|
Предварительный усилитель мощности коротковолнового передатчика мощностью 40 Вт
table> | |
Номер и наименование элемента | Кол-. элем. j-го типа | Интенс. отказов ?оj 10-6, 1/час | Поправочные коэффициенты | Интен. отказов с учетом усл.экспл, n?jkэ | | | | | k1j | k2j | k1,2j | k3j | k4j | | | | 1. Резисторы | 47 | 0,5 | 1,04 | 1,03 | 1,07 | 1 | 1 | 3,6 | 84,6 | | 2. Переменный резистор | 2 | 1,65 | 1,04 | 1,03 | 1,07 | 1 | 1 | 3,6 | 11,88 | | 3. Конденсатор | 42 | 0,31 | 1,04 | 1,03 | 1,07 | 1 | 1 | 3,6 | 46,87 | | 4. Переменный конденсатор | 4 | 0,02 | 1,04 | 1,03 | 1,07 | 1 | 1 | 3,6 | 0,29 | | 5. Диод | 4 | 0,439 | 1,04 | 1,03 | 1,07 | 1 | 1 | 3,6 | 6,32 | | 6. Транзистор | 9 | 0,740 | 1,04 | 1,03 | 1,07 | 1 | 1 | 3,6 | 23,98 | | 7. Индуктивность | 12 | 0,50 | 1,04 | 1,03 | 1,07 | 1 | 1 | 3,6 | 21,6 | | 8. Трансформатор | 6 | 1,090 | 1,04 | 1,03 | 1,07 | 1 | 1 | 3,6 | 23,54 | | 9, Разъем | 4 | 0,15 | 1,04 | 1,03 | 1,07 | 1 | 1 | 3,6 | 2,16 | | 10. Основание ПП | 1 | 0,008 | 1,04 | 1,03 | 1,07 | 1 | 1 | 3,6 | 0,029 | | 11. Пайка | 315 | 0,117 | 1,04 | 1,03 | 1,07 | 1 | 1 | 3,6 | 132,68 | | | Из таблицы 2 получаем, что Уточнённый расчёт. Уточнённый расчёт показателей безотказности производится, когда конструкция объекта в основном определена. Здесь, прежде всего, учитывается отклонение электрической нагрузки ЭЭС и окружающей их температуры от номинальных значений, кроме того, анализируется изменение ПН при используемой системе обслуживания. Интенсивности отказов элемента j-го типа уточнённая и всей схемы рассчитываются по формулам: где aj - поправочный коэффициент, определяемый как функция коэффициента кн,j, учитывающего электрическую нагрузку, и температуры Тj для элемента j-го типа. Значения коэффициента Тj для элементов с учетом их температуры приведены в приложении 2 в таблице П 4.1, П 4.2, П 4.3, П4.4. Для удобства расчёта заполняется таблица 3. Коэффициенты нагрузки для резисторов и конденсаторов определяются соответственно по формулам: где Wдоп , W - допустимая и средняя мощности рассеяния на резисторе; Uном ,UП - номинальное и постоянное напряжение на конденсаторе; Uим - амплитуда импульсного напряжения. Для транзисторов в качестве Кн берётся максимальный из следующих коэффициентов: Uкэ/Uкэ,д ; Uкб/Uкб,д ; Uэб/Uэб,д ; W/Wд, где Uкэ, Uкб, Uэб - прямое напряжение между коллектором и эмиттером, коллектором и базой, эмиттером и базой; Uкэ,д , Uкб, д, Uэб,д - прямое допустимое напряжение между коллектором и эмиттером, коллектором и базой, эмиттером и базой; Wд , W - допустимая и рассеиваемая на транзисторе мощности. Для диодов коэффициент нагрузки берётся с учётом коэффициентов по прямому току (Iпр), обратному току и напряжению (U), т. е. Кн = max{ Iобр.раб./Iобр.ном.; Iобр.раб./Iобр.ном.; Uраб/Uном }. Рекомендуемые значения коэффициентов нагрузки различных ЭЭС приведены в приложении 4 [2]. Таблица 4. Исходные данные для уточненного расчета.|
Номер и наименование элемента | Кол-во элементов j-го типа | Интенсивность отказов с учетом усл.экспл, ?эj | Поправочные коэффициенты | Уточненная интенсивность отказов ?эj aj | Уточненная интенсивность отказов элементов nj ?j aj 1/ч | | | | | Kнj | ТjC | aj | | | | 1. Резисторы | 47 | 84,6 | 0,2 | 30 | 0,27 | 23,4 | 1099,8 | | 2.Переменный резистор | 2 | 11,88 | 0,3 | 40 | 0,33 | 3,6 | 7,2 | | 3. Конденсатор | 42 | 46,87 | 0,4 | 40 | 0,42 | 18,7 | 876,47 | | 4.Переменный конденсатор | 4 | 0,29 | 0,2 | 40 | 0,34 | 0,099 | 0,4 | | 5. Диод | 4 | 6,32 | 0,6 | 40 | 0,41 | 2,59 | 10,36 | | 6. Транзистор | 9 | 23,98 | 0,3 | 60 | 0,19 | 4,56 | 41,04 | | 7.Индуктивность | 12 | 21,6 | 0,5 | 40 | 0,2 | 4,32 | 51,84 | | 8.Трансформатор | 6 | 23,54 | 0,4 | 60 | 0,3 | 7,06 | 42,36 | | 9. Разъем | 4 | 2,16 | 0,6 | 20 | 0,5 | 1,08 | 4,32 | | 10.Основание ПП | 1 | 0,029 | 0,75 | 20 | 0,72 | 0,02 | 0,02 | | 11. Пайка | 315 | 132,68 | 0,45 | 20 | 0,43 | 57,05 | 17970,75 | | |
Уточним значение ?: 1/час, ч. Расчёт надёжности с учётом других видов отказов. Примем к расчёту, что отказы родственных РЭА показывают, что 60 % всех отказов вызвано нарушениями ЭРЭ принципиальной схемы, 30 % - ошибками конструкции и 10 % - нарушениями технологии изготовления и сборки. В этом случае ?????сх Кк Кт, где Кк и Кт- поправочные коэффициенты, учитывающие увеличение интенсивности за счёт ошибок в конструкции и нарушений технологии соответственно. Коэффициенты Кк и Кт: ; Тогда ???20,110-5 1,1 1,5 = 33,2 10-5 1/час Окончательно, с учётом всех видов отказов и с учётом количества плат в приёмнике, получаем: ??= 33,2 10-5 = 0,0312 10-5 1/час; mt = 3120 ч; mв = 2 ч; Кг = 0,999359. Сравним с нормой: 3120 > 3000 ч. По полученным данным можно сделать вывод, что усилитель предварительный КВ по средней наработке на отказ может эксплуатироваться, но учитывая не значительное превышение средней наработки над допустимой наработкой в дальнейшем следует увеличить надежность элементной базы. 4.2 Оценка качестваПоказатель качества , Бi - показатель базового образца; Дi - значение показателя оцениваемого образца. - когда улучшение конструкции характеризуется уменьшением показателя. - когда улучшение конструкции характеризуется увеличением показателя. Оцениваемый образец - предварительный усилитель мощности блока усилителя мощности КВ передатчика. Для данного образца рассматриваем 5 групп показателей для каждой группы , где mi - весовой коэффициент, ; , где k - число группы. Представим показатели качества изделия в таблице 5. Таблица 5. Показатели качества. |
№ | Наименование | Числовое значение | | | | Базов. | Оценв. | qi | mi | qimi | | 1. Группа назначения | | 1,1 | Объем, м3 | 0,02 | 0,02 | 1 | 0,1 | 0,1 | | 1,2 | Масса, кг | 3,5 | 2,8 | 1 | 0,1 | 0,1 | | 1,3 | Потребляемая мощность, Вт | 5 | 4 | 1,2 | 0,2 | 0,24 | | 1,4 | Уровень миниатюризации | 0,037 | 0,04 | 1,08 | 0,3 | 0,324 | | 1,5 | Быстродействие, мс | 15 | 10 | 1,5 | 0,3 | 0,45 | | М1= 0,2 214 M1Q1=0.24 | | 2. Группа надежности | | 2,1 | Безотказность, ч | 