Блок контролю та управління пристрою безперебійного живлення ПБЖ-12 (стр. 2 из 13)

Мікроконтролер (МК1), призначений для зв'язку та обміну інформацією з блоками БСл-1, БІд-49, другим мікроконтролером (МК2), через вузол зв'язку (ВСв);

Мікроконтролер (МК2), призначений для зв'язку та обміну інформацією з першим мікроконтролером (МК1), АЦП, ЦАП, комутатором, компаратора і регістрами (RG2-RG4);

Компаратор (КОМП), призначений для формування сигналу ICP на МК2 при переході синусоїди вхідного напруги через нуль;

Елементи гальванічної розв'язки (ЭР1, ЭР2), що забезпечують гальванічну розв'язку вхідних і вихідних ланцюгів вузла зв'язку (УСв);

Вузол зв'язку (УСв), що здійснює зв'язок між ПЕОМ та МК1;

Перетворювач напруги, що формує постійні напруги +5 V, +15 V і мінус 15 V (допоміжні джерела) для живлення блоків БКУ-5, БСл-1 і БІд-49.

Рисунок 1.2 - Схема електрична структурна БКУ-5

1.3 Аналіз умов експлуатації

Характер та інтенсивність впливу кліматичних (меншою мірою), механічних і радіаційних (більшою мірою) чинників залежать від тактики використання та об'єкта установки електронного апарату (ЕА). Класифікуючи ЕА за цією ознакою, їх можна розділити на стаціонарні і ті, що транспортуються. Кожна з груп у свою чергу містить ЕА різних класів і призначень.

Стаціонарні ЕА - це пристрої, що експлуатуються в опалювальних і не опалювальних приміщеннях, бункерах, підвалах, приміщеннях з підвищеною вологістю, на відкритому повітрі, у виробничих цехах.

ЕА, що транспортуються - це пристрої, що встановлюються й експлуатовані на автомобілях і автопричепах, залізничному і гусеничному транспорті, морські та бортові ЕА. Специфіка робіт цього виду машин зумовлює підвищений вплив механічних чинників, в основному вібрації і ударів.

За сукупністю значень кліматичних, механічних і радіаційних факторів стаціонарні і транспортуються ЕА діляться на наступні групи:

група 1 - стаціонарні ЕА і системи, що працюють в опалювальних наземних і підземних спорудах;

група 2 - стаціонарні ЕА і системи, що працюють на відкритому повітрі або в не опалювальних наземних і підземних спорудах;

група 3 - ЕА, що транспортуються, встановлені в автомобілях, мотоциклах, в сільськогосподарській, дорожньої і будівельної техніки і працюючі на ходу;

група 4 - ЕА, що транспортуються, встановлені у внутрішніх приміщеннях річкових судів і працюють на ходу;

група 5 - ЕА, що транспортуються, встановлені в рухомих залізничних об'єктах і працюють на ходу;

група 6 - ЕА, що транспортуються, призначені для тривалого перенесення людьми на відкритому повітрі або в не опалювальних приміщеннях і підземних спорудах, які працюють і не працюють на ходу;

група 7 - портативні ЕА, призначені для тривалої перенесення людьми на відкритому повітрі або в опалювальних наземних і підземних спорудах, що працюють на ходу.

Розроблюваний блок входить в пристрій - пристрій безперебійного живлення, що за сукупністю значень кліматичних і радіаційних факторів відноситься до першої групи, до класу стаціонарна електронна апаратура, що працює в опалювальних наземних і підземних спорудах.

Відповідно до стандарту ЕА першої групи повинні витримувати такі нормативні кліматичні та механічні дії:

Таблиця 1.1 - Кліматичні та механічні фактори умов експлуатації

Фактори впливу	Параметри	Значення
Кліматичні: Підвищена вологість Знижена температура Підвищена температура Знижений тиск Механічні: вібрація на одній частоті	Відносна вологість,% При температурі, ^оС Робоча, ^оС Робоча, ^оС Тиск, кПа Частота, Гц Прискорення, g Час витримки, г	95 25 5 60 84 25 3 0,5

Слід окремо виділити міцність проектованого виробу при транспортуванні, коли ЕА відчувають найбільш сильні механічні дії. Фактори, що впливають, зведемо в таблицю 1.2 Нормальне функціонування виробу після транспортування забезпечується конструкцією і якістю упаковки.

За сукупністю значень кліматичних, механічних і радіаційних факторів, пристрій, що розробляється, відноситься до 1-й групі виконання.

Таблиця 1.2 - Умови транспортування (в упакованому вигляді)

Параметри	Значення
Прискорення, g	15
Загальна тривалість ударного імпульсу, мс	11
Число ударів, не менше	1000
Знижений атмосферний тиск, кПа	70
Вологостійкість: Відносна вологість,% Температура,	93 25

Аналіз даних, наведених у таблиці 1.2 і умов експлуатації, дозволяє зробити висновок, що немає необхідності у виборі і розрахунку системи амортизації у складі блоку або всього блоку через невеликі механічні впливи; не потрібна теплоізоляція і забезпечення герметичності блоку від впливів кліматичних факторів.

