Специализированный источник питания для АТС (стр. 4 из 14)
Оценку комплексного показателя качества проводим по методике экспресс оценки по трем, функционально унифицированным приборам, выполненным на различных типах микросхем по степени интеграции и с различными конструкциями и типоразмерами печатных плат. Основные характеристики приборов приводятся ниже.
 |
Прибор №1 разъемной конструкции, скомпонован из набора ячеек, состоящих из печатных плат с интегральными микросхемами второй степени интеграции, серии К155 и навесных электрорадиоэлементов (ЭРЭ). Нижняя и верхняя стенки прибора крепятся к передней и задней панелям, образуя жесткую конструкцию размерами 480´300´370 мм. Кожух прибора, изготавливаемый, из тонколистового проката стали, толщиной 0,8 мм. На верхнюю и нижнюю стенки установлены направляющие из прессматериала, для крепления ячеек в приборе. Электрический монтаж ячейки
Рис. 2.1. Эскиз прибора №1.
1 – корпус; 2 – направляющие; 3 – ячейка печатной платы.
осуществляется соединителями типа ГРМП1. Печатные платы в ячейке расположены параллельно друг другу, с односторонним расположением корпусов ИС и дискретных элементов. Печатный монтаж двухсторонний. Эскиз прибора приведен на рис. 2.1.
 |
Прибор №2 разъемной конструкции, состоит из набора одноплатных и двухплатных функциональных узлов, каждый из которых представляет совокупность многослойной печатной платы, корпусов микросхем второй степени интеграции. Серии КР564 и дискретных ЭРЭ, установленных с одной стороны МПП. Внутренний монтаж прибора выполнен объемным способом. Электрическое соединение между платами выполнено объединенной ПП. Размеры корпуса 480´340´430 мм. Материал корпуса – тонколистовой прокат алюминиевого сплава типа АМ2-2, толщиной 2,0 мм. Эскиз прибора приведен на рис. 2.2.
Рис. 2.2. Эскиз прибора №2.
1 – корпус; 2 – печатные платы; 3 – соединительная ПП.
Прибор №3 разъемной конструкции, состоит из набора одноплатных функциональных узлов, выполненных на интегральных микросхемах типа К555 и дискретных ЭРЭ. Печатный монтаж двухсторонний, расположение ИС и ЭРЭ одностороннее. Закрепление ПП жесткое, на стойках. Электрический монтаж между функциональными блоками выполнен объемным способом с применением разъемов. Размеры корпуса 480´340´430 мм. Материал корпуса – тонколистовой прокат алюминиевого сплава, типа АМ2 – 2, толщиной 2,0 мм. Эскиз прибора приведен на рис. 2.3.
 |
Рис. 2.3. Эскиз прибора №3.
1 – корпус; 2 – печатные платы; 3 – стойки.
По габаритным размерам приборов находим их объем:
Прибор №1 – V = 8125 см3;
Прибор №2 – V = 8545 см3;
Прибор №3 – V = 8004 см3.
Показатели надежности и стоимости приборов рассчитываем по интенсивности отказов и цене основной элементной базы приборов – интегральным микросхемам, для чего составляем таблицу 2.1.
Таблица 2.1.
| Прибор №1 | Прибор №2 | Прибор №3 | ||||||
| ИС серии КР155 | ИС серии К564 | ИС серии К555 | ||||||
| Функц. назнач. | Кол-во | Цена | Функц. назнач. | Кол-во | Цена | Функц. назнач. | Кол-во | Цена |
| тип | шт. | руб. | тип | Шт. | руб. | тип | шт. | руб. |
| ЛЕ8 | 4 | 3 | ТМ2 | 2 | 2 | ИЕ10 | 1 | 4 |
| ЛА12 | 2 | 2 | ЛА9 | 1 | 2 | ЛА7 | 3 | 3 |
| АГ3 | 2 | 4 | АГ1 | 3 | 2,5 | ТМ8 | 4 | 3,5 |
| ИД3 | 4 | 3,5 | ЛЕ6 | 1 | 3 | ЛЕ5 | 2 | 3,5 |
| ЛА10 | 3 | 3 | ЛА10 | 3 | 3,5 | ЛА10 | 1 | 2,5 |
| ИЕ5 | 2 | 3 | КТ3 | 2 | 4 | |||
| Итого | 16 | 37 | Итого | 12 | 35 | Итого | 11 | 44,5 |
Вероятность безотказной работы для различных вариантов равна:
, (2.8)
для прибора №1 – P(t) = 0,83 <P(t)по ТЗ;
для прибора №2 – P(t) = 0,87 >P(t)по ТЗ;
для прибора №3 – P(t) = 0,85 = P(t)по ТЗ.
