Стабилизатор напряжения (стр. 2 из 5)
Аналогично запрещен бросок от максимального до нуля в режиме увеличения напряжения. После достижения максимального значения 15 В генерация импульсов также приостановлена, ее можно возобновить только нажатием на кнопку SB2.
Работа устройства не предусмотрена в случае, когда нажаты обе кнопки SB1 и SB2. Однако этот случай для устройства не опасен. На выходах элементов DD1.1 и DD1.3 будут те же логические уровни, что и при одной нажатой кнопке SB1. Следовательно, кнопка SB1 приоритетнее: если она нажата, состояние кнопки SB2 не имеет значения.
Если ток, потребляемый нагрузкой, достигнет порога срабатывания узла защиты, падение напряжения на резисторе R14 превысит напряжение открывания транзистора VT1, напряжение на входе R микросхемы DD2 достигнет высокого логического уровня и вызовет обнуление счетчика, соответственно, выходное напряжение упадет до нуля. Стабилитрон VD2 ограничивает напряжение на входе R до уровня, не превышающего напряжение питания счетчика DD2.
Проведём анализ проектируемого устройства и сравним его с аналогами.
Разрабатываемое устройство стабилизатора напряжения не является уникальным, а является улучшенным вариантом разработанных ранее изделий. Был произведен поиск аналогов и прототипов, основные технические и эксплуатационные характеристики которых приведены в таблице .
Таблица 1.
| Показатели | Максимальное вырабатываемое напряжение | Максимальный ток нагрузки | Габаритные размеры | Цена, руб |
| Разрабатываемое устройство | 15 В | 7 А | 70х45х15 | 300 |
| Стабилизатор напряжения 0…10 В | 10 В | 5 А | 65х40х15 | 200 |
Устройство целесообразно разрабатывать т.к. оно будет состоять из стандартных ИС и ЭРЭ. А также, как показал анализ разрабатываемое устройство превосходит аналог по некоторым показателям, но в то же время является более дорогим.
5. Разработка и расчёт варианта компоновки печатной платы заданной ЭС
От правильного размещения корпусов ИС и ЭРЭ на печатной плате конструктивной иерархии первого уровня зависят их габаритные размеры, масса, помехоустойчивость и т.д. Естественно, чем плотнее будут расположены корпуса ИС на печатной плате, тем жестче будет тепловой режим, помехи при работе, и наоборот, чем больше расстояние между корпусами ИС, тем не эффективней используется объем и длина электрических связей, следовательно, возникают помехи.
Поэтому на установку ИС необходимо обращать серьезное внимание с учётом назначения электрического средства и режимов его работы.
Печатная плата (ПП) является конструктивно законченным элементом и служит для электрического и механического соединения различных электрорадиоэлементов (ЭРЭ), интегральных микросхем (ИМС) и электрических соединений (разъемы, розетки и т. п.), расположенных на ней.
Размещение ИС проводят с определенными требованиями по помехоустойчивости и в соответствии с шагом установки. Выбор шага установки ИС определяется из условий: назначения и эксплуатации ЭС. Вне зависимости от типа ИС шаг установки применяется равным: 2,5мм, 1,25мм, 0,625мм. Микросхемы на печатной плате располагаются линейно в ряды или в шахматном порядке. Такое расположение ИС и ЭРЭ позволяет автоматизировать процесс сборки и монтажа.
Установка ИС на печатные платы производится в соответствии с ОСТом 4ГО.010.030- 97 "Установка навесных элементов на печатные платы".
Печатная плата содержит две зоны (рис 2.):
1) зону установки ИС и ЭРЭ;
2) технологическую зону, которая в свою очередь делится на две части:
а) технологическая зона для установки (например: соединительного разъема (Х1) и экстрактора (Х2))
б) технологическая зона для направляющих и маркировки (У1,У2)
Установка ИС и ЭРЭ на технологических зонах запрещена.
Рис. 1
ИС располагаются по рядам (линейно) расстояние между ними не менее 1,2 мм. ИС располагаемые в зоне установки должны маркироваться координатным способом, то есть зона установки делится по координатам на области, где устанавливают ЭРЭ и ИС и они обозначаются по Х и У, такое разбиение на зоны позволяет быстро находить нужный ЭРЭ и ИС расположенные на печатной плате (рис 2.).
Рис. 2
Таблица 2
| Наименование ИС, ЭРЭ | Количество | Размеры | Sуст | SSуст | |
| Д | Е | ||||
| МИКРОСХЕМЫ | |||||
| КР1157ЕН602А | 1 | 5,2 | 4,2 | 21,84 | 21,84 |
К561ТЛ1 | 1 | 20 | 6,35 | 127 | 127 |
| К561ИЕ11 | 1 | 22,1 | 6,35 | 140,34 | 140,34 |
| КР1040УД1 | 1 | 5 | 4 | 20 | 20 |
| РЕЗИСТОРЫ | |||||
| МЛТ-0,125 100 кОм | 2 | 6 | 2 | 12 | 24 |
| МЛТ-0,125 470 Ом | 1 | 8 | 2 | 12 | 12 |
| МЛТ-0,125 1 МОм | 1 | 8 | 2 | 12 | 12 |
| МЛТ-0,125 10 кОм | 3 | 8 | 2 | 12 | 36 |
| МЛТ-0,125 3 кОм | 1 | 8 | 2 | 12 | 12 |
| МЛТ-0,125 40 кОм | 1 | 8 | 2 | 12 | 12 |
| МЛТ-0,125 20 кОм | 1 | 8 | 2 | 12 | 12 |
| МЛТ-0,125 5 кОм | 1 | 8 | 2 | 12 | 12 |
| МЛТ-0,125 15 кОм | 1 | 8 | 2 | 12 | 12 |
| МЛТ-0,125510 кОм | 1 | 8 | 2 | 12 | 12 |
| МЛТ-0,5 1,2 Ом | 1 | 10 | 4 | 40 | 40 |
| КОНДЕНСАТОРЫ | |||||
| К50-15 | 1 | 9 | 9 | 63,59 | 63,59 |
| К50-6 | 1 | 7 | 7 | 38,47 | 38,47 |
| К53-1 | 1 | 3,2 | 3,2 | 8,04 | 8,04 |
ДИОДЫ | |||||
КД521Д | 1 | 3,8 | 1,9 | 7,22 | 7,22 |
СТАБИЛИТРОНЫ | |||||
КС147Г | 1 | 7,5 | 3 | 22,5 | 22,5 |
| ТРАНЗИСТОРЫ | |||||
| КТ361В | 1 | 12 | 7 | 84 | 84 |
| КТ829Г | 1 | 10,4 | 4,8 | 49,92 | 49,92 |
Суммарную площадь S∑ зоны установки ИС и ЭРЭ на печатную плату, можно определить по формуле:
где SΣуст – установочная площадь всех элементов,
ks – коэффициент, учитывающий шаг установки ЭРЭ и ИС на печатную плату. В связи с тем, что ЭС будит работать в нормальных условиях, и при работе будет происходить нагрев ЭРЭ и ИС, то для расчета суммарной площади установки ЭРЭ и ИС примем ks равный 1,5.
На плате должны быть предусмотрены вспомогательные участки x1, x2, y1, y2 технологической зоны для установки разъемов, маркировки, крепежных отверстий и направляющих (x1 = x2 = 10мм; y1 = y2 = 5 мм). Исходя из ориентировочных размеров зоны установки ИС и ЭРЭ, шага установки элементов, вспомогательных участков, выбираем размеры сторон ПП: l =70 мм, b =40 мм.