3000 | 3120 | 1,04 | 0,4 | 0,416 | | 2,2 | Долговечность, лет | 5 | 5 | 1 | 0,3 | 0,3 | | 2,3 | Ремонтопригодность, баллы | 2 | 2 | 1 | 0,3 | 0,3 | | М2=0,2 =1.016 M2Q2=0.2 | | 3. группа безопасности и эргономики | | 3,1 | Безопасность, баллы | 2 | 2 | 1 | 0,3 | 0,3 | | 3,2 | Гигеенические, баллы | 2 | 2 | 1 | 0,2 | 0,2 | | 3,3 | Антропометрические, баллы | 3 | 3 | 1 | 0,3 | 0,3 | | 3,4 | Психофизиологические, баллы | 3 | 3 | 1 | 0,2 | 0,2 | | М3=0,1 =1 M3Q3=0.1 | | |
Продолжение таблицы 10 |
4. Группа эстетики | | 4,1 | Выразительность, баллы | 2 | 2 | 1 | 0,3 | 0,3 | | 4,2 | Рациональность формы, баллы | 3 | 3 | 1 | 0,3 | 0,3 | | 4,3 | Целостность композиции, баллы | 2 | 2 | 1 | 0,2 | 0,2 | | 4,4 | Совершенство производственного исполнения, баллы | 2 | 3 | 1,5 | 0,2 | 0,3 | | М4=0,2 =1,1 М4Q4=0.22 | | 5. Группа технологичности и унификации | | 5,1 | Трудоемкость, нч | 12,1 | 9,21 | 1,31 | 0,2 | 0,262 | | 5,2 | Материалоемкость, кг | 9 | 8,2 | 1,1 | 0,2 | 0,22 | | 5,3 | Себестоимость, тыс.руб | 1,4 | 1,3 | 1,08 | 0,2 | 0,22 | | 5,4 | Применяемость | 0,5 | 0,6 | 1,2 | 0,2 | 0,24 | | 5,4 | Коэффициент технологичности | 0,58 | 0,46 | 1,26 | 0,2 | 0,25 | | M5=0.3 =1.19 M5Q5=0.33 | | =1.09 | | |
Анализируя результаты сравнения полученных показателей качества базового и рассматриваемого образцов можно сделать вывод, что новый образец качественнее старого на 9%. Заключение В процессе курсовой работы была разработана конструкция предварительного усилителя мощности коротковолнового передатчика, был произведен расчет печатного монтажа, радиатора применяемого для охлаждения, надежности применяемых ЭРЭ и комплексного показателя качества. Полученные результаты показали, что в дальнейшем следует большее внимание уделить разработке и расчетам систем охлаждения и повышению надежности блока. В процессе выполнения курсовой работы, мною были приобретены навыки разработки конструкции блока, расчета его печатного монтажа, надежности применяемых ЭРЭ, теплового режима и качества изделия. Список используемых источников1. Муромцев Ю.Л., Грошев В.Н., Чернышева Т.И. “Надежность радиоэлектронных и микропроцессорных систем”: Учебное пособие/ Московский институт хим. Машиностр. М.: 2006.-104с. 2. Проектирование конструкций радиоэлектронной аппаратуры / Е.М. Парфенов, В.П. Усачев.- М.: Радио и связь, 2003 3. Мощные полупроводниковые приборы. Транзисторы: Справочник/Под ред. А.В. Голомедова.-М.:Радио и связь, 2005. 4. Несущие конструкции радиоэлектронной аппаратуры / П.И. Овсищер, Ю.В. Голованов, В.П. Кровешников и др.; под ред. П.И. Овсищера. - М.: Радио и связь, 1998. - 232 с.; ил. 5. Конструирование и микроминитюаризация радиоэлектронной аппаратуры / П.П. Гелль, Н.К. Иванов-Есипович. - Л.: Энергоатомиздат, 1999. - 536 с. 6. Разработка и оформление конструкторской документации радиоэлектронной аппаратуры: Справ. Пособие / Э.Т. Романычева, А.К. Иванова, А.С. Куликов, Т.П. Новикова. - М.: Радио и связь, 1994. - 256 с.
Страницы: 1, 2, 3
|
|