Курсовая работа: Разработка модуля контроля полноты заряда аккумуляторных батарей

В общем случае критерием выбора электрорадиоэлементов (ЭРЭ) в любом радиоэлектронном устройстве является соответствие технологических и эксплуатационных характеристик ЭРЭ заданным условиям эксплуатации.

Основными параметрами при выборе ЭРЭ являются:

1) технические параметры ЭРЭ:

номинальные значения параметров ЭРЭ согласно схеме электрической принципиальной;

допустимые рабочие напряжения;

допустимые рассеиваемые мощности;

диапазон рабочих частот;

коэффициент электрической нагрузки;

2) эксплуатационные параметры:

диапазон рабочих температур;

относительная влажность воздуха;

давление окружающей среды;

вибрационные и ударные нагрузки и т.д.

Дополнительными критериями при выборе ЭРЭ являются: надежность, унификация ЭРЭ, масса и габариты, стоимость. Выбор элементной базы по вышеназванным критериям позволяет обеспечить стабильную работу на протяжении всего срока службы изделия.

Применение принципов стандартизации и унификации при конструировании изделия в целом позволяет получить следующие преимущества:

– значительно сократить срок и стоимость проектирования;

– создать специализированные производства стандартных и унифицированных сборочных единиц для централизованного обеспечения предприятий.

– сократить на предприятии - изготовителе номенклатуру применяемых деталей и сборочных единиц; увеличить применяемость и масштаб производства;

– исключить разработку специальной оснастки и специального

– улучшить производственную и эксплуатационную технологичность;

– снизить себестоимость выпускаемого изделия.

Учитывая вышесказанное, выбираем следующие элементы:

Диоды:

- КД522Б

Конденсаторы:

- К10-17В-H90-0,1 мкФ ±20%;

- К10-17-П33-10 пФ ±20%;

- К10-17-П33-43 пФ ±20%;

- К10-17-П33-22 пФ ±20%;

- К10-17В-H90-1 мкФ +80/-20%;

- К50-35-1A 100 мк x 16В ±20%;

- КТ-4-21 6..25 пФ ±20%;

Кнопки:

- Кнопка П2К;

Микросхемы:

- КР140УД1208;

-К176ИЕ3;

- К176ИЕ4;

- К176ЛП2;

- К176ИЕ12;

- К561ТМ2;

- КР142ЕН19.

Резисторы:

- С2-23-0,25 10 кОм±5%;

- С2-23-0,25 25 кОм±5%;

- С2-23-0,25 250 кОм±5%;

- С2-23-0,25 120 кОм±5%;

- С2-23-0,25 45 кОм±5%;

- С2-23-0,25 11 кОм±5%;

- С2-23-0,25 230 кОм±5%;

- С2-23-0,25 10 Ом±5%;

- С2-23-0,25 1 Ом±5%;

- С2-23-0,25 20 кОм±5%;

- С2-23-0,25 1 МОм±5%;

- С2-23-0,25 75 кОм±5%;

- С2-23-0,25 100 кОм±5%;

- С2-23-0,25 24 кОм±5%;

- С2-23-0,25 1 кОм±5%;

- С2-23-0,25 240 Ом±5%;

- С2-23-0,25 22 кОм±5%;

- С2-23-0,25 5,1 МОм±5%;

- С2-23-0,25 200 кОм±5%;

- С2-23-0,25 10 МОм±5%;

- С2-23-0,25 510 кОм±5%;

- С2-23-0,25 330 кОм±5%;

- С2-23-0,25 22 МОм±5%;

Кварцевые резонаторы:

- РПК01 HC-49SM - 32768Гц - 6BC;

Транзисторы: - КТ315Б; - КП742А.

Характеристики электрорадиоэлементов, выбранных для изделия

Характеристики резисторов приведены в таблице 4.1

Таблица 4.1. Эксплуатационные характеристики резисторов

Эксплуатационные характеристики конденсатора К50-35

- температура окружающей среды, 0С: -20…+70;

- относительная влажность воздуха, %: до 98;

- атмосферное давление, кПа: 1,3…2942;

- допустимые отклонения емкости, %; ±25;

- минимальная наработка, ч: 5000;

Эксплуатационные характеристики конденсатора К10-17

- температура окружающей среды, 0С: -60…+80;

- относительная влажность воздуха, %: до 98;

- атмосферное давление, кПа: 1…3000;

- допустимые отклонения емкости, %; ±20;

- минимальная наработка, ч: 5000;

Характеристики конденсатора КТ4-21:

- номинальное напряжение: 250 В;

- группа ТКЕ: -(100…±200);

- допуск: 10%;

- тангенс угла потерь, не более: 0,002

Характеристики диодов серии КД522:

- наибольший средний выпрямленный ток при температуре от -55 оС до +35 оС, мА: 4;

- наибольший импульсный прямой ток при температуре от -55 оС до +35 оС, мА: 6;

- температура окружающей среды, оС: -55…+85;

- относительная влажность воздуха , %: до 98;

- атмосферное давление, кПа: 27-350;

- гарантийная наработка , ч: 2000.

Электрические характеристики ИМС серий КР140, КР142, К176, К561 приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2. Электрические характеристики элементов

Характеристики транзистора КТ315Б:

- напряжение коллектор-эмиттер: VCEO =20 В;

- напряжение эмиттер-база: VEBO=6 В;

- ток коллектора: IC =1000 нА;

- максимальная мощность рассеяния: РC =150 мВт;

- емкость коллектора: Ск =7 пФ.

Характеристики транзистора КП742А:

- Напряжение сток-исток - Uси max=60 В;

- Напряжение затвор-исток - Uзи max= ±20 В;

- Постоянный ток стока - Iс max=50 А;

- Импульсный ток стока - Iс и max=200 А;

- Температура перехода - Тпеp=175 oC.

Характеристики кнопки П2К:

- сопротивление изоляции - не менее 1000 Мом;

- сопротивление электрического контакта - не более 0,025 Ом;

- электрическая прочность изоляции - 750 В;

- температура окружающей среды: -40…+55 С;

- максимальная коммутируемая мощность: 36 Вт.

5. Выбор материалов конструкций

При выборе материалов конструкции, также как и при выборе элементной базы, необходимо руководствоваться комплексом взаимосвязанных физико-механических, электрических, технологических, экономических и других требований.

В первую очередь проведем выбор материала печатных плат.

Основными материалами, применяемыми для изготовления печатных плат, являются слоистые пластики, состоящие из связки и наполнителя. Основные параметры этих материалов приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1. Основные параметры слоистых пластиков

Выбор материалов для производства печатной платы нашего устройства необходимо производить исходя из условий его эксплуатации и условий проведения испытаний на прочность.

Материал печатной платы должен обладать механической прочностью на изгиб и растяжение. Кроме этого материал печатной платы должен иметь диапазон рабочих температур не меньший, чем у всего устройства.

Учитывая эти и другие требования можно выбрать в качестве материала печатной платы стеклотекстолит марки СФ2-35-1,5 ГОСТ 10316-78.

При выборе припоя следует учитывать, что припой должен быть легкоплавким, недорогим и технологичным. Кроме этого припой должен обладать хорошей адгезией к меди, а также иметь малое переходное сопротивление. Выберем наиболее распространенный оловянно-свинцовый припой марки ПОС-61 ГОСТ 21931-76. Характеристики этого припоя приведены в таблице 5.2.

Таблица 5.2. Характеристика припоя марки ПОС-61

Так как в данном устройстве имеется мощный транзистор (КП742А), то для него необходимо предусмотреть теплоотвод. С этой целью стенка корпуса будет изготовлена из алюминия марки 1105 ТУ 1-83-54-89 2мм (для нужд народного хозяйства). На нее закрепляется транзистор и печатная плата устройства. Лицевая панель для удешевления изделия изготавливается из полистирола ударопрочного белого 2 мм.

6. Выбор и обоснование компоновочной схемы, метода и принципа конструирования

6.1 Размещение элементов

Компоновочная схема блоков определяется количеством и видом составляющих элементов и их расположением.

Все компоновочные схемы делятся на два вида:

- централизованная;

- децентрализованная.

Децентрализованная компоновочная схема устройства принимается для аппаратуры обладающей мощными выходными блоками, источниками помех и т.д., тогда устройство разносится по нескольким корпусам.

В данном случае будем использовать централизованную компоновочную схему устройства, т. е. все его элементы располагаются в одном корпусе.

Компоновка РЭС осуществляется уже на этапе технического предложения, поскольку необходимо учесть требования по габаритам и массе, которые определены в техническом задании. На последующих стадиях проектирования происходит корректировка и уточнение компоновочных параметров. Как правило, при компоновке необходимо определить площадь и объем, массу конструкции. В том случае, если результаты расчетов не будут соответствовать требованиям ТЗ, то по согласованию с заказчиком в технически обоснованных случаях в ТЗ могут быть внесены соответствующие корректировки.