Прецизионный термостабильный источник питания для АСУ ТП

 

3.2 Методика испытаний

 

По результатам испытаний оцениваются такие характеристики:

3.2.1 Габаритные и присоединительные  размеры.

3.2.2 Масса источника питания.

3.2.3 Сопротивление изоляции.

  3.2.4 Начальное значение выходного сигнала.

3.2.5 Вариация выходного сигнала, которая определяется по формуле (3.1)

 

,     (3.1)

где U+I и U-I – значения выходного сигнала, которые соответствуют тому же самому значению параметра, который измеряется, при приближении к нему соответственно от меньших значений к большим и от больших к меньшим;

Uд – диапазон выходного сигнала.

 

3.3 Условия и порядок проведения  испытаний

 

3.3.1 Определение выходных и контролируемых параметров совершается в нормальных условиях по ГОСТ 15150-69:

• температура воздуха от + 15°С до + 35°С;
• относительная влажность воздуха (45-80)%;

• атмосферное давление от 0,84·105 Па до 1,067·105 Па                    (от 630 мм рт.ст до 800 мм рт.ст.);

• отсутствие вибрации, тряски, ударов, электрических и магнитных полей, кроме земного.

3.3.2 Измерение характеристик проводится  при напряжении питания (220 ± 0,01) В постоянного тока.

3.3.3 При всех видах испытаний  не допускается конденсация влаги на электрической схеме преобразователя при включенном питании.

3.3.4 Контроль габаритных и присоединительных  размеров выполнять штангенциркулем ЩЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166.

3.3.5 Проверку массы проводить  взвешиванием на настольных гиревых весах класса точности не ниже 0,1.

3.3.6 Проверку сопротивления изоляции  в нормальных условиях проводить мегаомметром с напряжением постоянного тока 100В.

3.3.7 Контроль начального значения  выходного сигнала U0 проводить при величинах механических параметров, которые преобразуются, равных нулю и комнатной температуре.

3.3.8 Вариацию выходного сигнала Y определить как абсолютную величину разницы между значениями выходного сигнала при том же самом значении параметра, который измеряется, при приближении к нему как от меньших значений к меньшим, так и от больших к меньшим, после выдержки при большем значении параметра 3 – 5 мин.

Значение параметра, который измеряется, выбрать из интервала      40-60% от верхнего номинального значения этого параметра.

 

3.4 Материально-техническое и метрологическое обеспечение испытаний

 

3.4.1 Оборудование, приборы, технологическое  обеспечение:

• мегаомметр М-1101М; зав. № 6527, класс точности 0,1 с напряжением постоянного тока 100В;
• вольтметр универсальный В7-21А; зав. № 96032, год выпуска – 1990;
• весы настольные гиревые ГОСТ 29329-92, класс точности 0,1, верхний предел измерения 20 кг;

• штангенциркуль ЩЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166;
• термошкаф промышленный ТШ-2.

3.4.2 Допускается применение других  контрольно-измерительных приборов и оборудования с аналогичными или лучшими техническими характеристиками.

3.4.3 Метрологическое обеспечение  испытаний совершают согласно  государственным стандартам и  положений по метрологическому  обеспечению.

3.4.4 Все устройства испытаний, измерения  и контроля, которые применяются, аттестуются в сроки, установленные для этих устройств и проходят плановые проверки в установленном порядке.

 

3.5 Обработка, анализ и оценка  результатов испытаний

 

В ходе проведения испытания исследуемый макет источника питания подключался к сети 220В. На выходе источника питания с помощью вольтметра универсального В7-21А измерялось напряжение на каждом из 3-х каналов. Результаты испытаний приведены в таблице 3.2.

 

Таблица 3.2 – Результаты испытаний преобразователя

 

№	Канал 1                                                   +5В			Канал 2                                                   +12В			Канал 3                                                   +24В
	температура, 0С			температура, 0С			температура, 0С
	15	30	45	15	30	45	15	30	45
1	4,98	4,97	5,01	12	12,01	11,97	24	23,98	24
2	4,985	4,95	5,03	12,03	12,04	11,99	24,02	23,96	23,97
3	4,99	5	5	12	11,99	12,01	24,01	23,97	23,95
4	5,02	5,01	4,96	11,97	12	12,03	23,99	24	23,98
5	4,95	5	4,98	11,98	11,97	12	23,97	23,99	23,99
6	4,995	4,98	4,93	11,96	11,96	11,98	23,98	24,01	24,02
7	4,995	4,95	4,95	11,98	11,99	11,96	24,01	24,03	24,01
8	5,05	4,91	5,01	12	12,01	11,95	23,98	23,99	24
9	5,01	4,98	4,99	12,03	12,03	11,97	23,95	24,06	24,01
10	5,03	5,02	4,9	12	12	11,99	23,99	24,09	24

 

Ввиду малых отклонений по напряжению, построим график зависимости напряжения от температуры по средним значениям    (рисунок 3.1).

U,B

 

          Канал 3(+24В)

 

         

Канал 2(+12В)

 

Канал 1(+5В)

T,0C

 

Рисунок 3.1 – График зависимости выходного напряжения источника от температуры на входе

 

По графику видно, что разработанный источник питания по термостабильности к идеальному, в котором зависимость напряжения от температуры отсутствует.

Результаты испытаний занесены в таблицу (Приложение Е).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВЫВОДЫ

 

Источники питания являются неотъемлемой составной частью раз-личной радиоэлектронной аппаратуры (РЭА). В зависимости от конкретного вида РЭА к источникам питания могут предъявляться различные требования.

В ряде случаев требуются высокостабильные и надежные источники питания, стоимость которых приближается к стоимости питаемой ими аппаратуры или даже превышает ее. При проектировании РЭА разработ-чик решает вопрос об организации ее электропитания. В этом случае возможны три варианта: использование только вторичного или только первичного источника питания и совместное использование этих обоих видов источников энергии. При этом выбор должен быть сделан в пользу одной из двух главных альтернатив: приобретение готовых модулей и блоков питания, широко представленных на рынке или разработка источника питания для конкретной РЭА.

В данной магистерской работе был разработан прецизионный источник питания для автоматизированной системы управления технологическим процессом изготовления деталей электронных аппаратов (нестабильность по напряжению составляет менее 0,1%, нестабильность по току – менее 0,4%). Был изготовлен макет разрабатываемого источника питания и проведены исследования влияния температуры и нагрузки на выходные характеристики. Результаты исследования показали, что разработанный источник питания по термостабильности близок к идеальному. Диапазон рабочих температур источника составляет                 -100С+500С.

Разработанный источник питания был испытан в составе системы управления технологическим процессом изготовления деталей электрон-ных аппаратов.

 

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК

 

1. Ромаш Э.М. Источники вторичного электропитания радио электронной аппаратуры. – М.: Радио и связь, 1981. – 224 с.

2. Проектирование источников электропитания радиоаппаратуры /         И.И. Белопольский, Г.В. Гейман, Л.А. Краус и др. – М.: Энергия, 1967. – 303 с.

3. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника: Учеб. Пособие для приборостроит. спец. вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.:Высш. шк. 1991. – 622 с.

4. Орехов В.И. и др. Низковольтные сильноточные источники вторичного электропитания РЭА / В.И. Орехов, М.Е. Куцко, В.Н. Груздев.– М: Радио и связь, 1986. – 104 с.

5. Расчет источников электропитания устройств связи: Учеб. Пособиедля вузов / В.Е. Китаев, А.А. Бокуняев, М.Ф. Калканов; Под ред.                      А.А. Бокуняева. – М.: Радио и связь, 1993. – 232 с.

6. Расчет электронных схем. Учеб. Пособие для вузов / Г.И. Изъюрова,       Г.В. Королев, В.А. Терехов и др. – М.: Высш. шк., 1987. – 335 с.

7. Источники электропитания на полупроводниковых приборах. Проектирование и расчет / Под ред. С.Д. Додика и Е.И. Гальперина.— М: Советское радио, 1969, – 448 с.

8. Ромаш Э.М. Транзисторные преобразователи в источниках питания радиоэлектронной аппаратуры. – М.: Энергия, 1975. – 325 с.

9. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство: Пер. с нем. – М.: Мир, 1983. – 512 с.

10. Устройства электропитания бытовой РЭА: Справочник / И.Н. Сидоров, М.Ф. Биннатов, Е.А. Васильев. – М.: Радио и связь, 1991. – 472 с.

11. Жаворонков М.А. Электротехника и электроника: Учеб. Пособие для студ. высш. учебн. заведений/ М.А. Жаворонков, А.В. Кузин. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 400 с.

12. Моин В.С, Лаптев Н.Н. Стабилизированные транзисторные преобразователи. – М.: Энергия, 1972. – 512 с.

13. Справочник по полупроводниковым диодам, транзисторам и интегральным схемам / Под ред. Н.Н. Горюнова. 3-е изд. – М.: Энергия, 1972,. –569 с.

14. Справочник радиолюбителя-конструктора. 2-е изд. – М.: Энергия, 1977. – 752 с.

15. Основы проектирования микроэлектронной аппаратуры/Под ред.         Б.Ф. Высоцкого. – М.: Советское радио,  1977. – 352 с.

16. Проектирование источников электропитания радиоаппаратуры /      И.И. Белопольский, Г.В. Гейман, Л.А. Краус и др. – М.: Энергия, 1967. – 303 с.

17. Источники электропитания на полупроводниковых приборах. Проектирование и расчет / Под ред. С.Д. Додика и Е.И. Гальперина. – М: Советское радио, 1969.– 448 с.

18. Букреев С.С. Принципы проектирования активных сглаживающих фильтров. – В кн.: Электронная техника в автоматике / Под. ред.           Ю.И. Конева. – М.: Советское радио, 1974, вып. 6, с. 23 – 32.

19. Додик С.Д. Полупроводниковые стабилизаторы постоянного напряжения и тока. – М.: Советское радио, 1962. – 352 с.

20. Карпов В.И. Полупроводниковые компенсационные стабилизаторы напряжения и тока. – М.: Энергия, 1967. – 176 с.

21. Китаев В.Е., Бокуняев А.А. Проектирование источников электропитания устройств связи. – М.: Связь, 1972. – 200 с.

22. Вересов Г.П., Смуряков Ю.Л. Стабилизированные источники питания радиоаппаратуры. – М.: Энергия, 1978. – 256 с.

23. Карпов В.И. Полупроводниковые компенсационные стабилизаторы напряжения и тока. – М.: Энергия, 1967. – 420 с.

24. Ушаков В.Н., Долженко О.В. Электроника: от транзистора до устройства. – М.: Радио и связь, 1983. – 215 с.

25. Горюнов Н.Н. Полупроводниковые транзисторы. Справочник – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 220 с.

26. Забродин Ю.С. Промышленная электроника. Учебник для вузов. – М.: Высшая школа, 1982. – 90 с.

27. Степаненко И.П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. Издание 4-е, перераб. и доп. М.: Энергия, 1977.

28. Горбач А.В., Гулякович Г.Н. Интегрально-гибридный многоканальный ВИП. – В кн.: Электронная техника в автоматике / Под ред. Ю.И. Конева. – М.: Советское радио; 1975, вып. 7, с. 45 – 49.

29. Мелешин В.И., Конев Ю.И. Стабилизированный преобразователь переменного напряжения в низкое постоянное. – В кн.: Электронная  техника в автоматике / Под ред. Ю. И.Конева. – М.: Советское радио, 1974, вып. 6, с. 55 – 59.

30. Конев. Ю.И. Энергетические возможности миниатюризации силовых полупроводниковых устройств. – В кн.: Электронная техника в автоматике / Под ред. Ю. И. Конева. – М: Советское радио, 1973, вып. 4, с. 3 – 16.

31. Уланов Г.М., Алиев Р.А., Кривошеев В.П. Методы разработки интегрированных АСУ промышленными предприятиями. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 320с.

32. Хусаинов Ч.И. Высокочастотные импульсные стабилизаторы постоянного напряжения. – М.: Энергия, 1980. – 90 с.

33. Ефимов И.П. Источники питания РЭА: Учебное пособие. – 2-е изд., испр. Ульяновск: УлГТУ, 2002. – 136 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ А

 

Перечень элементов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

 

Схема электрическая принципиальная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ В

 

Спецификация

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Г