Реферат: Разработка методики программного тестирования цифровых устройств с помощью программного пакета Design Center
ВВЕДЕНИЕ
Для выхода нашейстаны из экономического кризиса необходимо повышение темпов и эффективностиразвития экономики на базе ускорения научно-технического прогресса,техническое перевооружение и реконструкция производства, интенсивноеиспользование созданного производственного потенциала, совершенствованиесистемы управления, хозяйственного механизма и достижение на этой основе дальнейшегоподъема благосостояния народа. Исходя из этого необходимо на основе проведенияединой технической политики во всех отраслях народного хозяйства ускоритьтехническое перевооружение произ-
водства, широко внедрять прогрессивную технику и технологию,
обеспечивающие повышениепроизводительности труда и качество продукции. Необходимо обеспечить созданиеи выпуск новых видов приборов и радиоэлектронной аппаратуры, основанных нашироком применении микроэлектроники.
В настоящее времяэтап развития микроэлектроники и аппаратостроения на ее основе можно назватьэтапом интегральных схем (ИС).
Интегральные схемы,являясь основной элементной базой микроэлектроники, позволяют реализоватьподавляющее большинство функций радиоаппаратуры.
Микрокомпоненты,применяемые совместно с ИС, должны быть совместимыми с ними по конструкции, технологиии уровню надежности. В некоторых случаях оправдано применение гибридныхинтегральных схем (ГИС). Это объясняется следующими обстоятельствами:
Технология ГИС проста и требует меньших,чем полупроводниковая технология затрат на оборудование и помещения.
Технологию ГИС можнорассматривать как перспективную по сравнению с существующей технологиеймногослойного печатного монтажа.
Пассивную часть ГИС изготавливают наотдельной подложке, что позволяет достигать высокого качества пассивныхэлементов при необходимости создавать прецизионные ГИС.
Основной проблемойпри создании микроэлектронной аппаратуры (МЭА) является выбор конструкции, атакже:
— обеспечение теплового режима;
— обеспечение надежности;
— обеспечение компоновки и соединений;
— снижение стоимости МЭА.
При проектировании конкретного образца МЭАдолжны учитываться:
— назначение и область применения МЭА;
— заданные электрические характеристики;
— условияэксплуатации, определяющие степень воздействия внешней среды;
— требования кконструкции (надежность, ремонтопригодность, масса, габариты, тепловые режимы);
— технико-экономические характеристики(стоимость, технологичность изготовления).
Основным средствомминиатюризации устройств является их интегральное исполнение. В силовыхустройствах интеграция — это в первую очередь объединение бескорпусных силовыхполупроводниковых приборов в общем корпусе. Примером такого силового устройстваявляется разрабатываемый силовой микромодуль вторичного источника питания.
Наряду с ГИС применяются малогабаритныесборки, состоящие из силовых транзисторов и диодов.
В основупроектирования силового микромодуля заложены современные тенденцииконструирования ВИП на базе микроэлектронной
технологии их изготовления.
АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ
Анализируя заданиена дипломное проектирование, видно, что модуль используется как составная частьизделия. Наличие при эксплуатации изделия влажности до 93% требуетпредусмотреть защиту
радиоэлементов и печатных плат путем герметизациимодуля, а также
пропиткой и заливкой. Так в частноститрансформатор преобразователя заливается. Герметизация модуля обеспечиваетсяс помощью резиновой прокладки по периметру между крышкой и корпусом. Наиболеесложным вопросом является обеспечение нормального теплового режима при эксплуатациив диапазоне температур — 40-60o С.
Основное влияниетемпературы будет сказываться на радиоэлементы и особенно верхний пределтемпературы +60o С. С этой целью выбор элементной базы произведенисключительно по техническим условиям и ГОСТам, что исключает ошибки в выбореэлементной базы. Все выбранные радиоэлементы обеспечивают предельныетемпературы эксплуатации. Такой режим достигается благодаря особенности конструкции.Особенность заключается в том, что большинство теплонагруженных элементовимеют хороший тепловой контакт на корпус модуля. Так, например, трансформаторпреобразователя находится в гнезде корпуса. Корпус выполнен из материала Д16,обладающим хорошей теплопроводностью, а для большего уменьшения теплового сопротивления,там где это необходимо, применяется теплопроводящая паста КНТ-8. Все этопозволяет спроектировать модуль в заданных габаритах.
Механическиенагрузки на модуль довольно значительные, т.к. он эксплуатируется в изделииустанавливаемом на подвижных объек-
тах Однако, вся конструкция модуля и егоэлементов отвечают требованиям вибро- и ударной устойчивости, заданной в ТЗ.
Исходя извышеизложенного, можно утверждать, что модуль обеспечит заданную надежностьP(t)=0,9 при t=5000. Проведенный в дальнейшем расчет надежности должен показатьправильность выб-
ранной элементной базы и самой конструкции модуля. При меньшем
расчетном значении надежности потребуется пересмотрэлементной
базы вариантов и способов охлаждения и возможно всей конструкции
модуля.
Так, применение бескорпусных транзисторов 2Т3642Б-2,
2Т376Б1-2, 2Т397А-2 и др., а также пленочныхрезисторов R1-12, особое значение приобретает полная и тщательная герметизациявсего корпуса.
НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИНЦИП РАБОТЫ
Проблема созданияэкономичных, надежных, малогабаритных источников электрической энергии дляпитания современных радоэлектронных устройств становится все более актуальной.
Этой проблемой заняты специалисты всех стран мира
Большое внимание уделяется и повышению КПДвторичных источников питания, т.к. количество их возрастает вместе с темиустройствами, где они используются. Одновременно растут требования и кстабильности питающей напряжения РЭА.
Поэтому правильныйвыбор схемы блока питания играет большую роль в получении высокого КПД.
С этой целью былавыбрана схема микромодуля питания с широко-импульсной модуляцией.
Блок питанияобеспечивает стабилизацию выходного напряжения с одновременной фильтрациейнизкочастотных составляющих входного напряжения.
Входное напряжениеможет изменяться от 20 до 30 В, а выходное напряжение при всехдестабилизирующих факторах (изменение входного напряжения, температурыокружающей среды, тока нагрузки) изменяется в пределах 25+1,25 В.
В основурегулирования заложен стабилизированный преобразователь с широтно-импульсноймодуляцией. Микромодуль включает в себя входной фильтр, схему управления,промежуточный каскад, трансформаторный преобразователь, выпрямитель, выходнойсглаживающий фильтр. Входной фильтр состоит из конденсаторов С18… С24,дросселя Др1 и обеспечивает подавление пульсаций рабочей частотыпреобразователя, а также обеспечивает непрохождение ВЧ пульсаций бортсети ввыходную цепь.
Микромодуль состоитиз двух силовых токовых ключей на транзисторах Т13, Т14, Т17… Т26и транзисторов Т15, Т16, Т27… Т36, трансформатораТр2. Резисторы R46,R47,R48,R49обеспечивают необходимый режим токовых ключей.
Микромодуль осуществляет необходимуютрансформацию напряжения и при необходимости может произвести гальваническуюразвязку выходного напряжения.
Выпрямлениепеременного прямоугольного напряжения осуществляется диодами VD12...VD19,включенных по схеме со средней точкой вторичной обмотки трансформатора. ДиодыVD20,VD21 и конденсатор С41 позволяютполучить требуемую форму выходного выпрямлен-
ного напряжения в момент переключения диодоввыпрямителя.
Сглаживающийвыходной фильтр состоит из двух последовательно включенных Г-образныхLC-фильтров. Первый фильтр состоит из накопительного дросселя<sub/>Др3и конденсаторов С42… С51, второй — из дросселя Др4 иконденсаторов С52… С57. Первый фильтр производитпреобразование широтно-модулированных импульсов в постоянное напряжение.Второй фильтр является фильтром подавления радиопомех и обеспечивает получениезаданных пульсаций выходного напряжения.
Схема управлениявыполнена по гибридно-пленочной технологии и включает в себя задающий генератор(ЗГ) на инверторах У1.1, У1.2,<sub/>У1.3и элементах R9,<sub/>R10,<sub/>C6;генератор коротких<sub/>импульсов на У2.1,<sub/>У1.4,<sub/>У2.2; генератор пилы на элементах VT6, R16,C12;
ШИМ-модулятор на усилителе постоянноготока (УПТ) У16; разделитель каналов на триггере У3.1;два (по числу каналов) выходных каскада<sub/>на У2.3, VT7,VT8, R17,<sub/>R18,<sub/>R19,<sub/>R24,<sub/>R22,<sub/>C8,<sub/>C9 — первый канал; У2.4,<sub/>T9,<sub/>T10,<sub/>R20,<sub/>R25,<sub/>R21, R23,<sub/>R27,<sub/>C10,<sub/>C11 — второй канал; узел защиты от короткого замыкания внагрузке (У3.2, У7.1,<sub/>У7.2,<sub/>У8.1,<sub/>У8.2,<sub/>R28,<sub/>R29,<sub/>R30,<sub/>R32,<sub/>R33,<sub/>R36,<sub/>R37, VD8,<sub/>VD9,<sub/>C15,<sub/>C17) и вспомогательные цепи питаниясхемы управления.
Первый линейныйстабилизатор параметрического типа осуществляет питание логических элементов У1,<sub/>У2,<sub/>У3.
Второй линейный стабилизаторпараметрического типа обеспечивает питанием +12 В и +6 В УПТ (У6).
Дополнительно всхему управления входит узел гашения, обеспечивающий сброс магнитной энергиипромежуточного усилительного каскада и тем самым позволяющий получить требуемуюформу выходных импульсов этого каскада.
Промежуточныйусилительный каскад выходных сигналов по току схемы управления и согласованиепо уровню. Он включает в себя активные элементы<sub/>VT11,<sub/>VT12,<sub/>трансформатор Тр1 с вторичной обмоткой.
Схема работаетследующим образом: при повышении выходного напряжения на вход УПТ черезрезистивный делитель R50,<sub/>R34,<sub/>R35и R31 поступает повышенное напряжение. Пилообразное напряжение, наложенноена постоянное напряжение делителя, сравнивается с опорным. На выходе УПТобразуются импульсы, более узкие чем это было было до этого момента. В каждомканале суженные импульсы проходят на выход промежуточного каскада, а с негопоступают на вход токовых ключей. Токовые ключи меньшее время будут находитьсяв открытом состоянии. На накопительный фильтр поступают более узкие импульсы.Накопительный фильтр производит сглаживание по среднему значению, поэтомувыходное напряжение начинает уменьшаться и стремится к своему нормальномузначению.
Обоснование и выбор конструкции микроблокапитания РЭА
Микроблок являетсяпринципиально новым видом конструктивного исполнения микроэлектроннойаппаратуры повышенной надежности и высокого уровня интеграции, перспективнымнаправлением в конструировании РЭА различного назначения, являющимсядальнейшим и более гибким развитием методов гибридной микроэлектроники.
Анализрадиоаппаратуры показал, что вторичные источники питания в большинстве случаевсоздаются на дискретных корпусных элементах, в то время как остальнаяаппаратурная часть строится на интегральной элементной базе.
Результатом такогоподхода явилось то, что объем и масса вторичных источников питания составляетдо 40-50% аппаратурной части РЭА.
Во многих случаях эти проблемы вызванынесовершенством конструкции вторичных источников питания и устройств,отводящих от них тепло. Эти причины сдерживают внедрение интегральныхметодов проектирования силовых устройств и дальнейшее уменьшение их масс игабаритов. Общеизвестно, что объемные конструкции блоков питания обладаютзначительным температурным сопротивлением от их источника до его стока. Кроме того корпусные активные и пассивные элементы схемы также обладают большим тепловым сопротивлением, что в свою очередь требует дополнительного увеличения объема конструкции и охлаждающей поверхности.
Тепловой поток отисточника тепла до его стока определяется из выражения:
t1 — t2
Q = — ,
S Rт где Q — тепловой поток;
t1 — допустимая рабочая температураэлементов схемы по ТУ;
t2 — температура окружающей среды;
S Rт-суммарное тепловое сопротивление от источника тепла до его стока.
Rт = Riт + Rтс + Rтт
Тепловое сопротивление конструкцииопределяется из выражения: l
Rт = —, l S
где l — расстояние от источника тепла до его стока;
l — теплопроводность;
S — окружающая поверхность;
Из выражения видно,что конструкция силового модуля должна обладать:
кратчайшим расстоянием от источника тепла до его стока
(l должно быть минимальным);
максимальнойплощадью окружающей поверхности (S должно быть максимальным);
материал теплоотводадолжен обладать максимальной теплопроводностью (l должно быть максимальным).
Наиболее полно этимтребованиям отвечает конструкция изделия, которая обладает:
— максимальной площадью поверхности приодновременном уменьшении ее объема;
— применением активныхэлементов с малым тепловым сопротивлением, т.е. необходимо применитьбескорпусные элементы;
— применениемконструкции малокорпусных или бескорпусных пассивных элементов (трансформаторы,дроссели);
— применениемалюминия, меди, окиси бериллия, керамики 22ХС и им подобных материалов.
Кроме того, такиеконструкции обладают минимальной материалоемкостью, максимальной простотоймонтажа, улучшенными электрическими параметрами.
КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ МИКРОМОДУЛЯ
Конструкторско-технологическаяпроблема миниатюризации силовых устройств заключается в необходимостисоздавать и применять специальные бескорпусные полупроводниковые приборы имикросхемы,
специальные намоточные детали и особые методыконструирования,
обеспечивающие плотную упаковку элементови низкое внутренне тепловое сопротивление конструкции.
На дюралюминиевой подложке МСБ (l3=4 мм, 190х130;
l= 170 Вт/м град) расположены дросселидиаметром 36 мм, мощностью 2,8 Вт; диоды диаметром 14 мм и мощностью 1,6 Вткаждый; трансформатор диаметром 55 мм, мощностью 1,85 Вт; 10 транзисторов диаметром10 мм; мощностью по 0,83 Вт каждый, крепятся на медной пластине размером55х67х2,7 мм.
Применениебескорпусных приборов позволяет уменьшить объем конструкции и довести его довеличины полностью определяемой энергетическими соотношениями и условиямиохлаждения.
В нашем случае мырассматриваем тепловой расчет микроузла, который позволяет нам определитькартину температурного поля ГИС с помощью расчета тепловых режимов ивзаимовлияния элементов.
Примем условные обозначения:
Wi — удельная мощностьрассеивания элемента, Вт/см2;
Wi max — максимальная удельная мощность рассеивания элемента, Вт/см2;
DQ - допустимая абсолютная погрешностьперегрева, oС;
l - теплопроводность подложки,Вт/м — град;
l3 - толщина подложки,нм;
Rk - контактное тепловоесопротивление, м2 град/Вт;
Zo - эквивалентный радиустепла, мм;
ro - эквивалентный радиусисточника тепла, мм;
Pi - мощность источникатепла, Вт;
Si - площадь поверхностиисточника, мм2;
РАСЧЕТТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ ИСТОЧНИКА ТЕПЛА
Экивалентныйрадиус подложки
Zo= 90 мм;
Эквивалентный радиус источника тепла ro=7мм;
Критериальную величину рассчитываем по формуле:
|\\\\\\\\\
|\\\ / 17Zo2
j=? Bi= / --------- ;
?Rk7l7lз
|\\\\\\\\\\\\\\\
/ 17(9710-2)2
j = / ---------------- =3,5; где Rk= 10-3,
?4710-37170710-3
Bi — критерий Био;
j - критериальная величина.
Для нахождениякритерия f необходимо определить отношение r/Zo.
Определяемфункцию f(r/Zo,j) по таблице;
Y(r/Zo,j)=0,5064
При r=roопределяем тепловой коэффициент F(ro); отношение r/Zo,j=0,7/9,0=0,078
1
F(ro)= — Y(r/Zo,r/Zo,j)
2l37l
F(ro) = 0,37 град/Вт
Температурав точке r=ro составляет
t(ro)7tc = P7F(ro)
t(ro) = 70,6 град
tc принимается равной toустройства и равно 70o.
Рассчитываемкоэффициент F(r/Zo) для следующих точек:
r/Zo=0,2;0,3;0,6;1.
Изтаблиц находим функцию Y для этих точек:
Y(0,2)=0,228 Y(0,6)=0,0376
Y(0,3)=0,136 Y(1)=0,0158
Тепловыекоэффициенты равны:
F(0,2)=0,17 F(0,3)=0,10
F(0,6)=0,03 F(1,0)=0,012
Перегревыв этих точках составляют:
Q(0,2)=0,27 Q(0,6)=0,048
Q(0,3)=0,16Q(1,0)=0,02
Вокруг каждогоисточника делаем окантовку — зону влияния элементов.