Рассчитанные параметры приборов сводим в таблицу 2.2.
Таблица 2.2.
| № | Параметры приборов | Прибор №1 | Прибор №2 | Прибор №3 |
| 1 | Тип корпуса ИС | 401.14 -1 | 401.14 -1 | 201.14 -1 |
| 2 | Габаритные размеры прибора, мм. | 480´300´370 | 480´340´430 | 470´340´430 |
| 3 | Объем корпуса прибора, см3. | 9125 | 8545 | 8004 |
| 4 | Число корпусов микросхем | 16 | 12 | 11 |
| 5 | Масса, кг. | 8,6 | 9,4 | 7,3 |
| 6 | Показатели надежности, ч. | 24817 | 30250 | 31680 |
| 7 | Типоразмер ПП | 200´170´2 | 200´170´1,5 | 200´170´1,5 |
| 8 | Стоимость ИС и ПП, руб. | 44 | 40 | 49,5 |
Все сравниваемые значения выбранных параметров приводим к безразмерным величинам, по формулам:
; (2.9)
, (2.10)
где 
- безразмерный показатель параметра;
- показатель i – го параметра;
- максимальный показатель i – го параметра.
Полученные результаты сводим в таблицу 2.3.
Таблица 2.3.
| Нормированные параметры | Объем | Масса | Показатели надежности | Стоимость |
| Прибор №1 | 0,63 | 1,0 | 0,5 | 0,88 |
| Прибор №2 | 1,0 | 0,7 | 1,0 | 0,7 |
| Прибор №3 | 0,61 | 0,87 | 0,22 | 1,0 |
Для всех значений параметров определяем весовые коэффициенты с учетом меры их важности предназначения.
Для экспресс - оценки наиболее эффективен и рационален метод установления весовых значений параметра экспертным путем.
Сумма всех весовых значений должна быть равна единице и каждое из них не должно существенно отличаться от другого.
Весовые значения параметров определенных экспертным путем заносим в таблицу 2.4.
Таблица 2.4.
| Нормированные значения параметров | Коэффициенты весомости параметров |
| Объем | 0,2 |
| Масса | 0,2 |
| Показатель надежности | 0,3 |
| Стоимость | 0,3 |
Обобщенные показатели качества конструктивной проработки трех приборов рассчитываем по средневзвешенному арифметическому значению:
, (2.11)
где е – параметрический номер от 1 до р;
- весовое значение характеристики;
- нормированное значение характеристики, е = 1,2,3 – номера приборов.
Полученные данные сводим в таблицу 2.5.
Таблица 2.5.
| Целевое назначение прибора | Прибор №1 | Прибор №2 | Прибор №3 |
| Источник питания для АТС | 0,67 | 0,62 | 0,64 |
Оценки и анализ полученных показателей производим исходя из принципа «Чем значение показателя Vi меньше, тем качество конструкторской проработки прибора лучше». Исходя из данного принципа оценки и данных таблицы, делаем вывод, что конструкция прибора №2 наиболее полно удовлетворяет требованиям технического задания на проектирование источника питания, по характеристикам которого проводим дальнейшую проработку конструкции прибора.
2.3. 2.3.Оптимизация конструкции в соответствии с выбранным
критерием качества. Выбор оптимального варианта.
Проанализировав выбранный критерий качества, можно провести оптимизацию конструкции, которая удовлетворяла бы требованиям, предъявляемым к РЭА подобного типа.
Конструкция источника питания должна обеспечивать:
- - надежность;
- - низкую стоимость;
- - максимальную ремонтопригодность;
- - высокие эноргомические показатели.
Особое внимание при конструировании радиоэлектронной аппаратуры уделяется технологичности конструкции отдельных узлов, деталей и приборов в целом, так как технологичность конструкции существенно сказывается на качестве сборки, ее трудоемкости и себестоимости. Необходимо стремится к тому, чтобы во вновь создаваемых конструкциях в максимальной степени использовались стандартные и нормализованные детали, а также детали и узлы из ранее спроектированных конструкций, с целью сокращения затрат на разработку и освоение. Выполнить это условие можно путем применения метода функционально-узлового конструирования.
Прибор размещаем в корпусе. В качестве механической конструкции можно использовать каркас, на который будут крепиться печатные платы, передняя и задняя панели, детали корпуса. Как уже отмечалось при конструировании источника питания, применяем функционально-узловой метод. Его сущность заключается в том, что часть схемы, способная выполнять частичную задачу, объединяется в конструктивно и технологически законченные узлы. Основными достоинствами этого метода является: