Аккумуляторные зарядные устройства

 

Корпус диода приведен на рисунке 3.4

Рисунок 3.4 – Диод 1N4007

 

 

 

Транзистор 2N2907

Параметры транзистора приведены в таблице 3.6

 

Таблица 3.6 – Параметры транзистора

Параметр	Значение
Структура	PNP
Макс. напр. к-б при заданном обратном токе к и разомкнутой цепи э.(Uкбо макс),В	900
Макс. напр. к-э при заданном токе к и разомкнутой цепи б.(Uкэо макс),В	800
Максимально допустимый ток к ( Iк макс.А)	3
Статический коэффициент передачи тока h21э мин	10
Граничная частота коэффициента передачи тока fгр.МГц	18
Максимальная рассеиваемая мощность ,Вт	40

 

Транзистор KN2222

Параметры транзистора приведены в таблице 3.7

 

 

Таблица 3.7 – Параметры транзистора

Параметр	Значение
Структура	NPN
Макс. напр. к-б при заданном обратном токе к и разомкнутой цепи э.(Uкбо макс),В	1200
Макс. напр. к-э при заданном токе к и разомкнутой цепи б.(Uкэо макс),В	700
Максимально допустимый ток к ( Iк макс.А)	2
Статический коэффициент передачи тока h21э мин	120
Граничная частота коэффициента передачи тока fгр.МГц	25
Максимальная рассеиваемая мощность ,Вт	35

 

Транзистор IRF4903

Параметры транзистора приведены в таблице 3.8

 

Таблица 3.8 – Параметры транзистора

Параметр	Значение
Структура	n-канал
Максимальное напряжение сток-исток Uси, В	75
Максимальный ток сток-исток при 25 С Iси макс.. А	106
Максимальное напряжение затвор-исток Uзи макс., В	20
Сопротивление канала в открытом состоянии Rси вкл., мОм	7
Максимальная рассеиваемая мощность Pси макс.. Вт	200
Крутизна характеристики, S	100
Корпус	d2pak
Пороговое напряжение на затворе	2…4

 

Микросхема MAX713

Параметры микрочхемы приведены в таблице 3.9

 

 

Таблица 3.9 – Параметры микросхемы

Параметр	Значение
Тип батареи	NiCd, NiMH
Входное напряжение, В	42
Напряжение батареи, В	12
Ток заряда, А	5

 

 

3.2 Обоснование выбора  материалов и покрытий

 

 

При выборе материала печатной платы следует учитывать сохранение максимальной прочности печатной платы. Поэтому выбираем толщину печатной платы 2,5 мм с двухсторонней металлизацией 35 мкм, что позволит сохранить работоспособность платы при воздействии механических нагрузок, возможных при незначительной деформации корпуса, а так же при механосборочных работах во время изготовления и ремонта устройства. Материал основания печатной платы – стеклотекстолит. Такой выбор основывается на особенностях материала сохранять свои габаритные размеры и форму при воздействии дестабилизирующих факторов. Марка материала СФ 2-35-2,5.

Пайка платы будет выполняться припоем ПОС-61, в состав которого входит безкислотный флюс «Halogenfrei». Дополнительно для достижения лучших результатов пайки будет использован флюс «Indium» марки WF-9942.

Покрытие печатных проводников, контактных площадок и метализированных отверстий осуществляется сплавом Розе ТУ6-09-4065-75.

Покрытие платы выполняется защитным составом ФТОРЕЛ, предотвращающим выход устройства из строя или кратковременную потерю работоспособности при воздействии дестабилизирующих факторов.

В качестве покрытия будет применен УР-231. Он обеспечивает хорошую защиту платы и ЭРЭ от воздействия климатических факторов, а также повышает и ее механическую жесткость. При этом он дешевле лака ЭП-730.

Маркировочная краска разрабатываемого функционального узла должна отвечать следующим требованиям:

• возможность автоматического нанесения в условиях крупносерийного производства;
• механическая прочность;
• хорошая адгезия к маркируемой поверхности;
• диапазон рабочих температур от - 60 до +450 С;
• рекомендация к маркировке стеклотекстолита.

