Logo GenDocs.ru


Поиск по сайту:  


Расчетно-графическая работа - Розрахунок надійності радіоелектронного пристрою - файл МОЯ РОБОТА.docx


Расчетно-графическая работа - Розрахунок надійності радіоелектронного пристрою
скачать (174 kb.)

Доступные файлы (1):

МОЯ РОБОТА.docx203kb.11.01.2009 19:06скачать

содержание

МОЯ РОБОТА.docx

Реклама MarketGid:
Міністерство освіти та науки України

Національний Університет “Львівська політехніка”

Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки


Кафедра ТРР


Розрахункова робота



з предмету “Основи надійності радіоелектронних пристроїв.”

Розрахунок надійності радіоелектронного пристрою.


Виконав:

студент гр. РТ-31


Дякун Василь

Перевірив:

Професор кафедри ТРР

Недоступ Л.А.


Львів - 2008




Завдання для розрахункової роботи: провести розрахунок надійності підсилювача потужності низької частоти 150 Вт, для побутових умов експлуатації за середнім часом напрацювання на відмову і ймовірності безвідмовної роботи.


^ Короткий опис пристрою.

Рис.1 Схема електрична принципова підсилювача

Основні технічні характеристики:

Номінальна вихідна потужність - 150 Вт;

Коефіцієнт гармонік – 0,06%;

Смуга робочих частот-20-40000 Гц;

Напруга живлення - ±63В;

Струм спокою - 20мА;

Нормальні умови експлуатації приладу: тепмпература повітря 15-22 град.С. , відносна вологість повітря 40-90%.




Принципова схема пристрою зображена на рисунку 1.

Даний підсилювач показує вельми непогані параметри : дуже приємний звук, високу деталізацію і що не маловажно - велику універсальність. На базі цього схемотехнічного рішення можна будувати підсилювачі потужності від 100 800 Вт із збереженням вказаних параметрів. Безперечно - підсилювач декщо дорогий, проте мистецтво вимагає жертв, а хороша апаратура хорошого фінансування.

Каскад підсилення напруги

Цей каскад забезпечує підсилення по напрузі для передвихідного каскаду, що розкачує потужний вихідний каскад до повної потужності. Елементи VT9, VT10, VT11, VT14, R7, R8, утворюють другий дифф-каскад посилення напруги. R7 забезпечує струм спокою дифф каскаду 8 мА.

Інші перераховані компоненти утворюють місцеву частотну корекцію каскаду.

Каскад стабілізації струму спокою.

Складається з VT12, R13, R12, X2, C10. Служить для стабілізації струму спокою вихідного каскаду від температури і зміни напруги живлення.

Каскад поідсилення струму.

Підсилює струм необхідний для роботи на 8 і 4 омне навантаження. 2 омне навантаження неможливе без використання додаткових потужних транзисторів.

Стабілітрони в затворах польових транзисторів забезпечують захист від пробою польовиків при перевищенні допустимої напруги.

Конструктивно підсилювач зібраний на друкованій платі. Температурна стабілізація струму спокою вихідних транзисторів здійснюється з допомогою радіатора на якому встановлені: VT14,VT15, VT16 та VT17. Для живлення необхідне джерело двополярного живлення , який при напрузі ±63В забезпечить струм не менше 4,5А.




Загальна методика розрахунку надійності радіоелектронних пристроїв на основі використання показів інтенсивності відмов елементів.


Загальні положення.

Розрахунок надійності радіоелектронних пристроїв передбачає визначення показників надійності РЕП за відомими показниками надійності їх елементів та вузлів.

При розрахунку надійності беруться такі положення:

  • відмова будь-якого елементу пристрою призводить до його відмови загалом;

  • відмови елементів є події випадковими і взаємонезалежними;

  • інтенсивності відмов елементів і потоки їх відмов не залежать від часу;

Розрахунок надійності повинен проводитись на стадії ескізного і технічного проектування.

Уточнений розрахунок проводять на стадії технічного проектування коли відомі електричні і теплові режими роботи радіо елементів.

Параметри потоків відмов груп електричних частин пристроїв визначаються за формулами:

де λрі – робоча інтенсивність відмов і-го елемента.

Поправні коефіцієнти К1, К2, К3н1, Кн2, К”3, Кt, Ке вибирають з урахуванням рекомендацій, які наведено у додатках:

Поправні коефіцієнти К1, К2, К3, Кн1, Кн2, К3, Кt, Ке вибирають з врахуванням рекомендацій, які наведено в додатках.


К1=(Кн,Т) - поправний коефіцієнт, який враховує електричне і теплове навантаження елемента;

К2=(U) - поправний коефіцієнт, який враховує номінальну напругу конденсаторів різних видів;

К3=( ) - поправний коефіцієнт, який враховує, відносне число перемикань тумблерів, перемикачів та мікроперемикачів;



Кn1=( ) - поправний коефіцієнт, який враховує струмові навантаження контактної пари реле;

Кn2=(R,Т) - поправний коефіцієнт, який враховує вид навантаження (активне, індуктивне) реле.

К3=( ) - поправний коефіцієнт, який враховує відносне число з’єднань розємів.

Кn2=(Т,С) - поправний коефіцієнт, який враховує температуру зовнішнього середовища і час, упродовж якого обмотка реле знаходиться під напругою.

Ке - поправний коефіцієнт, який враховує умови експлуатації пристрою.


^ Формули розрахунку робочої інтенсивності відмов:

1. Інтенсивність відмов резисторів визначається за формулою:


коефіцієнти електричного навантаження визначаються:

при дії на резистор постійної і змінної напруги Кн визначається за формулою:


^ 2. Інтенсивність відмов конденсаторів визначається за формулою:


Коефіцієнт електричного навантаження:


3. Інтенсивність відмов напівпровідникових приладів визначається так:


Коефіцієнти електричного навантаження визначаються так:

а) діоди імпульсні і випрямні:

б) стабілітрони:

в) транзистори і мікросхеми:

- транзистори малої потужності:



  • транзистори середньої та великої потужності можна розраховувати також за формулами:


Інтегральні мікросхеми у складі радіоелектронних пристроїв розраховуються як елементи з відповідними наборами вхідних і вихідних параметрів, а також параметрів керування. Розрахунок коефіцієнтів навантаження за цими параметрами має сенс тільки у випадку відомого числового або аналітичного зв’язку між ними. У тих випадках, коли цей зв’язок не відомий, оцінку надійності пристроїв проводять з урахуванням середньостатистичних значень інтенсивності відмов мікросхем у конкретних умовах експлуатації.

4. Інтенсивність відмов комутаційних пристроїв визначається за формулою:


Коефіцієнт електричного навантаження визначаються так:


Якщо надійність елемента характеризується не одним, а декількома визначальними параметрами з відповідними коефіцієнтами навантаження, то при обчисленні його інтенсивності відмов враховується його найбільше значення.



Розрахунок коефіцієнтів навантаження елементів схеми:

Назва резистору

Номінал

Uпос,B

Uзм.,В

Uроб,В

Ip,A

Ppob,Вт

Рдоп,Вт

Кн

R1 МЛТ-0,125 ±5%



2,134

0,012

2,146

0,002146

0,0046053

0,125

0,0368425

R2 МЛТ-0,125 ±5%



2,134

0,012

2,146

0,002146

0,0046053

0,125

0,0368425

R3 МЛТ-0,125 ±5%

7,5к

17,073

0

17,073

0,0022764

0,038865

0,125

0,3109198

R4 МЛТ-0,125 ±5%

7,5к

17,073

0

17,073

0,0022764

0,038865

0,125

0,3109198

R5 МЛТ-0,125 ±5%

150

0,686

0,000002

0,686002

0,0045733

0,0031373

0,125

0,0250986

R6 МЛТ-0,125 ±5%

10к

32,13

12,7

44,83

0,004483

0,2009729

0,5

0,4019458

R7 МЛТ-0,125 ±5%

75

2,181

12,68

14,861

0,1981467

2,9446576

5

0,5889315

R8 МЛТ-0,125 ±5%

75

1,112

0,017

1,129

0,0150533

0,0169952

0,125

0,1359617

R9 МЛТ-0,125 ±5%

3,3к

0,0013

30

30,0013

0,0090913

0,2727509

0,5

0,5455018

R10 МЛТ-0,125 ±5%

22к

42,598

0,362095

42,960095

0,0019527

0,0838895

0,125

0,6711163

R11 МЛТ-0,125 ±5%

75

1,041

0,197

1,238

0,0165067

0,0204353

0,125

0,163482

R12 МЛТ-0,125 ±5%



0,6

0

0,6

0,0006

0,00036

0,125

0,00288

R13 МЛТ-0,125 ±5%

8,2к

1,533

0,014

1,547

0,0001887

0,0002919

0,125

0,0023348

R14 МЛТ-0,125 ±5%

22к

0,0001

0,00033

0,00043

1,955E-08

8,405E-12

0,125

6,724E-11

R15 МЛТ-0,125 ±5%

10

0,366

0,000006

0,366006

0,0366006

0,013396

0,125

0,1071683

R16 МЛТ-0,125 ±5%

10

0,369

0,00016

0,36916

0,036916

0,0136279

0,125

0,1090233

R17 МЛТ-0,125 ±5%

0,22

0,059

0,428

0,487

2,2136364

1,0780409

2

0,5390205

R18 МЛТ-0,125 ±5%

0,22

0,059

0,379

0,438

1,9909091

0,8720182

2

0,4360091

R19 МЛТ-0,125 ±5%

0,22

0,059

0,379

0,438

1,9909091

0,8720182

2

0,4360091

R20 МЛТ-0,125 ±5%

0,22

0,059

0,428

0,487

2,2136364

1,0780409

2

0,5390205

R21 МЛТ-0,125 ±5%

100

0

0

0

0

0

0,125

0

R22 МЛТ-0,125 ±5%

100

0

0

0

0

0

0,125

0

R23 МЛТ-0,125 ±5%

100

0

0

0

0

0

0,125

0

R24 МЛТ-0,125 ±5%

100

0

0

0

0

0

0,125

0

R25 МЛТ-0,125 ±5%

3,9

0,059

0

0,059

0,0151282

0,0008926

0,125

0,0071405

R26 МЛТ-0,125 ±5%

33к

0,145

0,142

0,287

8,697E-06

2,496E-06

0,125

1,997E-05

R27 МЛТ-0,125 ±5%

33к

0,13964

1

1,13964

3,453E-05

3,936E-05

0,125

0,0003149

R28 МЛТ-0,125 ±5%

330

0,001396

0,0002

0,001596

4,836E-06

7,719E-09

0,125

6,175E-08

R29 МЛТ-0,125 ±5%

100

0,000041

0,00002

0,000061

6,1E-07

3,721E-11

0,125

2,977E-10

R30 МЛТ-0,125 ±5%

100

0,000423

0,00002

0,000443

4,43E-06

1,962E-09

0,125

1,57E-08

R31 МЛТ-0,125 ±5%

100

0,0003

1

1,0003

0,010003

0,010006

0,125

0,080048

R32 МЛТ-0,125 ±5%

4,7

0

0

0

0

0

0,125

0




Назва конденсатора

Номінал

Uпос,B

Uзм.,В

Uроб,В

Uмах,В

Кн

С1 К-50

220мк

34,389

0,000007

34,389007

63

0,5458573

С2 К-50

220мк

61,917

0,0001

61,9171

400

0,1547928

С3 К-50

470н

61,917

0,0001

61,9171

400

0,1547928

С4 К-50

470н

34,389

0,000007

34,389007

63

0,5458573

С5 К-50

22мк

11,194

0,007321

11,201321

47

0,238326

С6 К-50

470н

11,194

0,007321

11,201321

47

0,238326

С7 К-50

15п

0,0013

30

30,0013

63

0,4762111

С8 К-50

0,1мк

0,00012

30,976

30,97612

63

0,4916844

С9 КМ-5

1мк

0,143

0

0,143

25

0,00572

С10 КМ-5

470н

8,21

0,015

8,225

25

0,329

С11 КМ-5

470н

0,14189

0

0,14189

25

0,0056756

С12 КМ-5

22мк

0,14189

0

0,14189

25

0,0056756

С13 КМ-5

220мк

0,141

0,14

0,281

25

0,01124

С14 КМ-5

3п

0,1433

1

1,1433

25

0,045732





Біполярні транзистори

Ukepob,B

Uebpob,B

Ukemax

Uebmax,B

Кке

Кеб

VT1

12

0,96

40

7

0,3

0,1371429

VT2

47,8

0,625

60

5

0,7966667

0,125

VT3

0,7

0,7

30

6

0,0233333

0,1166667

VT4

0,7

0,7

30

6

0,0233333

0,1166667

VT5

47,816

0,625

60

6

0,7969333

0,1041667

VT6

12

0,687

40

6

0,3

0,1145

VT7

43

0,65

60

6

0,7166667

0,1083333

VT8

1,347

0,7

30

7

0,0449

0,1

VT9

59

0,65

90

5

0,6555556

0,13

VT10

55,3

0,64

90

5

0,6144444

0,128

VT11

60,7

0,64

90

5

0,6744444

0,128

VT12

7,57

0,64

30

5

0,2523333

0,128

VT13

56

0,632

90

5

0,6222222

0,1264

Польов.

Uзвpob,B

Uсвpob,B

Uзвмах,B

Uсвмах,B

Кзв

Ксв

VT14

57

2,551

80

25

0,7125

0,10204

VT15

53,6

5,162

80

30

0,67

0,1720667

VT16

53,6

4,48

80

25

0,67

0,1792




Діоди і стабілітрони

Up,B

Udop,B

Кн

VD1

4

20

0,2

VD2

3,95

20

0,1975

VD3

0,7

5

0,14

VD4

0,7

5

0,14

VD5

0,714

6

0,119

VD6

0,724

6

0,12066667

VD7

11,819

15

0,78793333

VD8

0,77

6

0,12833333



Параметри біполярних транзисторів

Транзистор

тип

U ке мах В

Iк мах мА

h21е

fгр, Мгц

P мах мВт

BC560C

P-N-P

45

100

420-800

200

500

2N5551

N-P-N

150

200

>80

100

630

MJE350

P-N-P

300

500

30-240

-

20000

MJE340

N-P-N

300

500

30-240

-

20000


Параметри польових транзисторів

Транзистор

тип каналу

Uси макс., В

Iс макс., А

Pс макс., Вт

Rсток., Ом

IRFP240

N

200

20

150

0,18

IRFP9240

P

200

12

150

0,55





Розрахунок надійності пристрою:

Назва

λ0

Кн

Т,град

к1

ке

λр*10Е-6

N

ωе*10Е-6,1/год

R1 МЛТ-0,125 ±5%

0,7

0,0368425

40

0,3

2

0,42

1

0,42

R2 МЛТ-0,125 ±5%

0,7

0,0368425

40

0,3

2

0,42

1

0,42

R3 МЛТ-0,125 ±5%

0,7

0,3109198

40

0,35

2

0,49

1

0,49

R4 МЛТ-0,125 ±5%

0,7

0,3109198

40

0,35

2

0,49

1

0,49

R5 МЛТ-0,125 ±5%

0,7

0,0250986

40

0,3

2

0,42

1

0,42

R6 МЛТ-0,125 ±5%

0,7

0,4019458

40

0,5

2

0,7

1

0,7

R7 МЛТ-0,125 ±5%

0,7

0,5889315

40

0,55

2

0,77

1

0,77

R8 МЛТ-0,125 ±5%

0,7

0,1359617

40

0,4

2

0,56

1

0,56

R9 МЛТ-0,125 ±5%

0,7

0,5455018

40

0,55

2

0,77

1

0,77

R10 МЛТ-0,125 ±5%

0,7

0,6711163

40

0,6

2

0,84

1

0,84

R11 МЛТ-0,125 ±5%

0,7

0,163482

40

0,4

2

0,56

1

0,56

R12 МЛТ-0,125 ±5%

0,7

0,00288

40

0,3

2

0,42

1

0,42

R13 МЛТ-0,125 ±5%

0,7

0,0023348

40

0,3

2

0,42

1

0,42

R14 МЛТ-0,125 ±5%

0,7

6,724E-11

40

0,3

2

0,42

1

0,42

R15 МЛТ-0,125 ±5%

0,7

0,1071683

40

0,3

2

0,42

1

0,42

R16 МЛТ-0,125 ±5%

0,7

0,1090233

40

0,3

2

0,42

1

0,42

R17 МЛТ-0,125 ±5%

0,7

0,5390205

40

0,6

2

0,84

1

0,84

R18 МЛТ-0,125 ±5%

0,7

0,4360091

40

0,5

2

0,7

1

0,7

R19 МЛТ-0,125 ±5%

0,7

0,4360091

40

0,5

2

0,7

1

0,7

R20 МЛТ-0,125 ±5%

0,7

0,5390205

40

0,5

2

0,7

1

0,7

R21 МЛТ-0,125 ±5%

0,7

0

40

0,2

2

0,28

1

0,28

R22 МЛТ-0,125 ±5%

0,7

0

40

0,2

2

0,28

1

0,28

R23 МЛТ-0,125 ±5%

0,7

0

40

0,2

2

0,28

1

0,28

R24 МЛТ-0,125 ±5%

0,7

0

40

0,2

2

0,28

1

0,28

R25 МЛТ-0,125 ±5%

0,7

0,0071405

40

0,3

2

0,42

1

0,42

R26 МЛТ-0,125 ±5%

0,7

1,997E-05

40

0,3

2

0,42

1

0,42

R27 МЛТ-0,125 ±5%

0,7

0,0003149

40

0,3

2

0,42

1

0,42

R28 МЛТ-0,125 ±5%

0,7

6,175E-08

40

0,3

2

0,42

1

0,42

R29 МЛТ-0,125 ±5%

0,7

2,977E-10

40

0,3

2

0,42

1

0,42

R30 МЛТ-0,125 ±5%

0,7

1,57E-08

40

0,3

2

0,42

1

0,42

R31 МЛТ-0,125 ±5%

0,7

0,080048

40

0,3

2

0,42

1

0,42

R32 МЛТ-0,125 ±5%

0,7

0

40

0,2

2

0,28

1

0,28

С1 К-50

0,7

0,5458573

40

0,4

2

0,56

1

0,56

С2 К-50

0,7

0,1547928

40

0,1

2

0,14

1

0,14

С3 К-50

0,7

0,1547928

40

0,1

2

0,14

1

0,14

С4 К-50

0,7

0,5458573

40

0,4

2

0,56

1

0,56

С5 К-50

0,7

0,238326

40

0,2

2

0,28

1

0,28

С6 К-50

0,7

0,238326

40

0,2

2

0,28

1

0,28

С7 К-50

0,7

0,4762111

40

0,3

2

0,42

1

0,42

С8 К-50

0,7

0,4916844

40

0,3

2

0,42

1

0,42

С9 КМ-5

3

0,00572

40

0,1

2

0,6

1

0,6

С10 КМ-5

3

0,329

40

0,25

2

1,5

1

1,5

С11 КМ-5

3

0,0056756

40

0,1

2

0,6

1

0,6

С12 КМ-5

3

0,0056756

40

0,1

2

0,6

1

0,6

С13 КМ-5

3

0,01124

40

0,1

2

0,6

1

0,6

С14 КМ-5

3

0,045732

40

0,1

2

0,6

1

0,6

VT1

1,5

0,3

40

0,2

2

0,6

1

0,6

VT2

1,5

0,7966667

40

0,6

2

1,8

1

1,8

VT3

1,5

0,0233333

40

0,1

2

0,3

1

0,3

VT4

1,5

0,0233333

40

0,1

2

0,3

1

0,3

VT5

1,5

0,7969333

40

0,6

2

1,8

1

1,8

VT6

1,5

0,3

40

0,2

2

0,6

1

0,6

VT7

1,5

0,7166667

40

0,6

2

1,8

1

1,8

VT8

1,5

0,0449

40

0,1

2

0,3

1

0,3

VT9

1,5

0,6555556

40

0,6

2

1,8

1

1,8

VT10

1,5

0,6144444

40

0,6

2

1,8

1

1,8

VT11

1,5

0,6744444

40

0,6

2

1,8

1

1,8

VT12

1,5

0,2523333

40

0,3

2

0,9

1

0,9

VT13

1,5

0,6222222

40

0,6

2

1,8

1

1,8

VT14

1

0,7125

40

0,5

2

1

1

1

VT15

1

0,67

40

0,5

2

1

1

1



VT16

1

0,67

40

0,5

2

1

1

1

VD1

1

0,2

40

0,055

2

0,11

1

0,11

VD2

1

0,1975

40

0,055

2

0,11

1

0,11

VD3

0,7

0,14

40

0,3

2

0,42

1

0,42

VD4

0,7

0,14

40

0,3

2

0,42

1

0,42

VD5

0,7

0,119

40

0,3

2

0,42

1

0,42

VD6

0,7

0,1206667

40

0,3

2

0,42

1

0,42

VD7

0,7

0,7879333

40

0,8

2

1,12

1

1,12

VD8

1

0,1283333

40

0,01

2

0,02

1

0,02

РОЗ'ЄМ ВХ.

3,2

 

40

 

2

0

1

0

РОЗ'ЄМ ВИХ.

3,2

 

40

 

2

0

1

0

Плата друкована

0,05

 

40

 

2

0

1

0

Пайка одностор.

0,15

 

40

 

2

0,3

148

6,66


ωе*10^-6

51,42

T,год

19447,68573



(1/год);

(год);


Імовірність безвідмовної роботи пристрою:



ВИСНОВОК:

В загальному схема пристрою забезпечує високу надійність, а середній час

напрацювання на відмову становить близько 20000 год. Згідно моїх розрахунків,

схема є досить надійною в роботі і характеризується великим значенням

середнього часу напрацювання на відмову. Перевантажених елементів немає.

Слід також відмітити про те, що в схемі є велика кількість недовантажених

елементів, тому в цілях економії і зниження вартості пристрою їх можна замінити

на менш потужні. Добитися ще більшого часу напрацювання можна замінивши резистори,

конденсатори на більш надійні. Також надійність даного підсилювача залежить

від якості пайки,скільки тут присутні більше 140 вузлів.За основу я взяв

металоплівкові резистори, керамічні конденсатори , електролітичні алюмінієві

конденсатори.Але якщо резистори замінити плівкові вуглецеві,

керамічні конденсатори на металопаперові,плівкові або металоплівкові,

електролітичні алюмінієві на електролітичні танталові, то надійність підсилювача

покращується,а час напрацювання складатиме 25000год напрацювання.

Правда це призведе до більших витрат і не завжди може бути раціональним з

економічної точки зору.

^ Список літератури :

1. Основи надійності радіоелектронних пристроїв. За ред. д-ра техн. наук, проф. Л.А. Недоступа. “Львівська політехніка” 1998 р.

2.Д.И.Атаев,В.А.Болотников. Практические схемы высококачественного звуковоспроизведения. Радио и связь.1986г.
Реклама:





Скачать файл (174 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru