Калужский государственный машиностроительный колледж
Пояснительная записка к
дипломному проекту
на тему:
Стабилизатор напряжения.
ДП.2101.24.120.00.000.ПЗ
г. Калуга
на дипломное проектирование
студенту Хоменко Андрею Владимировичу.
отделения очное группы Э – 120
специальность 2101 «Автоматизация технологических процессов и производств»
Тема проекта: Стабилизатор напряжения.
Исходные данные:
1.Тип систем Автоматическое устройство
2.Наименование узла Стабилизатор напряжения
Студент Хоменко Андрей Владимирович.
Руководитель проекта Левинский Владимир Иванович.
Консультант по организационно-
Экономической части Шафарж Ирина Степановна
Дата выдачи задания 26.04.04
Дата выполнения проекта 22.04.04
Содержание
1.2 Задание
1.3 Введение
1.4 Описание и анализ аналогов
1.5 Описание проблемной ситуации
1.6 Конструкторская часть
1.6.1 Назначение, область применения, технические данные проектируемого электронного устройства
1.6.2 Описание работы проектируемого электронного устройства
1.6.3 Описание работы стабилизатора напряжения по принципиальной схеме
1.6.4 Обоснование выбора и описание элементной базы проектируемого устройства
1.6.5 Электрический расчет выбранного каскада для дискретных ЭРЭ
1.6.6 Расчет надежности проектируемого устройства
1.6.7 Описание конструкции проектируемого электронного устройства
1.6.8 Электрический расчет выбранного каскада для дискретных ЭРЭ
1.7 Технологическая часть
1.7.1 Инструкция по эксплуатации спроектированного электронного устройства
1.8 Организационная часть
1.8.1 Организация рабочего места техника-электромеханника
1.8.2 Организация выполнения профилактических, регламентных ремонтных работ и метрологических проверок в процессе эксплуатации электронных устройств
1.8.3 Техника безопасности при эксплуатации и выполнение технического обслуживания электронных устройств, систем, КИП
1.9 Экономическая часть
1.9.1 Определение количества монтажных столов и слесарно-сборочных столов
1.9.2 Определение количества монтажников, слесарей, сборщиков, и всего штата участка
1.9.4 Расчет площади участка
1.9.5 Расчет длительности технологического цикла
1.9.6 Расчет стоимости материалов
1.9.7 Расчет периода запуска-выпуска приборов и определение заделов незавершенного производства
1.9.8 Составление калькуляции себестоимости
1.10 Список используемой литературы
1.11 Приложение
1.3 Введение
Технический прогресс и рост производительности труда немыслимы без массового применения радиоэлектроники, автоматики и автоматизированных систем управления, выполненных на базе электронных вычислительных машин (ЭВМ). Технические средства, создаваемые на основе радиоэлектроники, неограниченно расширяют возможности человека. С помощью радиоэлектроники осуществляются программа завоевания человеком космического пространства, запуск искусственных спутников Земли. Радиоэлектронную аппаратуру применяют на производстве, транспорте, медицине, быту. Трудно назвать область народного хозяйства, в которой в той или иной мере не использовались бы средства радиоэлектроники.
Темпы внедрения радиоэлектроники во все отрасли науки и техники растут неудержимо. Наступило время, когда уровень производства электронной аппаратуры становится одним из важнейших факторов определяющих уровень технического развития страны.
В последние десятилетия в нашей стране и за рубежом возникла и активно развивается новая отрасль промышленности – производство электронных вычислительных машин, чему предшествовал длительный этап развития не только электро- и радиотехники, но и математики, физики, химии. Появление вычислительных машин первоначально объяснялось стремлением человека облегчить выполнение трудоемких вычислительных работ.
Много выдающихся ученых, инженеров и изобретателей трудились над созданием различного рода приспособлений, приборов и машин, облегчающих и ускоряющих процесс вычислений. Большой вклад в эту область техники внесли специалисты нашей страны.
В нашей стране особенно широко развернулись работы по созданию на базе средств вычислительной техники автоматизированных систем управления предприятиями, объединениями и целыми отраслями народного хозяйства.
Внедрение радиоэлектроники во все отрасли народного хозяйства, успехи радио и телевидения требуют большого числа высококвалифицированных специалистов, подготовка которых в профессионально-технических учебных заведениях приобретает важное значение. Особое место при этом занимает обучение монтажу радиоаппаратуры, приборов и ЭВМ, так как монтажные, а особенно электромонтажные работы, составляют при изготовлении отдельных видов изделий от 40 до 60%.