Для захисту від кліматичних дій бажано покрити друковану плату (ДП) вологозахисним матеріалом.

1.4 Аналіз елементної бази

Далі будуть розглянуті електричні і конструктивні параметри, а так само допустимі умови експлуатації застосовуваних у конструкції ТЕЗ елементів. Порівняння їх з умовами експлуатації (розділ 1.3) дозволить зробити висновок про можливість застосування саме цих варіантів конструкції ЕРЕ та їх типів. До складу розроблюваного пристрою входять такі елементи: конденсатори, резистори, термістори, мікросхеми, дросель, діоди, транзистори, вилки, стабілітрони, звуковий випромінювач і резонатор.

Далі будуть розглянуті електричні і конструктивні параметри, а так само допустимі умови експлуатації застосовуваних у конструкції ТЕЗ елементів.

Електричні та експлуатаційні параметри зведені в таблиці.

Конденсатори MKT 370-63 та MKP 380 – 100.

Рисунок 1.3 - Конденсатори MKT 370-63 та MKP 380 - 100

Таблиця 1.3 - Геометричні розміри конденсаторів MKT 370-63 та MKP 380 - 100

w, мм	h, мм	I, мм	P, мм	l_t,мм	d_t, мм
MKT 370-63	3.5	8	7.2	5.08	18.5	0.7
MKP 380-100	4.5	9	7.2	5.08	18.5	0.7

Таблиця 1.4 - Технічні характеристики конденсаторів MKT 370-63 та MKP 380 - 100

MKT 370-63	MKP 380-100
Матеріал конденсатора	поліестрова плівка	поліпропілєновий
Номінальна напруга, В	63	100
Номінальна ємність, мкФ	0.47	0.47
Допуск номінальної ємності,%	10	5
Діапазон робочої температури, С	85-105	85-105

Конденсатор VJ1206.

Рисунок 1.4 - Конденсатор VJ1206

Таблиця 1.5 - Геометричні розміри конденсатора VJ1206

L, мм	W, мм	Tmax, мм	MB, мм
VJ1206	0.126	0.063	0.075	0.020

Таблиця 1.6 - Технічні характеристики конденсатора VJ1206

VJ1206 X7R	VJ1206 C0G
Діапазон робочих ємностей	100 пФ...0,27мкФ	0,5пФ...0,039мкФ
Діапазон робочих напруг, В	250...1000	10...100
Діапазон робочої температури, °C	55...125	55...125
Температурний коефіцієнт ємності	менее 15%	менее 15%
Коефіцієнт розсіювання (при 1кГц)	не более 2,5%	не более 2,5%
Швидкість старіння за декаду	1%	1%

Конденсатори B45196 та B45197

Рисунок 1.5 - Конденсатори B45196 та B45197

Таблиця 1.7 - Геометричні розміри конденсаторів B45196 та B45197

L	W	T	B	A
B45196	7.3	4.3	2.8	2.8	1.1
B45197	7.3	4.3	2.8	2.4	1.3

Таблиця 1.8 - Технічні характеристики.

B45196	B45197
Робоча напруга	10 В	25 В
Номінальна ємність	47 мкФ	33 мкФ
Допуск номінальної ємності	20%	20%
Робоча температура	-55...85 С	-55...85 С
Виводи/корпус	SMD D	SMD D

Конденсатор FC A-100

Рисунок 1.6 - Конденсатор FC A

Таблиця 1.9 - Геометричні розміри конденсатора FC A

D, мм	d, мм	F, мм
8	0.6	3.5

Таблиця 1.10 - Технічні характеристики конденсатора FC A

FC A-100B-100	FC A-10B-4700	FC A-63B-47
Ємність, мкФ	470	4700	47
Напруга, В	100	10	63
Максимальний струм пульсацій (на частоті 120кГц при t=105°C), мА	1920	2555	405
Внутрішній опір (на частоті 100кГц при t=20°C), Ом	0,047	0,022	0,342
Час безперервної роботи, год	5000	5000	2000
Діапазон робочої температури, °C	-55. .105	-55. .105	-55. .105
Допустиме відхилення ємності (120Гц, 20°C)	±20%	±20%	±20%

Резистор UXB 0207

Рисунок 1.7 - Резистор UXB 0207

Таблиця 1.11 - Геометричні розміри резистора UXB 0207

D_max, мм	L_max, мм	d_nom, мм	l_min, мм	M_min, мм
2.5	6.3	0.6	28	7.5

Таблиця 1.12 - Технічні характеристики резистора UXB 0207