- перегрузочная способность – 150% от номинального момента в течение 60 сек.

         Характеристики рассмотренных аналогов и разрабатываемого устройства приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Сравнительные характеристики частотных преобразователей

1.5 Анализ элементной базы

В современных устройствах необходимо стараться применять элементную базу, характеризующуюся высокими функциональными возможностями, гибкостью использования, высокой надежностью и массогабаритными показателями. По возможности следует использовать технологию поверхностного монтажа, так как она способствует уменьшению габаритов печатных плат, а также упрощает технологию производства.Для того чтобы у разрабатываемого изделия была более высокая технологичность число различных типоразмеров электрорадиоэлементов должно быть минимальным. На основании описанной в п.1.1 схемы электрической принципиальной, выбрана элементная база частотного преобразователя. Выбор всех элементов осуществлялся по следующим критериям: соответствие заданному рабочему диапазону температур; устойчивость к заданным внешним механическим воздействиям; выбранные элементы не ухудшают электрические характеристики схемы. Также при выборе элементов осуществлялся анализ экономической целесообразности использования данного элемента в устройстве.

Конденсаторы С1 и С2 - GRM1885C1H330J имеют типоразмер 0603; тип ТКЕ – NPO – используются в прецизионных цепях, в рабочем диапазоне емкость практически не зависит от температуры, времени, напряжения и частоты; рабочее напряжение – 50 В; емкость - 33 пФ; точность - 5%; диапазон рабочих температур – от минус 55 до плюс 125°С.

Конденсаторы C3, C7, С8, C10 и С12 - GRM188R71H104K имеют типоразмер 0603; тип ТКЕ – X7R – стабильный диэлектрик с предсказуемой температурной, частотной и временной зависимостью; номинальное рабочее напряжение – 50 В; емкость – 0,1 мкФ; точность 10%; диапазон рабочих температур – от минус 55 до плюс 125°С.

Конденсатор C5 - GRM186R71H102C имеют типоразмер 0603; тип ТКЕ – X7R – стабильный диэлектрик с предсказуемой температурной, частотной и временной зависимостью; номинальное рабочее напряжение – 50 В; емкость – 1 нФ; точность 0,25%; диапазон рабочих температур – от     минус 55 до плюс 125°С.

Рисунок 1.1 – Конденсаторы типоразмера 0603

Конденсаторы С4 и С6 – электролитические конденсаторы 038RSM6,3×11, конденсаторы С9, С11 и С13 – электролитические конденсаторы 038RSM5×7  фирмы «BC components». Данный тип конденсаторов отличается меньшими габаритными размерами. Основные технические характеристики данных конденсаторов: точность - 20%; диапазон рабочих температур - от минус 40 до плюс 85°С; тангенс угла диэлектрических потерь – 0,14.

Конденсатор С14  – электролитический конденсатор Jamicon 22×40, конденсатор С15  – электролитический конденсатор Jamicon 10×14 фирмы «Jamicon». Данный тип конденсаторов является аналогом отечественных конденсаторов К-50. Основные технические характеристики данных конденсаторов: диапазон рабочих температур - от минус 25 до плюс 85°С; тангенс угла диэлектрических потерь – 0,15 [5].

На рисунке 1.2 показан внешний вид конденсаторов С4, С6, С9, С13 -С15 а в таблице 1.2 приведены их размеры.

Рисунок 1.2 – Внешний вид конденсаторов С4, С6, С9, С13 - С15

Таблица 1.2 – Размеры конденсаторов С4, С6, С9, C11, С13 - С15

Конденсатор С16 – конденсатор типа К78-2 вариант исполнения 2 (рисунок 1.3) предназначен для работы в цепях постоянного, пульсирующего токов и в импульсных режимах. Основные характеристики данного конденсатора: диапазон рабочих температур - от минус 60 до      плюс 85°С; тангенс угла диэлектрических потерь – 0,001; максимальная относительная влажность окружающего воздуха 93% на протяжении 21 суток [6].

Рисунок 1.3 – Внешний вид конденсатора С16

Микросхемы DA1 и DA2 – стабилизаторы напряжения на 5В (7805) и на 15В (7815) соответственно (рисунок 1.4). Основные технические характеристики DA1: выходное напряжение – 5 В; выходной ток – 1,5 А; входное напряжение – до 15В; максимальная рассеиваемая мощность –1 Вт; диапазон рабочих температур – от минус 65 до плюс 120°С. Основные технические характеристики DA2: выходное напряжение – 15 В; выходной ток – 1,5 А; входное напряжение – до 30 В; максимальная рассеиваемая мощность – 1 Вт; диапазон рабочих температур – от минус 65 до плюс 120°С.

