Разработка конструкции и технологии изготовления частотного преобразователя (стр. 4 из 21)
Рисунок 1.21 – Внешний вид транзистора IRG4BC20KD
XP – штыревой разъем типа IDC-14 фирмы «TycoElectronics» (рисунок 1.22). Основные характеристики: шаг между контактами – 2,54 мм; количество выводов – 14; номинальный ток – 1 А; сопротивление изоляции – не менее 500 МОм (при 500 В постоянного тока); диапазон рабочих температур – от минус 55 до плюс 140°С.
Рисунок 1.22 – Внешний вид штыревого разъема типа IDC-14
XT1 – клемная колодка X977 на 6 контактов фирмы «TycoElectronics» (рисунок 1.23). Шаг выводов – 10 мм; сопротивление изоляции – 1000 МОм; максимальное сечение зажимаемого провода – 2,5 мм2; рабочий ток – 10 А; рабочее напряжение – 400 В; диапазон рабочих температур – от минус 40 до плюс 105°С.
Рисунок 1.23 – Внешний вид клемной колодки X977
ZQ1 – кварцевый резонатор HC-49S фирмы «MIC» (рисунок 1.24) рассчитан на рабочую частоту 20 МГц; диапазон рабочих температур - от минус 40 до плюс 85°С. [5].
Рисунок 1.24 – Кварцевый резонатор HC-49S
Таблица 1.3 – Сводная тблица элементов
| Наименованиеэлемента | Позиционное обозначение | Количество | Конструктивные параметры | Допустимые условия эксплуатации | |||||||||||||||||
| масса, г | S, м2Ч10-6 (V, м3Ч10-9) | λ0,1/чЧ10-6 | Т, °С | вибрации | линейные ускор., g | ударныеперегр., g | |||||||||||||||
| f, Гц | перег-рузка, g | ||||||||||||||||||||
| Конденсатор | С1, С2, С3, С5,С7, С8,С10, С12 | 8 | 0,3 | 1,28(1) | 0,05 | -55… 125 | 600 | 10 | 25 | 20 | |||||||||||
| Конденсатор | С4, С6 | 2 | 3 | 31,2(343) | 0,55 | -40… 85 | 600 | 10 | 25 | 20 | |||||||||||
| Конденсатор | С9, С11, С13 | 3 | 2 | 19,6(137) | 0,55 | -40… 85 | 600 | 10 | 25 | 20 | |||||||||||
| Конденсатор | С14 | 1 | 25 | 380(15200) | 0,55 | -25… 85 | 600 | 10 | 25 | 20 | |||||||||||
| Конденсатор | С15 | 1 | 7 | 78,5(1100) | 0,55 | -25… 85 | 600 | 10 | 25 | 20 | |||||||||||
| Конденсатор | С16 | 1 | 20 | 480(12000) | 0,01 | -60… 85 | 600 | 10 | 25 | 20 | |||||||||||
| Стабилизатор напряжения | DA1, DA2 | 2 | 5 | 47(893) | 0,45 | -65… 120 | 600 | 7,5 | 25 | 75 | |||||||||||
| Микросхема | DD1 | 1 | 8 | 152(760) | 0,6 | -20… 85 | 600 | 7,5 | 25 | 75 | |||||||||||
| Микросхема | DD2 | 1 | 3 | 87(218) | 0,6 | -40… 85 | 600 | 7,5 | 25 | 75 | |||||||||||
| Микросхема | DD3 | 1 | 4 | 138(345) | 0,6 | -55… 120 | 600 | 7,5 | 25 | 75 | |||||||||||
| Предохранитель (держатель) | FU1 | 1 | 5 | 120(1224) | 5,4 | -60… 100 | 600 | 7,5 | 25 | 75 | |||||||||||
| Индикатор сегментный | HG1, HG2 | 2 | 10 | 200(840) | 3 | -40… 85 | 600 | 7,5 | 25 | 75 | |||||||||||
| Светодиод | HL1 | 1 | 1 | 7(36) | 0,7 | -40… 85 | 600 | 7,5 | 25 | 75 | |||||||||||
| Реле | K1 | 1 | 15 | 368(5777) | 0,6 | -20… 100 | 600 | 7,5 | 25 | 75 | |||||||||||
| Резистор | R1-R11, R13, R15-R23 | 21 | 0,3 | 2,5(1,25) | 0,05 | -55… 125 | 600 | 15 | 25 | 75 | |||||||||||
| Резистор | R14, R25 | 2 | 15 | 480(4320) | 0,8 | -55… 150 | 600 | 15 | 25 | 75 | |||||||||||
| Резистор | R24 | 1 | 7 | 220(1980) | 0,4 | -55… 150 | 600 | 15 | 25 | 75 | |||||||||||
| Резистор | R12 | 1 | 3 | 11 (20) | 0,5 | -25… 85 | 600 | 15 | 25 | 75 | |||||||||||
| Наименованиеэлемента | Позиционное обозначение | Количество | Конструктивные параметры | Допустимые условия эксплуатации | |||||||||||||||||
| масса, г | S, м2Ч10-6 (V, м3Ч10-9) | λ0,1/чЧ10-6 | Т, °С | вибрации | линейные ускорения.,g | ударныеперегрузки., g | |||||||||||||||
| f, Гц | перег-рузка, g | ||||||||||||||||||||
| Кнопка | SA1-SA4 | 4 | 3 | 36(220) | 0,3 | -25… 70 | 600 | 7,5 | 25 | 75 | |||||||||||
