Дипломная работа: Источник бесперебойного питания мощностью 600 Вт

З таблиці. 1.7.1. отримали сумарну площину SСУМ=49233мм2, тоді визначаємо встановлювану площину всіх елементів на платі, якщо КВСТ=1,2

Визначаємо площину друкованої плати, яка необхідна для установки елементів з врахуванням відстані між елементами і виводами, а також для забезпечення нормальних теплових режимів роботи, по формулі якщо коефіцієнт використання, який враховує все вище сказане рівний

КВИК=0,9, тоді

Визначаємо площу, яка необхідна для розміщення елементів кріплення, що кріплять плату. Приймаємо, що плата кріпиться шістьма гвинтами М3, якщо під один болт відводиться площина SБ=100(мм2).

Визначаємо загальну величину площини плати

Виходячи із отриманої площини плати вибираємо ширину  плати

L=300(мм), тоді довжина  рівна

Приймаємо рівну В=216(мм).

1.7.2. Розрахунок параметрів металізованих отворів.

 Виходячи із діаметрів елементів які ставляться на плату визначимо діаметр металізованого отвору якщо товщина металізованого покриття при металізації гальванічним методом береться

mпок=0,05(мм).

і зазор між виводом і стінкою металізованого покриття береться

К=0,2(мм).

Елементи, які встановлюються мають шість діаметрів виводів:

d1=0,5(мм);

d2=0,6(мм);

d3=0,8(мм);

d4=0,85(мм);

d5=1(мм);

d6=1,2(мм);

тоді

Визначаємо параметри контактних площадок навколо металізованого отвору якщо контактні площадки виконуються в вигляді контактного кільця з обох сторін плати. Якщо необхідна радіальна величина рівна В=0,55, а технологічний коефіцієнт на похибку С=0,1, тоді:

Виходячи з отриманих розмірів металізованих отворів і діаметрів виводів елементів, вибираємо технологічно обумовлені розміри металізованих отворів і отримані дані записуємо в таблицю 2.

Розміри діаметрів отворів і контактних площадок.          Таблиця 1.7.2.   

1.7.3. Розрахунок ширини друкованих провідників.

Ширина друкованих провідників визначається по максимальному струму для різних кіл схеми, якщо допустима густина струму JДОП=30(А/мм2), максимальний струм ІМ=8(А), а товщина металізованого покриття mПОК=0,05(мм), тоді ширина буде рівна

А відстань між провідниками по різниці потенціалів з врахуванням електричних характеристик вибраного метода виготовлення. В нашій схемі в основному максимально можлива напруга не перевищує 450(В), відстань між друкованими провідниками рівна 1,8(мм).

          1.8. Тепловий розрахунок.

Розрахуємо тепловий режим транзистора в імпульсному стабілізаторі напруги.

Повна потужність, що виділяється в транзисторі під час його роботи при перемиканні визначається за формулою:

                                                  Р=Рпер+Рвід+Ркер+Рв                                    (1.8.1)

де:     Р – повна потужність, що розсіюється;

 Рпер – втрати потужності при перемиканні;

Рвідкр– втрати на активному опорі відкритого транзистора;

          Ркер – втрати на керування в ланцюзі затвора;

Рв –  втрата потужності за рахунок витоку в закритому стані.

             Відразу можна відзначити, що втрати потужності, що викликані струмом витоку (Рв), мають дуже маленьке значення, тому ними можна зневажити. Також утрати, що виникають у ланцюзі керування теж мають дуже малі значення, тому формула приймає ви

                           Р=Рпер+Рвідкр.   ,                                                       (1.8.2)

де

                 Рвідкр=RDS(on)I2эф.                                                      (1.8.3)

                                                                                     (1.8.4)

Потужність Рпер визначається

                                                            (1.8.5)

де

           i=IН/n.                                                                             (1.8.5)

           IL=3/0,98=3,06(A).

тоді

Звідси

перевіряємо тепловий режим роботи транзистора

                  ,                                           (1.8.6)

де

tнс – температура навколишнього середовища 35 С.

Rja – тепловий опір кристал-середовище  75 С/Ут.

 С.

За результатами пророблених розрахунків видно, що при використанні транзисторів у режимі ключів і при заданих параметрах роботи перетворювача, необхідно обов'язкове застосування охолоджувальних радіаторів та примусового обдуву. Радіатор вибираємо ребристого типу з [10] ст. 221.

1.9. Розрахунок надійності радіопристрою.

Надійність - це властивість виробу виконувати задані функції в певних умовах експлуатації при збереженні значень основних параметрів в заданих межах.