Рисунок 1.4 – Размеры стабилизаторов напряжения 7805 и 7815

Микросхема DD1 – КР514ИД1 – двоично-семисигментный дешифратор (рисунок 1.5). Она выполнена в корпусе DIP14. Рабочая температура окружающей среды – от минус 20 до плюс 85°С [5].

Рисунок 1.5 – Корпус микросхемы КР514ИД1

DD2 – микроконтроллер PIC16F628 фирмы «Microchip» (рисунок 1.6). Выполнен в корпусе SO18, тактовая частота – 20 МГц, рабочая температура окружающей среды – от минус 40 до плюс 85°С [7].

Рисунок 1.6 – Корпус микросхемы PIC16F628

DD3 – драйвер трехфазного моста IR2130S фирмы «International Rectifier» (рисунок 1.7). Обладает следующими свойствами: выходные каналы разработаны для нагруженного функционирования; работает в приложениях с выходным напряжением до +600В; управляющее напряжение на затворах от 10 до 20 В; блокировка всех каналов при снижении напряжения; выключение всех 6 драйверов при токовой перегрузке; выходы работают в противофазе с входами; защита от сквозных токов; максимальное; напряжение смещения VOFFSET 600В; выходной ток к.з         IO± 200 мА/420 мА; напряжение питания VOUT 10 – 20В; рабочая температура окружающей среды – от минус 55 до плюс 120°С. Тип корпуса – SO28.

Рисунок 1.7 – Корпус микросхемы IR2130S

FU1 – предохранитель плавкий быстродействующий ВП2Б-1В(10/250) (рисунок 1.8 а). Рабочее напряжение – до 250В; рабочий ток – до 10А; материал корпуса – керамика; диапазон рабочих температур - от минус 60 до плюс 100°С. Предохранитель устанавливается в клипсы для предохранителей К234211 (рисунок 1.8 б).

             а)                                                            б)

Рисунок 1.8 – а) Предохранитель плавкий быстродействующий               ВП2Б-1В(10/250); б) Клипсы для предохранителей для установки на плату

HG1 и HG2 – семисегментные светоизлучающие индикаторы АЛС324А (рисунок 1.9). Основные технические характеристики: цвет свечения – красный; высота знака – 7 мм; длина волны – от 655 до 670 нм; сила света – 0,15 мКд; диапазон рабочих температур – от минус 40 до плюс 85°С.

Рисунок 1.9 – Индикатор АЛС324А

HL1 – светодиод L-132XIT фирмы «Kingbright» (рисунок 1.10). Цвет свечения – красный; длина волны – 625 нм; максимальная сила света – 70мКд; диапазон рабочих температур – от минус 40 до плюс 85°С.

Рисунок 1.10 – Светодиод L-132XIT

К1 – реле RT3 фирмы «Tyco Electronocs» (рисунок 1.11). Номинальное напряжение обмотки – 5 В; максимальный коммутируемый ток 16 А; максимальное коммутируемое напряжение – 400 В; номинальный потребляемый ток 80 мА; диапазон рабочих температур – от минус 20 до плюс 100°С.

Рисунок 1.11 – Реле RT3

В качестве резисторов R1-R11, R13, R15-R23 выбраны толстопленочные чип резисторы типа РН1 - 12, (производство фирмы «muRata») которые предназначены для работы в цепях постоянного, переменного и импульсного тока в качестве элементов для поверхностного монтажа. Приведем их основные технические характеристики: номинальная мощность – 0,125 Вт; типоразмер – 0805; точность - 5%; рабочее напряжение – до 200 В; диапазон рабочих температур – от минус 55 до плюс 125°С. На рисунке 1.12 изображен резистор типа РН1 – 12.

Рисунок 1.12 – Внешний вид резистора РН1 – 12

Резисторы R14, R24 и R25 – резисторы серии SQR фирмы «muRata» (рисунок 1.13). Обладают повышенной жаростойкостью, рассчитаны на диапазон мощностей от 2 до 20 Вт, точность – 5%. Геометрические размеры: для резисторов мощностью 5 Вт - L = 22 мм, W = 10 мм, T = 9 мм, d = 0,8 мм; для резисторов мощностью 10 Вт - L = 48 мм, W = 10 мм, T = 9 мм,                 d = 0,8 мм.

Рисунок 1.13 – Внешний вид резисторов SOR-5 и SQR-10

Резистор R12 – подстроечный резистор PVZ3A фирмы «muRata» (рисунок 1.14). Основные характеристики: тип проводника – углерод; номинальная мощность – 0,1 Вт; рабочее напряжение – 50 В; угол поворота движка - 230°; диапазон рабочих температур – от минус 25 до плюс 85°С.

Рисунок 1.14 – Внешний вид резистора PVZ3A

SA1-SA4 – тактовые переключатели TS-A1PS-130 фирмы «Deca SwithLab» (рисунок 1.15). Материал корпуса – термопластик. Электрические характеристики: рабочий ток – 50 мА; рабочее напряжение – 12 В. Диапазон рабочих температур – от минус 25 до плюс 70°С.

Рисунок 1.15 – Внешний вид кнопки TS-A1PS-130

T1 – сетевой трансформатор HTR 318-1 фирмы «HAHN» мощностью 1,9 Вт (рисунок 1.16). Напряжение вторичной обмотки – 18 В, ток вторичной обмотки – 800 мА. Диапазон рабочих температур – от минус 30 до           плюс 100°С [8].

Рисунок 1.16 – Внешний вид сетевого трансформатора HTR 318-1

Диоды VD1–VD5 – выпрямительные диоды SM4001 для поверхностного монтажа фирмы «MIC» (рисунок 1.17). Характеристики: максимальное постоянное обратное напряжение – 50 В; максимальное импульсное обратное напряжение – 60 В; максимальный прямой ток – 1 А; максимальный обратный ток – 5 мкА; максимальное прямое напряжение -  1,1 В; диапазон рабочих температур – от минус 65 до плюс 120°С.

Диоды VD6–VD11 – выпрямительные диоды SM4005 для поверхностного монтажа фирмы «MIC» (рисунок 1.17). Характеристики: максимальное постоянное обратное напряжение – 600 В; максимальное импульсное обратное напряжение – 720 В; максимальный прямой ток – 1 А; максимальный обратный ток – 5 мкА; максимальное прямое напряжение -  1,1 В; диапазон рабочих температур – от минус 65 до плюс 120°С.

Рисунок 1.17 – Внешний вид выпрямительных диодов SM4001 и SM4005

VD16-VD19 – диодный мост для поверхностного монтажа B05S фирмы «MIC» (рисунок 1.18). Характеристики: максимальное постоянное обратное напряжение – 50 В; максимальное импульсное обратное напряжение – 60 В; максимальный прямой ток – 0,5 А; максимальный обратный ток – 5 мкА; максимальное прямое напряжение 1,1 В; диапазон рабочих температур – от минус 65 до плюс 120°С.

Рисунок 1.18 – Внешний вид диодного моста B05S

VD12-VD15 – диодный мост KBPC1004 фирмы «MIC» (рисунок 1.19). Характеристики: максимальное постоянное обратное напряжение – 400 В; максимальное импульсное обратное напряжение – 480 В; максимальный прямой ток – 10 А; максимальный обратный ток – 10 мкА; максимальное прямое напряжение 1,1 В; диапазон рабочих температур – от минус 55 до плюс 120°С.

Рисунок 1.19 – Внешний вид диодного моста KBPC1004

VT1-VT4 – транзисторы для поверхностного монтажа PC847B фирмы «Infineon Technologies AG» (рисунок 1.20). Характеристики: максимальное напряжение коллектор-база при заданном обратном токе коллектора и разомкнутой цепи эмиттера (Uкбо макс) – 50 В; максимальное напряжение коллектор-эмиттер при заданном токе коллектора и разомкнутой цепи базы (Uкэо макс) – 45 В; максимально допустимый ток коллектора ( Iк макс.) – 0,1А; статический коэффициент передачи тока h21э – 200; граничная частота коэффициента передачи тока fгр – 250 МГц; максимальная рассеиваемая мощность – 0,33 Вт; диапазон рабочих температур – от минус 30 до         плюс 120°С.

Рисунок 1.20 – Внешний вид транзистора PC847B

VT5-VT10 – IGBT транзисторы IRG4BC20KD фирмы «International Rectifier» (рисунок 1.21). Характеристики: напряжение коллектор-эмиттер – 600 В; ток коллектора – 16 А (при Т = 25°С), 9 А (при Т = 100°С); максимальный импульсный ток коллектора – 32 А; напряжение затвор-эмиттер – 20 В; рассеиваемая мощность – 15 Вт; диапазон рабочих температур – от минус 55 до плюс 150°С.

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