| Трансформатор | T1 | 1 | 40 | 894(21456) | 0,9 | -30… 100 | 600 | 7,5 | 25 | 75 | |||||||||||
| Диод | VD1-VD11 | 11 | 1,5 | 14 (38) | 0,2 | -65… 120 | 600 | 7,5 | 25 | 75 | |||||||||||
| Диод | VD12-VD15 | 1 | 3 | 21(62) | 0,4 | -30… 120 | 600 | 7,5 | 25 | 75 | |||||||||||
| Диод | VD16-VD19 | 1 | 9 | 384(2880) | 0,4 | -55… 120 | 600 | 7,5 | 25 | 75 | |||||||||||
| Транзистор | VT1-VT4 | 4 | 0,8 | 4,2(4,2) | 0,4 | -30… 120 | 600 | 7,5 | 25 | 75 | |||||||||||
| Транзистор | VT5-VT10 | 6 | 5 | 47(893) | 0,6 | -55… 150 | 600 | 7,5 | 25 | 75 | |||||||||||
| Резонатор | ZQ1 | 1 | 3 | 51,7(200) | 0,37 | -40… 85 | 600 | 10 | 25 | 20 | |||||||||||
| Разъем | XP1 | 2 | 10 | 231(2100) | 0,2 | -55… 140 | 600 | 15 | 25 | 20 | |||||||||||
| Колодка клемная | XТ1 | 1 | 20 | 1096(10960) | 0,2 | -40… 105 | 600 | 15 | 25 | 20 | |||||||||||
| Итого | 83 | 335 | 7085(98332) | ||||||||||||||||||
2 РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ УСТРОЙСТВА
2.1 Обоснование и выбор материалов
В качестве оснований для печатных плат используется диэлектрик или покрытый диэлектриком металл, а для гибких печатных кабелей — диэлектрик. Для выполнения печатных проводников диэлектрик часто покрыт медной фольгой толщиной от 20 до 50 мкм либо медной или никелевой фольгой толщиной от 5 до 10 мкм. В качестве основания печатных плат используют керамику, металлические материалы (сталь, алюминий, титан, медь). Основные марки диэлектриков приведены в таблице 2.1 [9].
Таблица 2.1 - Марки некоторых отечественных диэлектриков
| Марка | Материал | Толщина материала, мм | Толщина фольги, мкм |
| НФД-180-1 | Диэлектрик низкочастотный фольгированный | 0,8-3,0 | 50 |
| СФ-1, СФ-2 | Стеклотекстолит фольгированный | 0,25-2,0 | 35 и 50 |
| ФДТ-1,ФДТ-2 | Диэлектрик фольгированный тонкий | 0,5 | 50 |
| ФДМ-1,ФДМ-2 | Диэлектрик фольгированный для многослойного печатного монтажа | 0,2 и 0,25 | 35 |
| ФДМЭ-1 | Диэлектрик фольгированный для микроэлектроники | 0,1 | |
| ОТСФ-1, ОТСФ-2 | Стеклотекстолит фольгированный особотонкий | 0,15 и 0,20 | 50 |
| ФДМТ-1,ФДМТ-2 | Фольгированный травящийся диэлектрик для многослойного печатного монтажа | 0,1 | 35 |
| ФТС-1, ФТС-2 | Стеклотекстолит фольгированный травящийся | 0,08 и 0,15 | 20-35 |
| СТФ-1, СТФ-2 | Стеклотекстолит теплостойкий фольгированный | 0,13; 0,15; 0,20; 0,25 | 35 |
| СПТ-3 | Стеклоткань прокладочная травящаяся | 0,025 | - |
| СПТ-3Э | Стеклоткань, пропитанная лаком ЭИФ | 0,06-0,12 |
Материалом для печатной платы узла А1 выбран фольгированный стеклотекстолит СФ-2-35-1,5 ГОСТ 10316-78. Этот материал выбран не случайно, т.к. по сравнению с большинством других обладает более высокими электрическими и диэлектрическими свойствами, высокой температурой отслаивания фольги, широким диапазоном рабочих температур, низким водопоглощением, высокими значениями объемного и поверхностного сопротивления, стойкостью к короблению. Для производства печатной платы узла А2 выбран стеклотекстолит СФ-2-50-1,5 ГОСТ 10316-78. Толщина фольги для данной платы должна быть как можно больше, т. к. токи протекающие в печатных проводниках будут достаточно велики.
Таблица 2.2 - Основные свойства стеклотекстолита [9]
| Свойство материала | Значениеие |
| Диапазон рабочих температур | от минус 60°С до плюс 150°С |
| Удельное объемное сопротивление | 1Ч1010 ОмЧм |
| Водопоглащение | от 0,2% до 0,8% |
| Тангенс угла диэлектрических потерь | не более 0,03 |
| Прочность сцепления фольги с основанием | 10 Н/м |
Для обеспечения стабильности электрических, механических и других параметров печатных плат необходимо применять конструктивные покрытия, как металлические, так и неметаллические.