• По величине рассеиваемой мощности (К_м =0,5…0,6).
• По   типу   проводящего   слоя – непроволочные,   проволочные 
  (подстроечные).
• По максимальному рабочему напряжению (например МЛТ – 2 Вт 
  имеет U_{раб max}>750 В, а МЛТ – 1 Вт имеют U_{раб max} <750 В).
• По классу точности от ± 0,1 % до 20 %.

• По температурному коэффициенту сопротивления (ТКС).

Выбираем  резисторы типа МЛТ.

4.      КОНДЕНСАТОРЫ выбираются:

• По типу - электролитические С > 1-2 мкФ,

   - керамические и прочие С < 1 мкФ,

• По номинальному напряжению: U _ном ≥ (1,3 - 1,5) U_раб, которое должно 
  быть  в   1,5  раза большим рабочего  напряжения  с учетом  переменной 
  составляющей.
• По классу точности: ± 1 % до 90 %.
• По температурному коэффициенту емкости (ТКЕ).

    В зарядном устройстве используются конденсаторы С1, С2, С3, С4, С5,С6, С7, С8, С9, С11, С12, С13 -типов К50-16, К50-12; С10, С14, С15-КМ-6.

    5.     ДИОДЫ выбираются:

• По максимально выпрямляемому току I_{о max}.
• По максимально допустимому обратному напряжению U_{обр max}.
• Прямой рассеиваемой мощности Р _пр.
• Стабилитроны  выбираются  по  напряжению  стабилизации  (U_cт), 
  пределам рабочего тока стабилизации (I_{ст min} и I_{ст max}) и, как правило, выбираются 
  по наименьшему току стабилизации с целью экономии потребляемого тока.

    Выпрямитель VD1 целиобразно выполнить на выпрямительном блоке типа КЦ 405Д. В блоке питания целесообразно использовать стабилитроны VD2 типа Д814Д.

6.      Трансформатор Т1 - стандартный типа ТС-180 (магнитопровод

ПЛ20x40x50).  Обмотка I содержит 4500 витков провода ПЭВ-2 с диаметром 0,25 мм с отводом от середины, обмотка II - 430 витков провода ПЭВ-2 с диаметром 1,95мм. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       2 Расчетная часть

        

       2.1 Электрический расчет  каскадов 

1. Расчет  трансформатора

       Исходными параметрами расчета  являются:

       а) напряжение питающей сети переменного  тока U₁, В; частота тока сети f_c, Гц;

       б) напряжение на вторичных обмотках U₂, U₃,…, U_n, В; токи вторичных     обмоток I₂, I₃,…,I_n, A или мА;

             В данном случае имеем: U₁= 220 B; f_c= 50 Гц; U₂= 5 B; I₂= 0,065 A.

           

          Порядок расчета трансформатора.

       Определение габаритной (потребляемой нагрузкой) мощности Р_г, ВА:

       в общем случае и для однофазного  мостового выпрямителя

                   Р_г = U₂I₂ = 5∙0,065= 0,325 Bт                    (1)

       Затем выбирается тип магнитопровода — 1511.

       Необходимые для расчета параметры:

       B = 1,1 Тл – магнитная индукция; J = 4,8 A/мм² – плотность тока;k_o =0,22 – коэффициент заполнения окна медью обмоток;  η = 0,85 – КПД трансформатора. Коэффициент заполнения сечения магнитопровода сталью k_c = 0,93 – в соответствии с выбранным типом магнитопровода.

       Определение тока первичной обмотки I₁ производится в соответствии с выражением:

                         I₁ = P_г/U₁η cos φ₁ = 0,325/43,56 = 0,007 A,  (2)                            (2)   

       где cos φ₁ – коэффициент мощности трансформатора, при активной нагрузке вторичных обмоток cosφ₂ = 1; cosφ₃ = 1; cosφ₁ = 0,9.

       Определение исходной расчетной величины – произведения S_cS_o, см⁴, для выбора типоразмера магнитопровода производится по выражению

       S_cS_o = P_г10²/(1,11 (1+ 1/η)fBJk_ok_c = 32,5·1,1·4,8·0.22·0,93) = 25 см.        (3)                                               

       Для малых мощностей (до 100 – 200 ВА) при  напряжениях менее 1 кВ следует отдать предпочтение  броневым магнитопроводом (трансформатором) как ленточным, так и из пластин, поскольку они просты по конструкции и наиболее технологичны.

       При мощностях, составляющих несколько  сотен вольт-ампер, и на частоте 50 Гц, а также при мощностях до нескольких киловольт-ампер и на частоте 400 Гц наиболее перспективными являются стержневые трансформаторы с  двумя катушками на ленточных магнитопроводах.

       С учетом этих положений и рассчитанного  S_cS_o выбираем магнитопровод типа ШЛ20-32 и одновременно определяем следующие данные этого магнитопровода: S_c = 5,24 см² – активное сечение стержня; C = 20 мм – ширина окна; h = 50 мм – высота окна.

       Определение числа витков обмоток производится по выражениям:

       w₁ = U₁(1-∆U_1%/100)10⁴/4,44fBS_c = 220(1-5/100)∙10⁴/4,44∙50∙1,1∙5,24 =                                                =4500(витков);                                                      (4)

       w₂ = U₂(1 + ∆U_2%/100)10⁴/4,44fBS_c = 5(1+10/100)∙10⁴/4,44∙50∙1,1∙5,24=

                                        = 430 (витков),                                                         (5)

       где ∆U_1% = 5 и ∆U_2% = 10 – относительные падения напряжения в обмотках

       Определение сечения провода обмоток, мм², производится по формуле:

                              q_пр = I/J = 0,007/4,8 = 0,014 мм²,                                               (6)

       где J – плотность тока в обмотках.

       Определение возможности размещения обмоток  в окне выбранного магнитопровода производится после расчета необходимой ширины окна. С этой целью определяется толщина каждой обмотки трансформатора, для чего:

       а) определяется число витков первичной  обмотки в одном слое:

                      w₁₁ = (h - 2ε₁)/d₁ = (50-2∙5)/0,1 = 400 (витков),                       (7)    

       где h – высота окна магнитопровода, мм; ε₁ = 2–5мм — расстояние обмотки до ярма; d₁ – диаметр провода обмотки, мм.

       б) определяется число слоев обмотки

                     m₁ ≈ w₁/w₁₁ = 4500/400= 11 (слоев),                                           (8)

       в) определяется толщина обмотки

                       δ₁ = m₁(d₁ + γ₁) = 11 (0,1 + 0,07) = 1,87 мм,                                (9)

       где γ₁ – толщина изоляционной прокладки, которая применяется, если напряжение между слоями превышает 50 В (γ₁ = 0,05–0,08 мм).

       Аналогичным образом определяется число витков вторичной обмотки в одном  слое:

                  w₁₂ = (h - 2ε₁)/d₁ = (50 - 2·3)/0,1 = 440 (витков);                         (10)      

       число слоев вторичной обмотки:

                        m₂ = w₂/w₁₂ = 430/440 = 1 (слой);                                     (11)

       толщина вторичной обмотки:

                  δ₂ = m₂ (d₁ + γ₁) = 1· (0,1 + 0,07) = 0,17 мм.                              (12)     

       Наконец, после определения толщины каждой из обмоток δ₁, δ₂,…, δ_n можно рассчитать необходимую ширину окна, мм, которая для броневого магнитопровода выражается следующим образом:

       C_необх. = k(ε₂+δ₁+δ_1,2+δ₂+δ_2,3+…+δ_n-1+δ_n-1,n +δ_n+ε₃)+ε₄ = 1,2٠(1,5 + 9,7  +0,5 +                      +0,45+ 0,5 +0,5) + 3 = 11,2,                                                            13)

       где k – коэффициент разбухания обмоток за счет неплотного  прилегания слоев,  k = 1,2-1,3; ε₂ = 1,0-2,0 – толщина изоляции между обмотками и стержнем, она выполняется из электрокартона или гетинакса;δ_1,2,δ_2,3,δ_n-1,n – толщина изоляции между обмотками, она выполняется обычно из лакоткани и составляет 0,5-1,0 мм;ε₃=0,5-1,0 мм – толщина наружной  изоляции катушки; ε₄=1-4 мм – расстояние от катушки до второго стержня.

       Полученное  значение С_необх. сравнивается с С – шириной окна выбранного магнитопровода, причем С должно быть не меньше С_необх., т.е. С ≥ С_необх.

20 >11,2 – условие выполняется. 

       2.1.2 Расчет параметрического  стабилизатора

       Расчет  проводится для стабилитрона VD2, подключенного к источнику +14,65 В через резистор R1(рисунок 5)

       Рисунок 5 – Параметрический стабилизатор 

        В качестве стабилитрона используется  стабилитрон Д814Д, имеющий напряжение стабилизации и ток стабилизации

Исходные  данные для расчета параметрического стабилизатора:

                    В.

Исходя  из исходных данных, находим сопротивление  резистора:

 

2.2 Расчет надежности печатного узла

       Надежность  – свойство изделия сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонта и транспортирования.

       Надежность  РЭС в конечном итоге зависит  от количества и качества входящих в него ЭРЭ, качества сборки, условий эксплуатации и от своевременности обслуживания и ремонта.

Качественными характеристиками надежности являются:

• безотказность;
• ремонтопригодность;
• долговечность;
• сохраняемость.

       Безотказность – свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки.

       Ремонтопригодность  свойство изделия, заключающееся в  его приспособленности к предупреждению и обнаружению возможных причин возникновения отказов, повреждений и устранению их последствий путем проведения ремонтов и технического обслуживания. Аппаратуру, которая удовлетворяет указанным требованиям, называют ремонтопригодной.

       Долговечность свойство изделия сохранять работоспособность  до наступления предельного состояния при выполнении установленных требований по техническому ремонту и обслуживанию.

       Сохраняемость свойство изделия сохранять непрерывно исправное и работоспособное состояние в течение, и после хранения или транспортировки.

       Предельное  состояние это состояние устройства, при котором его дальнейшей эксплуатация должна быть прекращена.

       Если  при работе или хранении аппаратуры произошло нарушение работоспособности, то такое событие называют отказом.

       Все эти характеристики дают представление о качественной стороне надежности. Чтобы сравнить различные типы изделия или образцы изделий одного и того же типа, на практике используют количественные характеристики надежности.