Надійність характеризується рядом розрахункових показників, найбільш важливими з яких є інтенсивність відмов, середня наробка до відмови, імовірність безвідмовної роботи.

Ймовірність безвідмовної роботи вказує на те, яка частина виробів із заданої їх кількості буде працювати безвідмовно протягом заданого часу tp. Для більшості радіоелектронних пристроїв ймовірність безвідмовної роботи залежить як від фізичних властивостей, так і від часу tp, протягом якого пристрій повинен працювати безвідмовно:

                                                 (1.11.1.)

Інтенсивністю відмов називають кількість відмов за одиницю часу, що приходиться на один виріб, який продовжує працювати в даний момент часу:

                                                       (1.11.2) 

Інтенсивність відмов апарата що, складається з m різних елементів, визначають по формулі:

                         (1.11.3)

Розрахунок надійності проводимо в такій послідовності:

1. Складаємо таблицю вихідних даних для розрахунку, визначаємо конструктивну характеристику компонентів, кількість компонентів по групах, розраховуємо інтенсивність відмов λі для кожної з груп компонентів:

                                             (1.11.4)

де:  m- кількість компонентів в одній групі.

Вихідні дані для розрахунку надійності зводимо в таблицю 1.11.1.

             Вихідні дані розрахунку надійності.                         Таблиця 1.11.1                                                                       

 2. Для врахування умов експлуатації знаходимо поправочні коефіцієнти , ,  і по формулі (1.11.5) розраховуємо поправочний коефіцієнт . Приймаємо  , , .

                   (1.11.5)

 3. Розрахунок інтенсивності відмов проводимо по формулі:

                                          (1.11.6)

 4.Середню наробку до відмови розраховуємо по формулі:

                                                                                             (1.11.7)

 5. Проводимо розрахунок імовірності безвідмовної роботи радіопристрою по формулі (1.11.1):

                                                           -λHtρ                         (1.11.1.)

      де    - основа натурального логарифма;

              - інтенсивність відмов;

              - час випробувань.

Результати розрахунків імовірності безвідмовної роботи радіопристрою записуємо в таблицю 1.11.2.

                  Результати розрахунку надійності.                          Таблиця 1.11.2  

 6. По результатах розрахунків будуємо графік залежності імовірності безвідмовної роботи радіопристрою від часу :

               Рис. 1.11.1. Графік залежності імовірності безвідмовної роботи

радіопристрою від часу.

Розділ 2. Економічний розрахунок.

Метою даного розділу дипломного проекту  є виконання необхідних розрахунків організаційно-економічних показників. Даний розділ включає:

1. Розрахунок собівартості пристрою.

2. Визначення ціни пристрою.

3. Оцінка рівня якості пристрою.

4. Визначення ціни споживання.

5. Визначення ринкової ціни.

6. Прогноз збуту.

7. Прибуток від реалізації.

Економічний розрахунок будемо проводити з урахуванням того, що виробництво радіопристрою дрібносерійне.

2.1.   Аналіз ринку.

Блок безперебійного живлення  призначений для живлення різноманітної електричної і електронної апаратури стабілізованою напругою 220В, в тому числі пристроїв охоронної, пожежної та охоронно-пожежної сигналізації, живлення апаратури на АТС,  живлення персональних компютерів. 

          Перевагами нової розробки є високий ККД та більша вихідна потужність. Можливі обсяги продажу виробу приблизно 100 шт. у рік. Найближчим аналогом даного блоку є блок  живлення  PW5115 фірми Powerware, його ми й беремо за базовий виріб.

2.2 Розрахунок рівня якості

2.2.1. Основнi  технiчнi параметри радіопристрою.

Технiчнi параметри характеризують якicть виробу. Якiсть – сукупність властивостей, якi роблять його здатним виконувати заданi функцiї, тим самим задовольняти відповідні вимоги. Конкурентоздатнiсть – ступiнь вiдповiдностi товару в даний момент вибраному ринку по технiчним, економiчним, експлуатацiйним характеристикам.

Основними показниками даного виробу є:

1. Вихідна напруга.

2. Коефіцієнт корисної дії.

3. Вихідна потужність.

4. Частота мережі.

5. Вихідний струм.

2.2.2. Визначення важливості кожного показника.

Наступним етапом пiсля вибору важливiших показникiв є ранжування показникiв по ступенi iх важливостi. Самому важливому присвоюється ранг 1, менш важливому ранг 2 i так далi.

Результати занесемо в таблицю 2.1.1

      Показники ранжування по ступені важливості.                 Таблиця 2.2.1.