Всем этим требованиям в полной мере удовлетворяет краска МЛ-283. Предлагается использовать краску белого цвета. Свойства краски МЛ-283: диапазон температур от - 60 до +1500 С; обладает механической прочностью, маслостойкостью, хорошей адгезией к маркируемым материалам, водостойкостью, спиртобензиностойкостью.

Устройство не требует экранирования от внешних электромагнитных излучений, соответственно может быть применен корпус из материала, непроводящего электрический ток. Исходя из этого и учитывая, что стоимость устройства должна быть небольшой выбираем материал корпуса и серии пластмасс. Отсюда получаем, что корпус устройства лучше всего изготовить из пластмассы фенопласт марки К-15-202 ТУ 2475-51 горячим прессованием.

 

 

3.3 Разработка компоновки  устройства

 

 

Компоновка блока – это процесс размещения ЭРЭ и деталей несущих конструкций в пространстве, ограниченном размерами и конфигурацией кожуха, с учетом функциональных, геометрических, механических и других видов связей между элементами с одновременным решением вопросов обеспечения ремонтопригодности, теплового режима и защиты устройства от влияния внешних дестабилизирующих факторов. Блоки конструктивно состоят из следующих составных частей: печатных узлов, корпусов с элементами крепления узла в блоке и блока в месте использования; соединительных разъемов, элементов управления, вынесенных на лицевую панель; элементов монтажа.

В результате компоновки должны быть определены геометрические размеры, форма, ориентировочная масса изделия и взаимное расположение всех элементов в конструкции.

При внутренней компоновке необходимо удовлетворять основным требованиям:

• между отдельными элементами, узлами, блоками, приборами должны отсутствовать паразитные электрические взаимосвязи, которые могут существенно изменить характер полезных взаимосвязей и нарушить нормальное функционирование изделия;
• тепловые поля возникающие в РЭА вследствие перегрева отдельных элементов, не должны ухудшать технические характеристики аппаратуры;
• необходимо обеспечить легкий доступ к деталям, узлам, блокам в конструкции для ремонта, контроля и обслуживания;
• расположение элементов конструкции должно так же обеспечивать технологичность монтажа и сборки с учетом использования автоматизации этих процессов;
• габариты и масса изделия должны быть минимально возможными.

Паразитные обратные связи определяются взаимным расположением отдельных частей конструкции и соединяющих их проводников и могут возникать не только между отдельными элементами, но и между узлами, блоками, приборами, что нарушает устойчивость работы схемы. Для устранения паразитных обратных связей, прежде всего, необходимо рациональное размещение элементов в конструкции. Однако этого иногда недостаточно и приходится применять различные конструкционные меры.

При компоновке элементов разрабатываемого изделия на плате следует руководствоваться следующими принципами:

• достижение максимальной эргономики при расположении кнопок и индикаторов. В устройстве будет использована одна кнопка и три индикатора, они будут расположены рядом, что позволит оценить правильность выбранного режима;
• разъем рекомендуется установить с края платы, чтобы упростить подключение внешнего источника питания и заряжаемого аккумулятора;
• остальные элементы располагаются таким образом, чтобы дорожки имели минимальную длину.

 

 

3.4 Выбор способа  монтажа

 

 

В настоящее время применяются следующие виды монтажа печатных плат:

Навесной монтаж — способ монтажа электронных схем, когда расположенные на изолирующем шасси радиоэлементы соединяются друг с другом проводами или непосредственно выводами.

Промышленные и любительские ламповые конструкции навесного монтажа используют металлические шасси (соединённые с общим проводом схемы или непосредственно выполняющие роль общего провода. Ламповые и релейные панели, трансформаторы, дроссели и прочие крупногабаритные детали крепятся непосредственно к шасси, мелкие резисторы и конденсаторы — распаиваются непосредственно к выводам панелей и крупных деталей, либо к контактным лепесткам (контактным колодкам), изолированным от шасси. При заводском изготовлении монтажники руководствуются технологическими картами, чтобы не пропустить элемент или перемычку. Надёжность промышленных изделий, выполненных навесным монтажом, в целом ниже, чем у аналогов на печатных платах. Ремонтопригодность — выше, в том числе за счёт меньшей плотности компонентов и простоты доступа к ним.

В массовой электронике навесной монтаж применялся до 50—60-х годов, впоследствии уступив место печатным платам; за навесным монтажом осталась ниша — коммутация трансформаторов и аналогичных крупногабаритных изделий.

Навесной монтаж остаётся наиболее уместным способом монтажа ламповой техники — как из-за конструктива ламповых панелей и крупногабаритных трансформаторов, так и из-за лучшего температурного режима отдельных компонентов, эффективной механической развязки ламп, возможности оптимального подбора сечения соединительных проводников и сокращения общего числа паяных соединений в цепи сигнала. Для лучшей механической развязки ламп соединительные провода (а также вывод резисторов и конденсаторов, распаиваемые непосредственно к ламповым панелям) формуются с S-образными изгибами, избегая прямых, жёстких перемычек.

Монтаж в отверстия:

Технология монтажа в отверстия (Through Hole Technology, THT), также называемая иногда штырьковым монтажом , является родоначальником подавляющего большинства современных технологических процессов сборки электронных модулей. Также существует ряд распространенных, но не совсем корректных названий данной технологии, например, DIP-монтаж (название происходит от типа корпуса – Dual In-Line Package – корпус с двухрядным расположением выводов, широко применяемого, но не единственного в данной технологии) и выводной монтаж (название не совсем корректно, поскольку монтаж компонентов с выводами применяется и во многих других технологиях, в т. ч. в поверхностном монтаже).

Фактически данная технология появилась вместе с началом использования монтажных плат, как метода выполнения электрических соединений. До этого монтаж компонентов осуществлялся пространственно путем крепления выводов компонентов к металлическим контактам на конструктивных элементах устройства, либо соединением выводов компонентов между собой. Применение монтажных плат перенесло конструирование узлов из пространства на плоскость, что значительно упростило как процесс разработки конструкций, так и изготовление устройств. Появление печатного монтажа в дальнейшем привело к революции в технологичности и автоматизации проектирования электронных устройств.

Технология монтажа в отверстия, как следует из названия, представляет собой метод монтажа компонентов на печатную плату, при котором выводы компонентов устанавливаются в сквозные отверстия платы и припаиваются к контактным площадкам и/или металлизированной внутренней поверхности отверстия.

Широкое распространение технология монтажа в отверстия получила в 50-х – 60-х годах XX века. С тех пор значительно уменьшились размеры компонентов, увеличилась плотность монтажа и трассировки плат, было разработано не одно поколение оборудования для автоматизации сборки узлов, но основы конструирования и изготовления узлов с применением данной технологии остались неизменны.

В настоящее время технология монтажа в отверстия уступает свои позиции более прогрессивной технологии поверхностного монтажа, в особенности, в массовом и крупносерийном производстве, бытовой электронике, вычислительной технике, телекоммуникациях, портативных устройствах и других областях, где требуется высокая технологичность, миниатюризация изделий и хорошие слабосигнальные характеристики.

Тем не менее, есть области электроники, где технология монтажа в отверстия по сей день является доминирующей. Это, прежде всего, силовые устройства, блоки питания, высоковольтные схемы мониторов и других устройств, а также области, в которых из-за повышенных требований к надежности большую роль играют традиции, доверие проверенному, например, авионика, автоматика АЭС и т.п.

Также данная технология активно применяется в условиях единичного и мелкосерийного многономенклатурного производства, где из-за частой смены выпускаемых моделей автоматизация процессов неактуальна. Эта продукция, в основном, выпускается небольшими отечественными предприятиями как для бытового, так и для специального применения.

Поверхностный монтаж — технология изготовления электронных изделий на печатных платах, а также связанные с данной технологией методы конструирования печатных узлов.

Технологию поверхностного монтажа печатных плат также называют ТМП (технология монтажа на поверхность), SMT (surface mount technology) и SMD-технология (от surface mounted device — прибор, монтируемый на поверхность). Она является наиболее распространенным на сегодняшний день методом конструирования и сборки электронных узлов на печатных платах. Основным ее отличием от «традиционной» технологии монтажа в отверстия является то, что компоненты монтируются на поверхность печатной платы, однако преимущества технологии поверхностного монтажа печатных плат проявляются благодаря комплексу особенностей элементной базы, методов конструирования и технологических приемов изготовления печатных узлов.