Технологический процесс изготовления радиоаппаратуры, приборов и ЭВМ включает три основные группы работ: сборочные, монтажные и регулировочные. Рабочий, занятый этими работами, должен знать назначение и принцип действия монтируемых изделий, взаимосвязь между входящими в них деталями, элементами и блоками, а также технологию производства радиоаппаратуры, способы пооперационного монтажа изделий проводами, печатного монтажа, пайки, правила изготовления мягких и жестких схем. Так как при изготовлении радиоаппаратуры используется большое количество разнообразных деталей, изоляционных и вспомогательных материалов, монтажник радиоаппаратуры и приборов должен представлять себе технологический процесс их изготовления, назначение, параметры и свойства.
В последнее время в радиолюбительской практике находят применение низкочастотные усилительные устройства с широтноимпульсной модуляцией. Такие устройства имеют высокий КПД при любых уровнях сигнала и устойчивость к самовозбуждению. Вместе с тем усилители низкой частоты обладают недостатками из-за ограниченного частотного диапазона и повышенного уровня нелинейных искажений. Применение их перспективно в тех случаях, когда на первое место выдвигаются требования экономичности, надежности, стабильности при умеренных требованиях к качеству выходного сигнала: многоканальная громкоговорящая связь, селекторные устройства, мегафоны и т.п.
1.4 Описание и анализ аналогов
Данное устройство используют для питания субблоков постоянным напряжением, так как полупроводниковые приборы работают на малых токах и напряжениях. На вход устройства поступает переменное напряжение до 22,5 вольт, с выхода снимается постоянное стабилизированное пяти вольтовое напряжение необходимое для нормальной работы субблоков.
По сравнению с параметрическим блоком питания импульсный блок питания обладает многими плюсами.
Параметрический блок питания обладает большой громосткостью, потребляет больше мощности и выделяет большое количество тепла, требует более массивный радиатор для отвода тепла, имеет меньший коэффициент полезного действия на рассеивание тепла.
1.5 Описание проблемной ситуации
Преимуществом разработанного устройства по сравнению с близкими к нему по принципу действия другими устройствами является то, что для поддержания постоянной величины выходного напряжения используется принцип широтно-импульсной модуляции. Величина выходного напряжения не будет зависеть от амплитуды импульсов.
Отечественная промышленность выпускает узкую номенклатуру устройств такого типа.
Зарубежные устройства хотя и обладают преимуществом в работе, но их цена высока и малодоступна среднем покупателям.
Поэтому была поставлена задача разработать устройство, удовлетворяющее потребности.
1.6 Конструкторская часть
1.6.1 Назначение, область применения, технические данные проектируемого электронного устройства
Предназначен для обеспечения субблоков систем ЧПУ 2Р22, 2Р42, стабилизированным напряжением питания, необходимым для работы микросхем ТТЛ логики.
Технические данные:
| Канал. | 1 |
| Входное номинальное напряжение. | 22,5В |
| Выходное напряжение. | 5В |
| Максимальный ток нагрузки. | 10А |
| Нестабильность выходного напряжения. | 1% |
1.6.2 Описание работы проектируемого устройства по функциональной схеме
Функциональная схема стабилизатора напряжения состоит из следующих блоков:
-схема сравнения (транзистор VI9, резистор R27, стабилитрон V20);
-задающий генератор (транзисторы V16, V17, резисторы R23, R25, R26, конденсатор С9);
-интегрирующая цепь (резисторы R21, R23,
конденсатор С8);
-модулятор длительности импульсов (транзисторы V13, V14, резисторы R8—R12);
-усилитель мощности (транзисторы V9, V10, резисторы R1, R2, R4, R16);
-параметрический стабилизатор (диод V5, конденсаторы С5, С7, резистор RЗ, стабилитрон V12);
-делитель напряжения (резисторы R28—RЗО, диоды V21—V23);
-защита от перегрузки (транзисторы V15, V18, резисторы R5— R7, R17, R24, конденсатор С10);
-защита от перенапряжения (тиристор V26, стабилитрон V27, резистор R31);
-высокочастотный фильтр (дроссель L2).
1.6.3 Описание работы проектируемого устройства по принципиальной схеме
Постоянное напряжение, получаемое от выпрямителя, преобразуется при помощи транзисторного ключа в прямоугольные импульсы, следующие с постоянной частотой. Эти импульсы поступают на сглаживающий фильтр. На выходе фильтра выделяется постоянное (выходное) напряжение, равное среднему значению импульсного напряжения, подаваемого на вход фильтра.
Для поддержания постоянной величины выходного напряжения используется принцип широтно-импульсной модуляции. Величина выходного напряжения не будет зависеть от амплитуды импульсов.
Среднее значение импульсного напряжения будет поддерживаться на одном уровне, если при увеличении или уменьшении амплитуды импульсов, что происходит при изменении напряжения сети, соответственно уменьшать или увеличивать длительность импульсов на выходе транзисторного ключа.