Разработка формирователей сигналов для устройств связи

 

Исходные данные: (частота 50Гц)

Напряжение питающей сети U1, В;

Напряжение на нагрузке U2, В;

Ток на нагрузке I01, мА;

Коэффициент пульсации ε01

                Таблица 1

U1, В	U01, В	I01, мА	ε01
220	13.2	100	0,1

 

Выбор схемы выпрямителя.

Мощность, потребляемая нагрузкой:

P01 = U01I01 = 13.2 · 100 · 10-3 = 1,3 Вт

Ориентировочное падение напряжения на элементах фильтра:

∆ Uф =(0,03:0,05) · U01 = 0,04 · 13.2 = 0,5 В

Расчётное значение напряжения в схеме:

Uор = U01 + ∆ Uф 13.2 + 0,5 = 13,7 В

Расчётное значение мощности:

Рор = Uор · I01 = 13,7 · 100 · 10-3 = 1,37 Вт

 

Чтобы обеспечить малый коэффициент пульсации выбираем мостовую однофазную схему выпрямления.

Выбор типа диодов.

Среднее значение тока через диод

Uоvd = I01/2 = (100 · 10-3)/2 = 50 мА

Величина обратного напряжения

Uобр = 1,5 · Uор = 1,5 · 13.7 = 20.55 В

 Из справочника выбираем диод, у которого величины тока и обратного напряжения удовлетворяют заданным параметрам. Для нашего блока питания подаёт малогабаритный диодный мост КЦ 205.

Внутреннее сопротивление диод

Ri = ∆ U / Uоvd = 1/50 · 10-3 =20 Ом,

где ∆ U – падение напряжения в прямом направлении.

 

Электрический расчёт режима выпрямителя.

Расчётное значение сопротивления нагрузки.

Rн = Uор / I01 = 13.7/100 · 10-3 = 137 Ом,

В зависимости от мощности задаёмся сопротивлением фазы выпрямителя.

Таблица 2

Мощность выпрямителя	1 : 10	10 : 100	100 : 1000
Rip	(0,1 : 0,07) Rн	(0,08 : 0,05) Rн	(0,06 : 0,04) Rн

 

Rτр = 0,06 ·137 = 8,22 Ом

Внутреннее сопротивление диодов в проводящем направлении

Ri = 2 · n · Ri = 2 · 2 · 20 = 80 Ом,

где n – число диодов в плече, равное 2.

Общее сопротивление фазы выпрямителя

Rф = Rτр + Ri = 8.22 +20 = 28,22 Ом

Вспомогательный параметр связи А, связывающий режим работы трансформатора и диодов с заданными Uор и Iор.

А = (π · Rф)/(m · Rн ) = (3,14 · 28,22)/(2 · 137) = 0,3

где m – число фаз выпрямления (число выпрямленных полупериодов) в нашем случае m = 2;

По значению А из номограмм определяем другие вспомогательные коэффициенты:

B = 1,9

D = 1,7

 F = 3,2

Уточняем обратное сопротивление на диоде в мостовой схеме

Uобр = 1,41 · В · Uор = 1,41 · 1,9 · 13.7 = 36,70 В

Электрический расчёт параметров трансформатора.

Действующее значение напряжения вторичной обмотки трансформатора.

U2 = В · Uор = 1,9 · 13,7 = 26,03 В

Действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора.

I2 = 0,707 · D · I01 = 0,707 · 1,7 · 0,1 = 0,12 А

Значение мощности вторичной обмотки трансформатора.

P2 = I2 · U2 = 0,12 · 26.03 = 3,12 Вт

Действующее значение тока первичной обмотки трансформатора.

I1 = (I2 · U2)/ U1 =0,342/220 = 1,55 мА

Значение мощности первичной обмотки трансформатора.

P1 = I1 · U1 = 0,00155 · 220 = 0,34 Вт

Расчётная (габаритная) мощность трансформатора.

Pr = (P1 + P2)/2 = (0.34+3.123)/2 = 2 Вт

Увеличиваем габаритную мощность в 1,5 раза. Предполагая в дальнейшем неточность выбора индукции и т. д.

Pориент = 1,5 · Pr = 3 Вт

а = 12 мм

S = 1,44 мм2

Pориент = 5 Вт

h = 30 мм

Тип магнитовода ШЛ 12 · 16

Конструктивный расчёт трансформатора.

По значению Pориент из таблицы 3 выбираем значение индукции

Таблица 3

Pориент	5 : 50	50 : 150	150 : 300	300 : 1000
В, кГс	12 – 12,5	12,5 – 13	13 – 13,5	13,5 – 14
Тл	12000	12500	13000	13500

В = 12000 Тл

ЭДС витка

е = 4,44 · F · В · S · 10-8 =4,44 · 50 · 12000 · 1,44 · 10-8 = 0,038 В/втк

Число витков обмоток

W1 = U1/e

W2 = U2/e

 

Из таблицы 4 выбираем плотность тока

Таблица 4

Мощность трансформатора Pориент, Вт	50	100	200	300	400	500
Плотность тока jср, А/мм	2	1,9	1,8	1,7	1,6	1,5

 

jср = 2 А/мм

Плотность тока первичной обмотки.

j1 = 0,9 · jср = 0,9 · 2 = 1,8 А/мм2

Плотность тока вторичной обмотки.

J2 = 1,1 · jср = 1,1 · 2 = 2,2 А/мм2

Сечение проводов первичной и вторичной обмоток.

S1 = I1/j1 = 0,00155/1,8 = 0,00086 мм2

S2 = I2/j2 = 0,12/2,2 = 0,05 мм2

По значениям сечения S выбираем провод из таблицы и выписываем значения диаметра провода с изоляцией

d1= 0,05 мм

d2= 0,065 мм

Число витков в слое.

m = (lk · 0,9)/d

где lk – длина намотки одного ряда по каркасу.

lk = h – (1,5 + 2) – 2,5 = 30 – 2 – 2,5 = 25,5 мм

2,5 мм – отступление от краёв  щёчек до магнитопровода,

0,9 - коэффициент укладки,

d – диаметр провода,

m1 = 25,5 · 0,9/0,05 = 459

m2 = 25,5 · 0,9/0,065 = 353

Число слоёв обмоток.

n1 = W1/m1 = 5787/459 = 12,6

n2 = W2/m2 = 316/353 = 0,9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Экономический расчет

5.1. Расчет себестоимости изделия

Исходными данными для расчета являются перечень элементов, габаритные размеры стенда и материалы используемые при его изготовлений. Габариты стенда 235x177x50, передняя и задняя панель выполнена из панели МДФ, остальные панели выполнены из ДСП.

 

Таблица 5 Расчет стоимости основных материалов

Наименование материала	Количество	Измеритель	Цена материала на измеритель, р	Сумма, руб.
МДФ	0.093	м2	23500	2185.5
ДСП	0.013	м2	17200	223.6
Стеклотекстолит	0.035	м2	20000	700
Припой	0,06	кг	20000	1200
Флюс	0,02	кг	5000	100
Провода монтажные	0,1	м	2500	250
Итого				4659.1

Расчет:

S1 =(0,235*0,177)*2=0,083 м2 ; S2 = 0,23*0,05=0,01 м2

S (мдф) = S1 + S2 = 0,083 + 0,01 = 0,93 м2

S (ДСП)= (0,037*0,174)*2=0,013 м2

S (стеклотекстолит) = 0,2*0,175=0,035 м2

 

Таблица 6 Расчет стоимости полуфабрикатов и готовых комплектующих изделий

Наименование полуфабрикатов и готовых комплектующих изделий	Тип	Количество	Цена за единицу, руб.	Стоимость, руб.
Гнездо	Г1,6и	10	200	2000
Конденсатор	К50-29	2	1000	2000
Конденсатор	КМ-5б	17	700	11900
Микросхемы	К561	28	12000	336000
Микросхемы	564 ие15	4	15000	60000
Резистор	МЛТ	59	300	17700
Резистор	СП3-19а	3	1500	4500
Переключатели	П2К	5	500	2500
Диод	КД103А	7	1500	10500
Двух анодный стабилитрон	КС162А	1	2000	2000
Транзистор	КТ315Б	3	2800	8400
Транзистор полевой	КП-303А	1	3800	3800
Резонатор	РК-170бб-7дт-1000к	1	6500	6500
Вилка	ГРПмш1	1	4000	4000
Всего				471800

 

На основе полученных результатов определяем себестоимость и отпускную цену изделия.

 

 Таблица 7 Плановая калькуляция себестоимости и отпускной цены изделия

№ статьи расходов	Статья расхода	Методика расчета	Сумма, рублей
1	Основные материалы		4659,1
2	Покупные полуфабрикаты, готовые комплектующие изделия		471800
3	Возвратные отходы (вычитаются)	0.25 % от ст. 1.	0,25*4659,1=1164,8
4	Основная заработная плата	Принимаем условно (% от ст.  1 и 2).	20%*(4659,1+471800)=95291,8
5	Дополнительная заработная плата	10 % ст. 4.	10%*95291,8=9529,2
6	Начисления на заработную плату: - Отчисления в ФСЗН - Белгосстрах	34% от ∑ (ст. 4 + ст. 5).   0.6% от ∑(ст. 4 + ст. 5).	34% *(95291,8+9529,2)=35639,1   0,6% *(95291,8+9529,2)=628,9
7	Цеховая себестоимость	∑ст.1…ст.6-ст.3.	4659,1+471800+95291,8+9529,2+ 35639,1+628,9-1164,8=616383,3
8	Общепроизводственные затраты	120 % от ст.4.	120% *95291,8=114350,2
9	Производственная себестоимость	∑ ст.7,ст.8.	616383,3+114350,2=730733,5
10	Инновационный фонд	0.25% от ст.9.	0,25% *730733,5= 1826,8
11	Общехозяйственные затраты	80% от ст.4.	80% *95291,8= 76233,4
12	Коммерческие расходы	10% от ст.9.	10% *730733,5= 73073,3
13	Полная себестоимость	∑ ст.9….ст.12	730733,5+1826,8+76233,4+ 73073,3=881867
14	Рентабельность	15% от ст.13.	15% *881867= 132280
15	Отпускная цена предприятия (цена без учета НДС)	∑ ст.13, ст.14.	881867+132280=1014147
16	НДС	20% от ст.15.	20% *1014147=202829,4
17	Отпускная цена с НДС	∑ ст. 15, ст.16.	1014147+202829,4=1216976,4
18	Оптовая надбавка	10% от ст.15.	10% *1014147=101414,7
19	НДС	20% от∑ ст.15,ст.18.	20%*(1014147+101414,7)= 223112,3
20	Итого оптовая отпускная цена	∑ ст.15,ст.18,ст.19.	1014147+101414,7+223112,3= 1338674