Источник бесперебойного питания мощностью 600 Вт

       «Утверждено»

РТ01.430127.001 ТЗ-ЛУ

“____” __________200  р.

Техническое задание

Источник бесперебойного питания

РТ01.430127.001 ТЗ

2006 г.

Техническое задание на разработку источника

бесперебойного питания.

1. Наименование.

“Источник бесперебойного питания”.

2.Технические требования.

2.1. Основные параметры.

Блок должен отвечать требованиям существующих технических требований (ТТ) и комплекта конструкторской документации  (КД)  РТ01.430127.001

Источник бесперебойного питания (далее ИБП) должен обеспечивать контроль параметров входного напряжения в границах, которые обеспечивают нормальную работу импульсного источника питания. Это обусловлено особенностями импульсных блоков питания, а именно широким диапазоном входных напряжений. Граница изменения напряжения на входе, при котором обеспечивается нормальная работа от сети ИБП, должна составлять:

·                    нижний порог – 30%;

·                    верхний порог + 20%.

      ИБП должен обеспечивать контроль параметров на выходе при обеспечении питания от внешней сети и в режиме питания от батарей:

·                    контролировать выходное напряжение;

·                    контролировать уровень нагрузки.

Измерение параметров позволяет наблюдать за  процессами, которые происходят в сети, своевременно реагировать на исчезновение напряжения или отход его величины от границ, превышение которых вызывает нарушение работы импульсных источников питания.

Так, как характеристики напряжения сети имеют определенные параметры, установленные  стандартами (ГОСТ 3413-96), то напряжение питания ИБП должно отвечать величине 220В, и иметь отклонения напряжения и частоты, которые не превышают предельных значений.

Так, как мы рассчитываем источник бесперебойного питания, который можно было бы применять с разнообразной нагрузкой, предполагаемая выходная мощность будет составлять 600 Вт (типичный компьютер потребляет  350—400 Вт). 

Так, как необходимо обеспечить время резервного питания, во время которого необходимо, например, выполнить возможный переход на питание от более энергоемкого источника (например, генератора), или завершение работы тех или иных устройств (выключение ПК), минимально необходимое время резервирования (резервного питания) должно быть не менее 5 мин., при 100% нагрузке.

Основные технические требования сводим  в таблицу 2.1.

Основные технические требования.                                        Таблица 2.1

Дополнительные требования

1.     Форма напряжения на выходе источника бесперебойного питания при питании от сети и при питании от батареи  - синусоидальная.

2.     Защита нагрузки от переходных процессов в источнике – автоматический обход.

3.     Защита от перегрузки по току – автоматический выключатель.

4.     Силовой вход – штепсельный разъем с вилкой  IEC- 320 (10A).

5.     Силовой выход – два гнезда IEC- 320 (10A).

6.     Электромагнитная совместимость - EN55022 Class B.

2.2 Конструкторско-технические требования.

Установочные, присоединительные и габаритные размеры блока должны отвечать требованиям сборочного чертежа РТ01.436237.001 СБ.

Детали, которые используются для изготовления блока,
должны отвечать чертежам и требованиям стандарта
ОСТ 4Г0.070.014. Сборка блока должна выполняться
 в соответствии с требованиями стандарта ОСТ 4Г0.070.015.

Все виды покрытия должны быть механически крепкими,
антикоррозийными, однородными, не иметь дефектов и
отвечать действительным нормативным документам (НД).

Монтаж блока должен выполняться в соответствии с НД
на монтаж, которые действительны на предприятии-производителе.

Корпус изделия - металлический, что обеспечивает защиту встроенных и вставных блоков от ударов и повреждений.

Выступающие и габаритные детали корпуса не должны иметь острых и травмирующих граней и поверхностей.

Защита от коррозии должна быть выполнена посредством применения  гальванических  и  лакокрасочных  покрытий  и  отвечать ГОСТ-9.014, ГОСТ-9.005 и ГОСТ-9.301.

Электрический монтаж не должен препятствовать доступу к размещаемым  элементам.

Электромонтаж  должен  отвечать  ГОСТ  23584,  ГОСТ  23592, ГОСТ 23594, ГОСТ 23591, ГОСТ 23587

2.3. Требования стойкости к механическим и климатическим воздействиям.

Условия эксплуатации изделия отвечают категории расположения  4.2. за ГОСТ 15150-69.

Соответственно у ГОСТ 11478-88 изделие должно выдерживать следующие нормативные воздействия:

Прочность при транспортировке (в упакованном виде):

Ускорение                                                          15g;

Длительность ударного импульса                          11 мс;

Число ударов, не меньше                                         1000.

При отсутствии влияния агрессивных условий спроектированное изделие должно сохранять работоспособность в следующих условия эксплуатации:

-                                         температура окружающего воздуха от  0 до +35 °С;

-                                         относительная влажность воздуха до 95% при температуре +30 °С и более низких температурах, без конденсации влаги;

-                                         атмосферное давление от 84 до 106,7 кПа (от 650 до 800 мм.рт.ст.), группа Р1 за ГОСТ 12997-84.

-                                         вибрационные нагрузки в диапазоне частот от 10 до 50 Гц при амплитуде сдвига до 0,35 мм. Группа №2 за ГОСТ 12997-84, вибростойкое выполнение.

2.4. Эксплуатационные требования.

Требования по эксплуатации должны отвечать группе 1.1 УХЛ ГОСТ 8ГО.39.304-76.

2.5. Требования по надежности.

Изделие по своим конструктивным и техническим характеристикам должно относиться к контролируемым, возобновляемым техническим средствам и отвечать таким требованиям:

Вероятность безотказной работы на протяжении 1000 ч,  не меньше 0,85.

Среднее время возобновления не больше 6 час.

Средняя наработка на отказ не меньше 5000 час.

3. Требования по дизайну.

Требования к цвету окрашенных поверхностей и лакокрасочных материалов соответственно к ГОСТ 9.032-76 та ГОСТ 9.104-79 .

  4. Требования к условиям транспортировки.

Упаковка должна обеспечивать сохранение изделия при транспортировке всеми видами транспорта на любые расстояния.

5. Требования по безопасности изделия.

Блок не должен быть источником пожара, отравляющих газов, как при исправной работе, так и в случаях отказа.

Возникновение отказа не должно производить к прекращению электропитания других систем, подключенных к общей электросети.

6. Требования по стандартизации и унификации.

Разработка прибора должна проводиться с учетом  максимального использования унифицированных и стандартизировали   деталей   и узлов. Коэффициент применения на уровне деталей не менее 50 %.

7. Требования к технологичности конструкции.

Разработка элементов конструкций изделия должна проводиться с максимальным использованием прогрессивных технологических методов изготовления и обработки, типичных технологических процессов согласно ЕСТП.

Содержание

Вступление........................................................................................................................................................................................ 4

Раздел 1. Техническая часть............................................................................ 7

1.1.          Обоснование обеспечения условий ТЗ....................................................................................................................... 7

1.2.          Обзор аналогов изделия...................................................................................................................................................... 8

1.3.          Описание структурной схемы......................................................................................................................................... 9

    1.3.1. Обзор и анализ структурных схем систем бесперебойного питания................................................................. 9

             – ИБП резервного типа (Off-Line или standby).................................................................................................................. 10

             – линейно-интерактивный ИБП (Line-Interactive)............................................................................................................ 11

             – ИБП  с двойным преобразованием напряжения (On-Line)........................................................................................... 12

    1.3.2. Описание структурной схемы источника бесперебойного питания............................................................... 14

1.4.          Описание схемы электрической принципиальной......................................................................................... 18

    1.4.1. Зарядное устройство............................................................................................................................................................ 18

    1.4.2. Преобразователь постоянного напряжения.............................................................................................................. 20

    1.4.3. Стабилизатор напряжения 300В..................................................................................................................................... 22

    1.4.4. Выходной инвертор.............................................................................................................................................................. 23

    1.4.5. Схема байпаса........................................................................................................................................................................ 23

    1.4.6. Узел управления.................................................................................................................................................................... 24

1.5.          Разработка и расчет узлов схемы электрической принципиальной....................................................... 26

    1.5.1. Электрический расчет схемы зарядного устройства.............................................................................................. 26

    1.5.2. Электрический расчет схемы импульсного стабилизатора напряжения....................................................... 41

    1.5.3. Электрический расчет входного и выходного фильтров....................................................................................... 52

1.6. Обоснование выбора элементов схемы.......................................................................................................................... 60

    1.6.1. Выбор резисторов.................................................................................................................................................................. 61

    1.6.2. Выбор конденсаторов.......................................................................................................................................................... 65

    1.6.3. Выбор индуктивностей и трансформаторов.............................................................................................................. 69

    1.6.4. Выбор активных элементов............................................................................................................................................... 70

1.7. Расчет печатной платы.......................................................................................................................................................... 72

    1.7.1.  Расчет площади печатной платы................................................................................................................................... 72

    1.7.2.  Расчет параметров металлизированных отверстий............................................................................................... 74

    1.7.3.  Расчет ширины печатных проводников..................................................................................................................... 77

1.8. Тепловой расчет......................................................................................................................................................................... 78

1.9. Расчет надежности устройства............................................................................................ 80

Раздел 2. Экономический расчет.............................................................................................................. 84

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14