + 0.25Rm, (2.5)

где: Sx – сохраняемость;

D – долговечность;

В – безотказность;

Rm – ремонтопригодность.

4) 4) Найдем комплексный показатель технологичности:

Т = 0.3Tр + 0.3Мт + 0.4Sб (2.6)

где: Тр - трудоемкость изготовления блока

Мт - материалоемкость

Sб - себестоимость изделия

0.3, 0.4 - соответствующие коэффициенты весомости

Следует особо отметить, что выше приведенные показатели используются в относительных единицах, называемых частным уровнем конструкции и данному свойству:

YKi=Pi/Bi (2.7)

где: Pi - показатель i-го свойства, оцениваемой конструкции

Bi - показатель i-го свойства базовой конструкции

Влияние каждого из критериев на общую совокупную оценку различно и зависит от вполне конкретных обоснованных требований, строго дифференцированный подход предусматривает введение коэффициентов весомости.

При их выборе руководствуются следующими положениями:

наибольший коэффициент весомости ;

показатели одинаковой весомости имеют одинаковые коэффициенты весомости.

коэффициент весомости всех рассматриваемых свойств отвечает условию:

mi=1 - для комплексного показателя качества

mj=1 - для частных показателей качества

Однако, оптимизация конструкции с помощью комплексного показателя качества носит элемент субъективизма при бальной оценке экспертов для весовых коэффициентов. Для получения этого в качестве основных критериев качества проведем оптимизацию по критериям надежности и стоимости.

,

где P(t) – вероятность безотказной работы системы;

l - интенсивность отказов элементов с учетом условий эксплуатации;

t– время работы.

,

где

- стоимость изделия,

- стоимость электрорадиоэлементов, входящих в состав изделия, С_пр – стоимость производства изделия.

2.2. 2.2.Разработка конструктивных вариантов.

В разделе 2.1. рассмотрено множество свойств конструкции разрабатываемого прибора, соответствующие им требования и оценивающие их показатели. Для того, чтобы судить о качестве конструкции в целом, необходимо это множество показателей свести к одному, комплексному показателю, который количественно сравнит варианты конструкций.

Исходя из вывода, сделанного в разделе 1.2., для оценки комплексного показателя качества конструкции прибора выбираем следующие частные показатели: группа назначения – объем, масса; группа надежности – безотказность (время наработки на отказ) и стоимость.