де :                                                                                (2.2.1)

                                                                                            (2.2.2)

Проведемо перевiрку придатностi експертних оцiнок. Перевiрка проводиться на основi розрахунку коефiцiєнта відповідності експертних оцiнок.

Коефіцієнт відповідності:

                                                                             (2.2.3)

                                                      (2.2.4)

де:

N – кількість експертів

n – кількість оцінок

Коэфіцiент відповідності може приймати значення .

В випадку, коли W=1 – повна відповідність експертiв. Розрахований коефiцiєнт зрiвнюється з мiнiмально припустимою Wн. При умовi  отримані данi заслуговують довiри i придатнi для подальшої роботи. Для радiотехнiчних пристроїв Wн=0,77

Отриманий результат придатний для подальшого використання

Для оцінки рівня якості виробу використовуємо узагальнюючий показник - коефіцієнт технічного рівня:

                                                  Кт.р=åφ і· qі                                            (2.2.5) 

де: 

      φ і – відносний (одиничний) показник якості.

      q і – коефіцієнт вагомості.

Якщо залежність між параметром і якістю лінійна, то відносні показники обчислюються по формулах:

                                                   q і  = РНі/ РБі                                                  (2.2.6)

та

                                                   q і  = РБі/ РНі                                           (2.2.7)

Якщо залежність між параметром і якістю нелінійна, то відносні показники обчислюються по формулах:

                                                 q і  =lg(РНі/ РБі)+1                                     (2.2.8)

та  

                                                 q і  =lg(РБі/ РНі)+1                                     (2.2.9)

де:  РНі , РБі   - числові значення  і -го  параметра  відповідно  нового  і  базового  виробів.

В якості базового виробу візьмемо  блок безперебійного живлення PW5115 фiрми Powerware.

Результати розрахунку зведемо в таблицю 2.2.2.

Результати розрахунків.                                                   Таблиця 2.2.2.

Визначимо коефіціент важливості кожного показника

Скористуємось засобом експертних оцінок. Експерти незалежно один від одного порівнюють між собою показники, оцінюючи що важнiше. В оцiнцi беруть участь не менше 5 експертів.

При цьому якщо показник “>” то ставимо коефіціент 1.5

Якщо показник “<” то ставимо коефіціент 0.5

Якщо показник “=” то ставимо коефіціент 1.

На підставі таблиці побудуємо матрицю, куди перенесемо числові значення оцінок

               Експертна оцінка.                                                          Таблиця 2.2.3 

Визначення важливості кожного показника визначимо в два кроки:

1-й крок: визначимо bi - суму числових значень оцінок (сума по рядку);

                                                 Kbi=bi/åbi;                           (2.2.10)

2-й крок: визначимо bi1:

                               bi1=ai1*b1+ai2*b2+….+ain*bn             (2.2.11)

Результат занесемо в таблицю 2.1.4

                 Значення показників.                                                 Таблиця 2.1.4. 

Перша ітерація:                           

                                                       φi=bi/åbi                            (2.2.12)

                                                          bi=åaij                             (2.2.13)

де:  bi - вагомість і-го параметра

Друга ітерація:

                                                        φi=bi/åbi                            (2.2.14)

                                              bi=ai1b1+ai2b2+...+ ainbn                 (2.2.15)

де:  bi - вагомість і-го параметра

 Рівень якості виробу

КТ.Р.=0.12*1.25 +0.3*1.05+ 0.19 *1.25+ 0.24 *1.0+0. 15*1.0=1.1

Таким чином, рівень якості радіопристрою, що розробляється  рівний  1.1.

2.3. Розрахунок собівартості радіо пристрою.

Згідно з ТЗ виробництво джерела безперебійного живлення – дрібносерійне, тому надалі будемо користуватися  відповідними нормативами і методикою.

2.3.1 Розрахнок витрат на придбання матеріалів

Витрати на придбання матеріалів обчислюються на підставі норм їх витрачання і цін з урахуванням транспортно-заготівельних витрат. Розрахунок по вартості матеріалів занесені до таблиці 2.3.1

Вартість матеріалів.                                                           Таблиця 2.3.1.

2.3.2. Розрахунок затрат на покупні вироби і напівфабрикати.

В дану статтю включається вартість готових виробів, придбаних для укомплектовки блока живлення. Покупні вироби визначаються по схемі електричній-принциповій. Розрахунки занесені в таблицю 2.3.2

 Покупні вироби.                                                              Таблиця 2.3.2. 

2.3.3. Розрахунок основної заробітної плати.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6