2.1.2 РАСЧЕТ ВЗАИМОВЛИЯНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ
Для каждого i-тогоисточника тепла рассчитывается влияние на близлежащие к центру этого источникаточки y-х элементов схемы, которые хотя бы частично заключены в областипрямоугольника i-того элемента.
Температура любойточки поверхности основания определяется по формуле:
Ki7Wi
Qi= — — 2 e(q1r1)+ Sign q27e(q2r1) + Sign r27e(q1r2)+
[
+ Sign q27Sign r27e(q2r2)2
]
q1= d1' + |xo| r1 = d2' +|yo|
q2= d2' — |xo| r2 = d2'- |yo|
qo = min q1r maxq1r
K = —, qc
D1 D2
где d1'= --- и d2'= ----
l3 l3
D1 и D2 — размеры источника тепла;
Кк — коэффициент качества конструкции; l3
Кк= —. l
Xo, Yo — безразмерные координаты точки, в которой определяется перегрев в системекоординат, центр которой совпадает с центром
i-тогоэлемента, а оси /1-6/ сторонам i-того элемента;
xo = xo / l3
e(q1r) = e1(qo) — e2(qok)
e1(qo)и e2(qok) даны в таблице.
Определим перегрев Q1-2в ближайшей тоске влияния дросселя (элемента 2) на транзистор (элемент 1).
d1' = 27,5 / 4 хо =4,75
d2' = 33,5 / 4<sub/>уо = 0
q1 = 11,65 r1= 8,4
q2= 2,15 r2 = 8,4
К1 = 1,4 К3= 1,4
К2= 4,0 К4 = 4,0
e (q1;r1) = 1
e (q2;r2) = 0,9726
e (q1;r2) = 1
e(q2;r2) = 0,9726
Q1-2= 0,197
Перегрев в ближайшейточке влияния дросселя (элемент 2) на диод (элемент 3)
Q3-2=0,00003
Дляостальных элементов:
Диод (элемент 3) Q1-3= 6710-3 на транзистор
Стабилитрон(элемент 5) Q1-5 = 6710-3 (элемент1)
Транзистор (элемент 1) Q2-1= 3710-4 на дроссель
Диод (элемент 3) Q2-3= 6,63710-2 (элемент 2)
Трансформатор (элемент 4) Q2-4= 4710-4
Стабилитрон (элемент 5) Q2-5=3710-6
Транзистор (элемент 1) Q3-1= 0 на диод
Трансформатор(элемент 4) Q3-4 = 1,6710-2(элемент 3)
Дроссель (элемент 2) Q4-2= 7710-6 на трансформа-
Стабилитрон(элемент 5) Q4-5 = 1,47710-3тор (эл. 4)
Транзистор (элемент 1) Q5-1= 7,8710-5 на
Дроссель (элемент 2) Q5-2= 7710-4 стабилитрон
Диод (элемент 3) Q5-3 = 4,44710-2 (элемент 5)
Трансформатор(элемент 4) Q 5-4 = 4,44710-2
РАСЧЕТСОБСТВЕННЫХ ПЕРЕГРЕВОВ ЭЛЕМЕНТОВ
Определяембезразмерные параметры элементов схемы:
min(D 1i,D 2i) max(D1 i,D 2i)
qoi= ------------ и Ki=------------
l3 min(D1i,D 2i)
Удельнаямощность рассеивания элементов равна
Wi= Pi / Si
Перегревэлементов под действием рассеиваемой мощности:
Q i=<sub/>Kk7Wi7e (qoi,k)
Собственный перегревсостоит из перегрева элемента и перегрева клея
Qni = Q i + Q кл
Длятранзисторов: qот=6,875<sub/>Kт=1,2
Длятрансформатора:<sub/>qотр=6,875<sub/>Kтр=1,0
Длядиода:<sub/> qод=1,75<sub/>Kд=1,0
Длядросселя:<sub/> qодр=4,5<sub/> Kдр=1,0
e1(qот)=0,9999<sub/> e 1(qодр)=0,99930
e2(qотр)=0,999952<sub/> e 1(qод)=0,86863
e2(qот Kт) = 0<sub/> e2(qодрKдр)=0,0008
e2(qотр Kт) = 4,5<sub/> e2(qодKд)=0,05077
Kk= 0,22710-4 м2 град/Вт
Wт<sup/>=<sup/>0,224<sup/>Вт/см2
Wдр= 0,28 Вт/см2
Wтр= 0,08 Вт/см2
Wт= 1,02 Вт/см2
Перегрев элемента под действием рассеиваемой мощности:
Qт = 0,5710-5
Qдр=0,6710-5
Qтр= 0,176710-5
Qд= 2,2710-5
Собственныйперегрев элемента:
Qн т = 0,20955
Qн тр= 0,60002
Qн д = 2,12602
Qндр= 8,4006
2.1.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛНЫХ ПЕРЕГРЕВОВ ЭЛЕМЕНТОВ
Полный перегревэлемента равен сумме собственного перегрева и перегревов, вызванных влияниемостальных элементов схемы.
Температура элементов с учетом влияниядругих элементов составит:
ti = toc + Qni
t1=70,46oC, t2=78,50oC,t3=72,14oC, t4=72,14oC,<sub/>t5=70,80oC
1
Температура элементов таблица
Источник
влияния
Элемент, на который влияет 1 2 3 4 51
2
3
4
5
0,20
0,197
0,006
-
0,6 10-3
0,3710-3
8,40
0,076
0,4710-3
0,3710-5
-
0,3710-4
2,126
0,016
0,1710-5
-
0,7710-4
0,016
2,126
0,1710-5
0,156710-3
0,14710-2
0,0888
0,8888
0,60
Итого 0,457 8,477 2,142 2,142 0,779КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ
Материалы,используемые в качестве оснований для печатных плат (ПП), должны обладатьсовокупностью определенных свойств. К их числу относятся высокиеэлектроизоляционные свойства, достаточная механическая прочность и др. Все этисвойства должны быть стабильными при воздействии агрессивных сред иизменяющихся условий. Кроме того, материал платы должен обладать хорошейсцепляемостью с токопроводящим покрытием, минимальным короблением в процессепроизводства и эксплуатации. Если платы изготавливаются из листового материала,то последний должен допускать возможность обработки резанием и штамповкой.
В качестве материалаПП используем листовой фольгированный материал — стеклотекстолит фольгированныймарки СФ 2-50-2,0 ГОСТ 10316-70.
Выбор данного материалаобъясняется назначением и условиями работы микромодуля. Печатные платы изстеклотекстолита имеют
нужную устойчивость к механическим, вибрационным, климатическим
воздействиям по сравнению с платами из гетинакса. Физико-механические и электрические свойства сведены в таблицу
Таблица 2 Физико-механические свойствастеклотекстолита
Показатели СФ 21.Плотность с фольгой, г/см2
2.Предел прочности на растяжение, кг/см2
3.Удельное поверхностное электрическое сопротивление, Ом
4.Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 106Гц
5.Диэлектрическая проницаемость
1,9-2,9
2000
1010
0,07
6
Размеры плат нерекомендуется брать более 240х360 мм при обычных и 120х180 мм прималогабаритных деталях. Это связано с тем, что при больших габаритных размерахПП увеличивается длина печатного проводника, чем снижается его прочность,снижается сила сцепления печатного проводника с изоляционным материалом, чтотребуется затем дополнительное сцепление путем предусмотрения дополнителныхконтактных площадок и отверстий. Из-за этого увеличиваются паразитные связи,что неблагоприятно сказывается на параметры устройства (помехи, пульсации,паразитные связи, наводки и т.д.). Одновременно снижается механическаяжесткость печатной платы.
Для устранения этогоэффекта рекомендуется и целесообразно более квадратная и прямоугольная форма(рекомендуемое соотношение сторон по ОСТ4 ГО.070.011 — 1:1; 1:2; 2:3; 2:5).
Платы всех размероврекомендуется выполнять с плотностью монтажа, соответствующей классу А. К этомуклассу относятся платы, у которых ширина проводников и расстояние между ними вузких местах находятся в пределах 0,5-0,6 мм.
Принимается площадьвсех элементов 80,6 см2, а коэффициенты плотности монтажа равным0,7, получаем максимальную площадь печатной платы равной 116 см2.
Исходя изособенностей конструкции блока, а именно: ограничение размеров в целяхдостижения наименьших габаритов микромодуля, печатная плата модуля имеетразмеры и форму, изображенную на рисунке
Форма и размеры платы
Зная габариты платы,можно перейти к компоновке элементов на ПП с учетом необходимых зазоров междуэлементами и рационального их размещения, для снижения паразитных связей инаводок.
Выбираем шагкоординатной сетки 1,25 мм согласно ГОСТ 20317-62 и отраслевого стандарта ОСТ4.ГО.070.011.
Центры монтажных ипереходных отверстий расположены в узлах координатной сетки.
РАСЧЕТНАДЕЖНОСТИ МИКРОМОДУЛЯ.
Надежность — свойство изделия сохранять свои параметры в заданных пределах и в заданныхусловиях эксплуатации в течение определенного промежутка времени.
Общую надежностьможно принимать как совокупность трех свойств: безотказность,восстанавливаемость, долговечность.
Безотказность — свойство системы непрерывно сохранять работоспособность в течение заданноговремени в определенных условиях эксплуатации. Она характеризуетсязакономерностями возникновения отказов.
Восстанавливаемость- это приспособленность системы к обнаружению и устранению отказов с учетомкачества технического обслу-
живания. Она характеризуется закономерностямиустранения отказов.
Долговечность — свойство системы длительносохранять работоспособность в определенных условиях. Количественнохарактеризуется продолжительностью периода практического использования системыот начала эксплуатации до момента технической и экономической целесообразностидальнейшей эксплуатации.
Методы повышения надежности в зависимостиот области их применения можно разделить на три основные группы:производственная, схемно-конструкторские, эксплуатационные.
К производственнымметодам относятся: получение однородной продукции, стабилизация технологии,анализ дефектов и механизмов
отказов, разработка методов испытаний, определение зависимости
показаний надежности от интенсивности внешнихвоздействий.
Ксхемно-конструкторским методам относятся: выбор подходящих условий нагрузки,унификация узлов и элементов, разработка схем с допусками на отклонениепараметров элементов, резервирова-
ние, контроль работы оборудования, введение запасаработы во времени.
К эксплуатационным методам относятся: сборинформации надежности, увеличение интенсивности восстановления,профилактические мероприятия, граничные испытания.
Наиболееответственным этапом по удовлетворению требований эксплуатационной надежностиявляется этап проектирования.
Насколько всесторонне учтены при проектированиии изготовлении опытного образца условия производства и эксплуатации с точкизре-
ния безопасности в работе,ремонтопригодности, долговечности аппаратуры, настолько последняя будетобладать эксплуатационной надежностью.
К критериямбезопасности относятся: вероятность безотказной работы, частота отказов,интенсивность отказов, среднее время
безотказной работы, наработка на отказ.
Интенсивностьюотказов называется отношение числа отказавших изделий в единицу времени ксреднему числу изделий, продолжавших исправно работать. Среднем временембезотказной работы называет-
ся арифметическое время исправной работыкаждого изделия. В теории вероятности применяются различные законыраспределения. Наиболее простым распределением потока отказов во времениявляется эксплуатационный закон распределения, который рассматривает последовательностьотказов во времени, как простейший поток событий.
Расчет вероятностибезотказной работы, когда отказы комплектующих элементов распределяются поэкспоненциальному закону производится по следующим формулам:
P(t)= et 7<sup/>e<sup/> -t7...7e -t
где -lS — суммарная интенсивная отказов РЭА,
li — интенсивность отказовкомплектующих изделий и элементов.
Интенсивность отказов комплектующихэлементов с учетом условий эксплуатаций производится по формуле:
l = lp 7 KB
KB — коэффициент, учитывающийусловия эксплуатации элементов для каждой группы аппаратуры. Для наземнойстационарной и возимой аппаратуры KB=1.
Произведем ориентировочный расчетнадежности; он основывается на следующих допущениях:
— интенсивностьотказов всех элементов не зависит от времени; т.е. в течение срока службы уэлементов, входящих в изделие, отсутствующих старение, износ;
— отказы элементов изделия являются случайнымсобытием;
— все элементыработают одновременно, коэффициент нагрузки Кн=0,6.
Исходные данные длярасчета вероятности безотказной работы сведены в таблицу
Расчетведется по формуле:
P(t) = e — t
l — суммарная интенсивность отказов элементов и узлов;
t- время работы микромодуля.
Среднее время работыдо первого отказа определяется по формуле:
1
To = — (час) l S
Расчет вероятностибезотказной работы будем вести для двух температур:
для нормальной t1=20оCи для максимальной<sub/>t2=50оC, указанной в ТУ.
Для определенияинтенсивности отказов элементов при t2=50оC вводятсяпоправочные коэффициенты f. Тогда интенсивность отказов будет равна:
lt = lt 7 f
Данные интенсивности отказов сводим в таблицу
Среднее время безотказной работы при двух температурахбудет равно:
при t=20оC T =15243 час
при t=50оC Т = 11031 час
Для построения зависимости безотказнойработы от времени наработки микромодуля составим таблицу вероятностибезотказной работы для двух температур.
1
Данные интенсивности отказов таблица
Наимено-
вание
элементов
Кол-во
N
Kн
li710-6
1/час
Кн li710-6
20оC
50оC
20оC
50оC
Резисторы 50 0,6 0,04 0,4 8,64 19,8 Транзисторы 36 0,6 0,5 0,8 4,2 6,51 Диоды 16 0,7 0,2 1,47 3,15 3,75 Конденсаторы 57 0,5 1,33 1,33 9,98 14,59 Дроссели 4 1 2,1 2,1 2,1 5,88 Трансформаторы 2 1 2,1 2,1 4,2 11,76 Микросхемы 3 0,7 0,85 0,85 1,79 3,32 Стабилитрон 5 0,7 0,5 0,5 1,75 8,82 Пайки 120 0,7 0,05 0,1 4,2 4,2 Провода 18 0,7 0,12 0,12 1,5 1,5Прокладки
резиновые
8 0,7 0,03 0,03 0,17 0,17 Корпус микромодуля 1 0,6 0,003 0,003 0,018 0,018 S 65,6 S 90,7Вероятность безотказной работы таблица
Среднее время работы микромодуля t(час)Вероятность
-----------
t1=20оC
безотказной работы |
---------------------
| t2=50оC | |
1000 0,962 | 0,951 | 2000 0,951 | 0,945 | 3000 0,943 | 0,933 | 4000 0,935 | 0,875 | 5000 0,910 | 0,829 | 6000 0,875 | 0,784 | 7000 0,846 | 0,745 | 8000 0,814 | 0,702 | 9000 0,785 | 0,668 | 10000 0,760 | 0,632 |График зависимости вероятности безотказной работы отвремени работы микромодуля
Из таблицы видно, чтовероятность безотказной работы микромодуля при t1=20оCзначительно выше, а при<sub/>t2=50оC ниже. Этообусловлено тем, что при повышении температуры повышается интенсивностьотказов радиоэлементов, т.е. увеличивается разброс их параметров иследовательно расстройка всего микромодуля. Из приведенного расчета можносделать вывод, что микромодуль имеет хорошую надежность, т.е. можногарантировать 15240 часов безотказной работы микромодуля при нормальнойтемпературе, 11031 часа при повышенной температуре. Если же исходить изреальных условий работы микромодуля, то можно сказать, что его надежностьнамного выше, т.к. при расчете принималось, что в работе находятся все элементымикромодуля при максимальной нагрузке, т.е. микромодуль работал в наихудшихусловиях.
Исходя из полученныхрасчетных данных видно, что наработка на отказ при заданной надежности 0,8составляет 3200 часов. Таким образом, разработанная конструкция микромодулясоответствует требованию задания.
Приведенный расчет на ЭВМ внесен в приложение 3.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ
МИКРОБЛОКА ПИТАНИЯ РЭА
Анализтехнологичности конструкции микромодуля будем проводить определяя основныепоказатели. Стандартами ЕСТПП устанавливается обязательность отработки КДизделий на технологичность на
вех стадиях производства РЭА.
Количественнаяоценка технологичности конструкции основана на системе показателейтехнологичности, которые являются критери-
ями технологичности.
Согласно ГОСТ14201-83 оценку технологичности конструкции будем проводить по показателям,достигнутым в процессе отработки конструкции на технологичность. Показателиновой конструкции будем сравнивать с показателями базовой.
Для всех видов изделий при отработкеконструкции на технологичности ставятся следующие задачи:
— Снижениетрудоемкости изготовления изделия. Она зависит от многих факторов, главным изкоторых следует считать стандартизацию, унификацию составных частей изделия иих элементов, типизацию технологических процессов изготовления и ремонтаизделия.
— Стандартизациясоставных частей или деталей (крепеж). При использовании стандартных составныхчастей изделия создаются предпосылки для их централизованного производства,обеспечивают их взаимозаменяемость при выходе из строя в процессе сборки, исключаетпрогоночные работы, упрощает техническое обслуживание изделия, снижает егосебестоимость.
— Унификация составных частей изделия. Эта задача включает: использование в проектируемых изделиях составных частейконструкции, отработанных на технологичность, использование покупных изделий.
— Возможностьиспользования типовых технологических процессов сборки, обработки, контроля.Применение типовых технологических процессов создает условия для повышенияуровня их механизации и автоматизации, сокращения сроков изготовления.
Для определениярасчетных коэффициентов технологичности составляем таблицу, в которую вносимданные о проектируемом и ба-
зовомизделии.
1
Таблица
Расчет технологичности конструкции
Д Е Т А Л И Специально изготовленныеНормализованные NА,NК
Покупные 18 21 13 17 3 3 - - 5 7 - - 55 60 33 40 35 50 - - 75 152 - -Нормализованныйкоэффициент
Nшн +<sub/>Nшнс
Кн= -----------
N ш -<sub/>Nшк
75 152
Кн пр = — = 0,46<sub/>Кнбаз = — = 0,6
198-35 302-50
N ш — общее количество по спецификации
Nшн — не крепежные
Nшнс — стандартные
Nшк — крепежные
Коэффициентзаимствования
Nшз
Кз = ----------
N ш -<sub/>Nшк
Nшз — заимствованные
Кзпр = 0,2<sub/>Кз баз = 0,16
Коэффициентповторяемости
NД
Кпов = -----
N ш
NД- количество одноименных деталей
Кпев.пр= 0,19<sub/>Кпов.баз = 0,16
Коэффициентпреемственности и освояемости
Nшп + Nшз + Nшнк + Nшп
Кп = ----------------------
Nш — Nк
Kпр.пр = 0,65
Kпр.баз= 0,76
Коэффициентконструктивного оформления
N осн
Кконст = ---------
N ш -<sub/>Nшк
81
Kконст.пр.= — = 0,49
198-35
Кконст.баз= — = 0,45
302-35
Коэффициенттехнологичности конструкции
С2
Ктехн = — 7 100 %
С1
где С1-С2 — себестоимость базовой и проектируемой конструкции, руб
340
Ктехн = — ~ 1,2
270
При сравнении производственно-технологическиххарактеристик проектируемого и базового изделий видно, что они в основном выше,чем у проектируемого изделия. Однако коэффициенты преемственности инормализованный у проектируемого изделия несколько ниже за счет широкого примененияв проектируемом изделии микроэлектроники.
3.2. Определение показателя качествапроектируемого изделия
Важнейшим показателем качествапроектируемых изделий РЭТ является их технический уровень.
Абсолютные значения параметровтехнического уровня рассчитываются по формулам:
xkp xj
xcj = — xnj = ---
xi xnp
где хcj — безразмерный показатель качествадля показателей,
при увеличении абсолютных значений которых возрастает обобщающий
показатель технического уровня;
хnj — безразмерный показателькачества для показателей, увеличение абсолютных значений которых ведет куменьшению обобщающего показателя качества;
хnp, хkp — показатели качества итехнического уровня изделий;
хj — показатели разрабатываемого изделия.
Коэффициент весомостикаждого показателя bj рассчитывается по формуле:
1<sub/> x
bj = — 7<sup/> S<sup/>bjm
Z<sup/> m=1
Pjm
bjm = — ,
c
S<sup/> Pjm
i=1
где Z — количество специалистов-экспертов;
Рjm — оценка важности j показателя.
Обобщающий показатель технического уровнярадиоизделия определяется по формуле:
n n
hT = S bj 7 хcj + S bj7 хnj,
i=1 i=1
где hT — обобщающий показатель техническогоуровня изделия;
bj — коэффициенты весомости (значения) j-того показателя.
Данные дляопределения показателя качества проектируемого изделия сводим в табл.
Таблица Технические показатели
базового и проектируемогоизделий
Показатели качествапроект.
изделие
базовое
изделие
Оценка важности 1 эксперт 2 эксперт 3 эксперт 1.Выходная мощность, Вт 20 20 9 10 10 2.Потребляемая мощность, Вт 30 40 7 8 6 3.Масса, кг 0,8 1,2 5 6 6 4.Коэффициент полезного действия, % 75 50 10 10 95.Время на мон-
таж и установку,
час
0,55 0,65 8 7 9 6.Среднее время наработки на отказ, час 1000 800 8 9 8c
1 эксперт S Pjm = 47
j=1
c
2 эксперт S Pjm = 58
j=1
c
3 эксперт S Pjm = 54
j=1
Расчет значениякоэффициентов весомости отразим в табл.
Таблица Значение коэффициентов весомости
1
Показатели качества Коэффициент весомостиСредний
коэфф.
весомости
1 эксперт 2 эксперт 3 эксперт 1.Выходная мощность 0,163 0,172 0,185 0,173 2.Потребляемая мощность 0,127 0,137 0,111 0,125 3.Масса 0,09 0,103 0,101 0,101 4.Коэффициент полезного действия 0,181 0,172 0,166 0,173 5.Время на монтаж и установку 0,145 0,12 0,166 0,145 6.Среднее время наработки на отказ 0,145 0,155 0,148 0,149c
S<sub/>Pjmj=1
0,851 0,859 0,721 0,864Коэффициенты уровня качества аттестуемогоизделия определятся по формуле:
Пат hат = — ,
Пэт
где Пат, Пэт — показатели качества
Расчет показателейкачества аттестуемого изделия и эталона отразим в таблице
Таблица
Расчет показателя качества
1
Показатели
качества
Относительный показатель Безразмерный показательП
изделие
Б
изделие
П
изделие
Б
изделие
1.Выходная мощность 1 1 0,173 0,173 2.Потребляемая мощность 1 0,475 0,125 0,059 3.Масса 1 0,666 0,101 0,067 4.Коэффициент полезного действия 1 0,823 0,173 0,142 5.Время на монтаж и установку 1 0,846 0,143 0,12 6.Среднее время наработки на отказ 1 0,8 0,149 0,119 Обобщающий показатель качества изделий 0,846 0,68Коэффициент уровня качества и техническогоуровня проектируемого изделия равен 1, а показатель аналога равен:
0,68
hT = — =0,787,
0,864
что соответствует второй категории качества — hT< 0,9
Разработка схемы сборочного состава
Технологии сборкиРЭА уделяется много внимания. Это объясняется высокой удельной трудоемкостьюсборочных процессов а также значительным вниманием сборочных операций навыходные параметры изделий.
Высокая трудоемкостьсборочных работ объясняется рядом особенностей, характерных для производстваРЭА.
К ним относятся:
сложность изначительная номенклатура элементов современной РЭА;
наличие в сборочныхпроцессах операций, обеспечивающих выходные параметры изделий (напримергерметичности) и сложность их выполнения;
низкий уровень механизации и автоматизации процессовсборки.
В общем видесборочный процесс — это соединение в определенной последовательности отдельныхдеталей и элементов в сборочные группы, узлы для получения готового изделия.Выбор последова-
тельности операций сборочного процесса зависит отконструкции изделия, группы, подгруппы и узлов различают общую сборку иузловую сборку.
Общей сборкойназывается часть технологического процесса сборки, в течение которой происходитфиксация составляющих групп, подгрупп и узлов, входящих в готовое изделие,соответствующее техническим условиям.
Узловой сборкойназывается часть технологического процесса сборки, при которой образуютсягруппы, подгруппы и узлы, входящие в данное изделие, в соответствии стехническими условиями, предъявляемыми к ним.
Порядок сборки включает следующие этапы:
— механический монтаж;
— установка крепежных механических деталей;
— механическая установка радиодеталей на основания иплаты;
— электрический монтаж.
В соответствии с этими требованиямисоставляем схему сборочного состава микромодуля.
Исходными даннымидля разработки технологического процесса сборки является сборочный чертеж.
Сборка модуля ведется в 2 этапа.
На первом этапепроисходит параллельная сборка основания и печатной платы.
На втором этапепроизводят крепление платы к основанию и крепление крышки модуля.
Схеме сборочного состава микромодуля приведена нарисунке
Схема сборочного состава микромодуля
Технологический процесс сборкифункционального узла
напечатной плате.
Технологическийпроцесс сборки фугкционального узла разрабатываем по ГОСТ 14.301-73 ЕСТПП. Вкачестве базовой детали используем печатную плату (ПП), на которую воптимальной последовательности устанавливаются сборочные единицы и детали.Такой вариант технологии сборки ПП является приемлемым, так как элементы устанавливаютсяна ПП. При проектировании технологического процесса сборки ПП выбираем заоснову типовой технологический процесс (ТП), руководствуясь программой выпускаи типом производства.
Тип производства в первом приближенииопределяем по программе выпуска. Так как согласно ТЗ программа выпускасоставляет 100 штук в год, то можно предположить, что тип производства — единичное.
Оборудование,применяемое для подготовки и сборки функционального узла на ПП, необходимовыбирать опираясь на типовой ТП, программу выпуска и элементную базу,применяемую при сборке ПП. Так как программа выпуска составляет 100 штук в год,количество элементов в 1 модуле: резисторов — 36, транзисторов — 10, диодов-10, конденсаторов — 15, микросхем — 3, стабилитронов — 5, а производительностьоборудования: Трал-МК 3000 шт/ч; Трал-П — 9500 шт/ч; Трофей-2М — 9000 шт/ч;агрегат пайки АУБ-28.00.00 — 280 шт/ч, то экономически выгодно при штучномпроизводстве применить ручную сборку ПП.
Для промывки ППприменяем шкаф типа КР-1М с вытяжной вентиляцией.
Для сушки ППприменяем шкаф типа СНОЛ-3,5 с вытяжной вентиляцией.
Для сушки ПП после лакировки применяемсушильный шкаф ГР206. Технологический процесс сборки ПП проводим в следующейпос-
ледовательности:
— расконсервация ПП и определениепаяемости печатных проводников платы;
— комплектованиенавесных элементов, проводя при этом входной контроль внешним осмотром наотсутствие механических повреждений, наличие документации;
— лужение выводов навесных элементов,формовка и обрезка выводов;
— установка подготовленных ЭРЭ на ПП;
— ручная пайка собранной на ПП;
— промывка и очистка ПП от остатков флюсаорганическим раствором;
— сушка печатной платы;
— правка навесных элементов, маркировка и контрольмонтажа;
— отправка собранной ПП на участок сборки микромодуля.
Структурная схемапроцесса сборки печатной платы изображена на рисунке
1
Структурная схема ТП сборкиПП
Расконсервация и определение паяемости ПП Формовка, обрезка и лужение ЭРЭУстановка ЭРЭ
на плату
Пайка навесных элементовПромывка
платы
Сушка
платы
Контроль и маркировка платырис.
Метрологическое обеспечение при настройкемикромодуля
Инструкция по настройкемикромодуля.
Настоящая инструкцияустанавливает порядок проведения настройки и проверки микромодуля с цельюполучения заданных параметров.
Инструкция предназначена для проведениянастройки и проверки модуля на предприятии-изготовителе.
. Краткие сведения о модуле.
Модуль предназначендля преобразования напряжения бортсети постоянного тока 24-30В в стабилизированноенапряжение 25 В.
2. Перечень параметровмодуля, по которым производится настройка.
Перечень параметров модуля, по которымпроизводится настройка модуля, приведен в таблице.
1
Таблица
Наименование параметра, единица измерения Величина параметра Допустимая погрешность измерения,% Примечанияноминальное
значение
предельное
отклонение
Выходное напряжение, В, при токе нагрузке 0,8А 25 + 0,2Уровень переменной составляющей,
НВ, не более
2,5 + 3Входной ток,
А, не более
1,5 + 13.Указания мер безопасности.
3.1 При подготовке рабочего места,подготовке модуля к настройке и проверке необходимо выполнять следующиеправила:
1. Строго соблюдатьвсе действующие на предприятии-изготовителе требования техники безопасностипри работе с электроизмерительной аппаратурой.
2. Освободить рабочее место от лишних предметов.
3. Корпусы средств измерения, контроля,вспомогательного оборудования и жало паяльника надежно заземлить.
4. Подготовить к работе все приборы,находящиеся на рабочем месте, согласно инструкциям по эксплуатации на них.
3.2 Рекомендуется проводить настройкумодуля на рабочем столе на фланелевой салфетке.
. Вспомогательные технические данные.
4.1 При настройке ипроверке модуля на рабочем месте должна быть следующая документация:
Схема электрическая принципиальная А02.087.002 Э3; Перечень элементов А 02.087.002 МЭ
Сборочный чертеж модуля А 02.087.002 МЭ
4.2 При настройкемодуля на рабочем месте необходимо иметь средства измерения, контроля ивспомогательное оборудование, приведенное в таблице:
Таблица
1
Наименование и обозначение средств измерения, контроля, испытания, вспомогательного оборудования Основные характеристики Тип, соответствующий требованиям основным характеристикам Количество на одно рабочее место Примечаниякласс
точно-
сти
исполь-
зуемые
параме-
тры
Источник питания постоянного тока
ЕЭО.323.428ТУ
Вольтамперметр
ТУ 25-04-1 3109-78
Милливольтметр ЯЫ12.
710.080ТУ
Ампервольтом
ТУ25-04-814- 75
Приспособление
0,1
0,2
+2,5%
+2,5%
напря-
жение
(0-30)В
ток
(0-2)А
ток
(0-2)А
напря-
жение
(0-30)В
напря-
жение
(0-300)В
сопротив
ление
(0- )Ом
В5-30
М 2044
В3-48А
43103/2
К02 ПТ-1 1
3
1
1
G1
P3
Р4
Р5
Спецоборудование
Примечание:Допускается применение других средств измерения и контроля, обеспечивающихпроверку параметров и точности измерений.
Выбор средств измерения, контроля поклассу точности следует производить в соответствии с ОСТ 4.005.005-79
4.3 Для настройки модуля нарабочем месте должны находиться следующие материалы:
отвертка 7810-0301 КД 21.xР ГОСТ 17 199-71;
пинцет ППМ 120 АРПМ6.890.001 ТУ;
паяльник ЭПСН-25/36 ГОСТ 7219-83;
острогубцыОБ1. АРП 54161-022 ТУ
Для настройки модуляна рабочем месте должны находиться следующие материалы:
припой ПОС-61 ГОСТ 21930-76;
спиртовой раствор канифоли, приготовленный согласно
ОСТ 4ГО.003.200
проводМГШВ 0,5 ТУ16-505. 437-82
5. Требования к рабочему месту.
5.1 К рабочему местудолжны быть подведены шина заземления, переменное напряжение 250В, 36В частотой50 Гц для питания средств измерения, контроля.
5.2 Структурнаясхема подключения проверяемого модуля (МПН) к средствам измерения, контроляприведены на рисунке
6. Подготовка к работе.
6.1 До проведения настройки модуля необходимo:
проверить наличие втехнологическом паспорте (маршрутной карте) отметки ОТК и о приемке операцийизготовления блока, предшествующих настройке;
проверить наличие исрок действия аттестатов измерительных приборов;
проверить наличиедокументов, приборов и инструментов, указанных в разделе 4 настоящейинструкции;
осмотреть модуль на соответствие сборочному чертежу;
проверить приборомР5 правильность монтажа блока в соответствии с электромонтажным чертежом;
проверить приборомР5 отсутствие короткого замыкания во входных и выходных цепях модуля;
собрать на рабочемместе схему для настройки в соответствии с рис. ;
установить тумблер«Питание» на приспособлении в положение «ОТКЛ»;
Включить источник G1 и установить на еговыходе напряжение в диапазоне 24-30В.
.Методы настройки и проверки.
7.1 Включите тумблер«питание» на приспособлении КО2 ПТ-1. На приспособлении должнавключиться лампочка «Вход».
7.2 Установите поприбору Р2 напряжение на входе модуля равным 27В. Измерьте прибором Р3напряжение на выходе модуля, которое должно соответствовать значению,указанному в таблице. В случае несоответствия величины напряжения на выходе,установите ее с помощью переменного резистора R38, расположенного в блоке.
7.3 Измерьтеприбором Р3 величину выходного напряжения, а прибором Р4 уровень переменнойсоставляющей при входных напряжениях 24, 27 и 30В.
Величина выходногонапряжения и уровень переменной составляющей должны соответствовать значениям,указанным в таблице.
7.4 Проконтролируйтепо прибору Р1 величину входного тока при изменении напряжения питания от 24 до30В. Она не должна превышать значений, указанных в таблице.
7.5 Выключите тумблер «питание»на приспособлении и источник питания G1.
Отключите блок от приспособления.
Блок считаетсяотрегулированным, если его параметры соответствуют требованиям раздела 2настоящей инструкции.
7.6 В ходе настройкимогут быть обнаружены неисправности отдельных элементов, а также нарушениямонтажа.
Обнаружение нарушения монтажа производите прибором Р4.
При обнаружениинеисправности какого-либо элемента или нарушения монтажа замените неисправныйэлемент и исправьте монтаж.
ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
Настоящиетехнические условия (ТУ) распространяются на микроблок питания РЭА. Микроблокотносится к IV-V поколению радиоэлектронной аппаратуры и изготавливается всоответствии с требованиями нормативно-технических документов (НТД), указанныхв конструкторских документах и настоящих условий.
УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ
— температура окружающей среды — 20оС +50оС;
— относительная влажность — 75%;
— атмосферное давление — 0,027102 Пау;
климатическоеисполнение — I
Вэксплуатации экологически чисто.
1.ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1.Общие требования
1.1.1.Изделиедолжно соответствовать требованию ТУ и комплекту конструкторских документов.
1.1.2.По внешнему виду, оформлению изделиедолжно соответствовать образцу-эталону, утвержденному в установленном порядке.
1.2.Требования к электрическим параметрам.
1.2.1.Изделие должно соответствоватьтребованиям настоящих ТУ при постоянном напряжении питания 25 В — 30 В.
1.2.2.Сила тока потребления 1,5 А.
1.2.3.Выходная мощность — 20 Вт.
1.2.4.Потребляемая мощность — 30 Вт.
1.2.5.Выходноенапряжение - 25 В.
1.3.Требования к массогабаритным параметрам.
1.3.1.Масса — 0,8 кг.
1.3.2.Размерыплаты 220х190х17 мм.
1.4.Требования по устойчивости к климатическимусловиям.
1.4.1.Изделиедолжно соответствовать требованиям настоящих ТУ во время и после воздействияклиматических факторов, характе-
ристики которых приведены в табл.
1
Таблица Характеристики климатическихфакторов
Вид
испытаний
Характеристики
воздействующего
фактора
Норма
испытаний
режимов
Допустимые
отклонения
норм
1.Воздействие повышенной влажностиОтносительная влажность, % не более
toC
Продолжительность, час
Выдержка в нормальных климатических условиях, не менее, час
98
20
48
2
+ 3
+ 3
+ 3
+ 3
2.Воздействие пониженной температурыПредельная температура,oC
Продолжительность, час
Рабочая toC
Продолжительность, час
Выдержка в нормальных климатических условиях, не менее, час
-10
2
+20
5
2
-
-
+ 3
-
3.Воздействие повышенной температурыРабочая toC
Продолжительность, час
Выдержка в нормальных климатических условиях, не менее, час
+35
2
2
-
-
-
1.5.Требования к механическим свойствам.
1.5.1.Изделиедолжно соответствовать требованиям настоящих ТУ во время и после воздействиямеханических факторов, характеристики которых приведены в табл.
1
Таблица Характеристики механическихфакторов
Вид
испытаний
Характеристики
воздействующего
фактора
Норма
испытаний
режимов
Допустимые
отклонения
норм
1.Прочность при воздействии синусоидальной вибрации одной частотыЧастота, Гц
Амплитуда вибрационного ускорения, м/с3 (g)
Время выдержки ускорения, час
20
19,6
0,5
+ 1
+ 0,2
+ 20
2.Прочность при транспортировке в упакованном видеДлительность ударного импульса
Частота удара в минуту
Пиковое ударное ускорение, м/с2
Общее число ударов
5-10
40-80
98
13000
-
-
-
-
1.6.Требования надежности.
1.6.1.Средняянаработка на отказ изделия должна быть не менее 10000 ч.
1.7.Комплектность.
В комплект поставки микроблока входят:микроблок — 1 шт.;
зап. части — 1 компл.;
монтажный комплект — 1 компл.;
руководство по эксплуатации — 1 экз.;
упаковочнаятара — 1 шт.
1.8.Маркировка.
На микроблоке должны быть следующиенадписи и обозначения, выполненные в соответствии с конструкторскойдокументацией:
полное торговое наименование;
порядковый номер микроблока;
напряжение питания и род тока.
1.9.Упаковка.
Микроблок долен быть упакован впотребительскую, являющуюся также транспортной, тару, выполненную всоответствии с требованиями конструкторской документации.
1.10.Требования безопасности.
1.10.1.Опасноедля жизни человека напряжение по ГОСТ 12.007-88
2.Правила приемки.
2.1.Общие положения
2.1.1.Приемку и контроль качествамикроблока, прошедшего технологический прогон, проводят в соответствии с ГОСТ21194-87.
2.2.Приемно-сдаточные испытания.
2.2.1.При сплошномконтроле испытаниям подвергают 100% изготовленных микроблоков. Состав ипоследовательность проведения
сплошного контроля приведены в табл.
1
Таблица Состав и последовательностьпроведения
сплошного контроля
Наименование испытания и проверки Номер пункта ТУ Раздела «ТТ» Раздела «Методы контроля измерений и испытаний1.Проверка комплектности
2.Проверка функциональных возможностей
3.Проверка внешнего вида, четкости работы органов управления, качества сборки и монтажа
4.Проверка электрических параметров
5.Проверка маркировки и
упаковки
1.7
1.2.5
1.6
1.2
1.8;1.9
2.2.2.Выборочному контролю подвергаютблоки в количестве установленном в ГОСТ 21194-87.
Таблица
Содержание испытаний и проверок блока привыборочном контроле
1
Наименование испытания и проверки Номер пункта ТУ Раздела „ТТ“ Раздела „Методы контроля измерений и испытаний1.Выходное напряжение
2.Выходная мощность
3.Прочность при транспортировании
1.2.5
1.2.3
1.5.1
2.3.Периодические испытания
2.3.1.Периодическиеиспытания проводят на трех блоках. Состав и последовательность периодическихиспытаний приведены в
табл.
Таблица Состав и последовательность
периодических испытаний микроблока
Наименование испытания и проверки Номер пункта ТУ Раздела “ТТ» Раздела «Методы контроля измерений и испытаний1.Проверка массы, габаритных размеров
2.Проверка электрических параметров и характеристик
3.Проверка функциональных возможностей
4.Механические и климатические испытания
1.3.1; 1.3.2
1.2
1.2.5
1.4; 1.5
2.4.Типовые испытания.
2.4.1.Программа иобъем типовых испытаний, количество образцов, на которых проводят испытания,определяются заводом изготовителем.
Перечень применяемых средств измерений,контроля и испытаний, а также вспомогательного оборудования приведены в табл. 1
Таблица Перечень применяемых средств измерений,
контроля и испытаний а также вспомогательногооборудования
Наименование Тип КоличествоИсточник питания постоянного тока
ЕЭЗ.223.220ТУ
Милливольтметр
Вольтметр универсальный
Вольтамперметр
Осциллограф
ГВ2.044.131ТУ
Климатическая термовлагокамера
Ударный стенд
Вибростенд
Б5-50
В3-38А
В7-37
М20-51
С1-118
ПСП-2А
СТТ-500
ВС-68
1
1
1
1
1
1
1
1
3.Транспортировка и хранение.
3.1.Требования к транспортабельности и сохранностиРЭС.
3.1.1.Вид транспорта — закрытые автомашины.
3.1.2.Температура окружающего воздуха<sup/>0оС- 20оС.
3.1.3.Относительнаявлажность 75 %.
4.Указания по эксплуатации.
4.1.Инструкцияпо эксплуатации прилагается к изделию.
5.Гарантии поставщика.
5.1.Гарантиипоставщика по соответствию изделия требованиям ТУ при соблюдении потребителемправил эксплуатации, транспортировки и хранения.
5.1.1.Гарантийныйсрок эксплуатации изделия — 1 год.
ОГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Содержанием организационно-экономическойчасти являются маркетинговые исследования микроблока.
Маркетинговыеисследования микроблока проводятся по следующим направлениям:
1.Анализ рынка сбыта изделия.
2.Оценка его жизненного цикла в качестве товара.
3.Прогнозирование сбыта изделия.
4.Формирование цены и ценовой политики на рынке.
5.Расчетзатрат на ОКР.
Анализ рынка сбыта.
При разработкенового товара необходимо определить сегменты рынка, так как от сегментациирынка и выбора сегментов для сюыта нового изделия будет зависеть успехпредприятия в конкурентной борьбе. Результаты сегментации рынка сведены в табл.
1
Таблица Сегментация рынка микроблока
Факторы Сегменты рынка по группам потребителя Предприятия связиОборонный
комплекс
Приемные центры на подвижных средствах гражданского назначения Строящиеся стационарные приемные центрыТехнические характеристики
Особые качества
Надежность
Цена
Возможность использования изделия
ХХХ
ХХ
ХХ
ХХХ
ХХ
вероятна
ХХХ
ХХХ
ХХХ
ХХХ
ХХХ
очень
вероятна
ХХ
ХХ
ХХХ
ХХХ
ХХХ
очень
вероятна
ХХ
Х
ХХ
ХХХ
Х
мало
вероятна
Обозначения: ХХХ — очень важный фактор;
ХХ — важный фактор;
Х- маловажный фактор.
Из результатов видно, что микроблок,несмотря на высокую цену, но имея особые качества и хорошие техническиехарактеристики, будет иметь рынок сбыта в оборонном комплексе и на подвижныхобъектах гражданского назначения, где предъявляются высокие требования кминиатюризации и надежности аппаратуры.
В процессе изученияинформации об аналогах и аппаратуре, имеющей то же назначение, что и микроблок,можно прогнозировать емкость рынка, которая отражает принципиально возможныйобъем сбыта нашего товара.
Результаты прогнозаотражены в таблице. 1
Таблица Оценка емкости рынка микроблока
Сегменты
рынка
Наименование аппаратуры, в которой используется микроблок Выпуск аппаратуры в первый год выпуска микроблока Среднее кол-во микроблоков в 1 ед. аппаратурыПотреб-
ность
блока
1.Предприятия связи
2.Оборонный комплекс
3.Приемные центры на движущихся объектах гражданского назначения
4.Стационарные приемные центры
узлы
связи
на всех
средствах
суда,
самолеты
узел
связи
3,0
20-30
15
50
10
1
1
5
300
25
15
250
Итого 590Оценкажизненного цикла изделия
Планирование объемов продаж, массыприбыли, издержек производства и многих других показателей производится навесь жизненный цикл товара. Существуют различные виды жизненного цикла, длямикроблока он представлен в виде традиционной кривой (рис. )
Рис.Кривая жизненного цикла микроблока
Характеристикаэтапов жизненного цикла товара может быть обобщена в табл.
1
Таблица Характеристика этапов жизненногоцикла микроблоков
Характеристика Этап жизненного цикла внедрение рост зрелость спад Усиление маркетинга Привлечение к новому товару Расширение сбыта и ассортимент ных групп изделия Поддержание отличительных преимуществ Сократить Сбыт РостБыстрый
рост
Стабильность Сокращение Конкуренция Отсутствует Некоторая Сильная Незначительная Доля прибыли Низкая Высокая Сокращающаяся Сокращающаяся Потребители НоваторыМассовый
рынок
платежо-
способных
лиц
То же Консерваторы Годы 1995 1996 1997,1998 1999,2000Прогнозирование сбыта блока.
Исходными даннымидля оценки спроса на изделие являются результаты сегментации рынка и отборанаиболее перспективных его
сегментов.Исходя из года начала производства изделия и определив
начальный спрос, рассчитаем перспективный спрос поэтапам жизненного цикла.
Прогнозирование проводим методовэкстраполяции исходя из опыта нарастания объема продаж по ранее созданнымизделиям. Прогноз спроса по годам жизненного цикла представлен в табл.
1
Таблица Прогноз перспективного спроса
(возможных объемов сбыта товара)
ГОД Темпы прироста (+), снижения (-), % (отношение к предыдущему году) Объем сбыта шт.1996
1997
1998
1999
2000
2001
0 +25 +30 +10 -15 -50590
738
959
1055
897
448
Тогдакривая жизненного цикла имеет вид
|
|
|
|
|
|
|
|
------------------------------------------
4.Формированиецены и ценовой политики
При подготовкемикроблоков к введению на рынок рассчитаем две стартовые цены: ценаизготовителя и цена потребителя исходя из условий разновыгодности примененияизделия-конкурента и изделия рыночной новизны. Она зависит от ценыизделия-конкурента, применяемого в качестве базового, и технического уровнякачества микроблока. Для расчета используем формулу.
Цл = Цб 0,9 [(Пк-1)0,7 ]
где Цл — лимитная цена;
Цб — цена аналога;
Пк — комплексный показателькачества. 1
Таблица Расчет цены потребителя (лимитнойцены изделия)
Основной
параметр
Значение пар-раотноситель-
ное значе-
ние пара-
метров но-
вого
изделия
относитель-
ный коэф-
фициент
весомости
параметра
коэффи-
циент
техниче-
ского
уровня
кол-во
изделия
изделие
рыночной
новизны
блока
1.Чувствительность,
мкВ/м
2.Уровень блокирования, В/м
3.Потребляемая
мощность, Вт
4.Многотрактовость
Итого
10
20
75
40
5
50
50
30
2,05
2,5
1,5
5
0,25
0,2
0,2
0,35
1,00
0,5
0,5
0,3
1,75
3,05
Цл= 500000007870,97[(2,05-1)70,7] = 516600000 (р),
отсюда при уровне рентабельности изделия,равном 25%, целесообразные издержки предприятия изготовителя (конкурентнаяполная себестоимость) составит
Сп= 38300000070,75 = 287250000
Цена изготовителя или, цена нижнегопредела определяется на основе калькуляции полной себестоимости и с учетомприбыли, рассчитанной по средней норме прибыли, сложившейся на рынке или прирегулировании государством верхнего предела уровня рентабельности — поверхнему пределу. Она рассчитывается по формуле:
Цн.п. = Сп.+ П
Рассчитаем стоимость материалов, покупныхизделий и полуфабрикатов. Результаты рассчетов отразим в таблице
1
Таблица
Расчет стоимости покупных изделий идеталей микромодуля
Наименование Кол-воЦена,
руб.
Сумма,
тыс.руб
1.Резистор МЛТ 36 500 18,0 2.Конденсатор К53 22 40 1000 40,0 3.Конденсатор К10 17 20 1000 20,0 4.Конденсатор КМ 5В 10 8000 80,0 5.Стабилитрон 2С147 Т 1 3 660 1,980 6.Стабилитрон 2С164 М 1 20 4800 960,0 7.Диод 2Д213А 10 2300 23,00 8.Транзистор 2Т364Б 40 3,150 126,0 9.Транзистор 2Т625А 1 3500 3,5 10.Транзистор 2Т378Б 3 27000 81,0 11.Транзистор 2Т397А 20 4150 83,0 12.Лампа КМ 1 3000 3,0 13.Предохранитель ВП 1 1 5000 5,0 14.Диодная матрица 2Д907Б 1 340000 340,0 15.Диодная матрица 2Д918Б 3 450000 1350,0 16.Кристал. транзистор 2Т808 10 14500 145,0 17.Микросхема 765ЛА7 2 16000 32,0 18.Микросхема 765ТМ2 1 26000 26,0 19.Дроссель ДМ 0,1 1 1000 1,0 20.Трансформатор 2 10000 20,0 21.Розетка 2РМ 1 1000 1,0 /> /> /> /> /> /> /> /> />| Итого | | |2841,605
НДС — 20 %
Спецналог — 1,5%
Всего
3500,860
Основные затраты наоплаты труда основных производственных рабочих рассчитываем укрепленно по видамработ. Результаты рассчета отражены в таблице
1
Таблица
Расчет основных затрат на оплату трудаосновных производственных рабочих
Вид работСредний
разряд
работы
Часовая
тарифная
ставка,
соответ-
ствующая
среднему
разряду
работ
тыс.руб
Трудоемкость норм-час Заработная плата, тыс. руб.1.Монтажносборочные
2.Регулировочные
3.Слесарномеханические
4.Лако-красочные и гальванические
5.Изготовление печатной платы
6.Прочие работы тара, упаковка
7.Входной и выходной контроль
8.Работа ОТК
4 сд.
4 п.
3 сд.
3 сд.
4 сд.
2 сд.
3 п.
4 вр.
0,306
0,18
0,167
0,184
0,336
0,146
0,156
0,18
800
300
300
60
190
150
120
80
244,8
54
50,1
11,04
63,84
21,9
18,72
14,4
Итого 2000 478,8 Премия 40% 191,52 Компенсация 6% 28.728 Доплата к часовому фонду зар.плты 5% 23,94 Всего 722,988Расчеты ведутся исходя из того, что премиясоставляет 40 % от „итого“ компенсация — по сложившимся на моментрасчета фактическим данным, доплаты — 5-7%.
Проценты для расчетакосвенных статей калькуляции даны в приложении. Рсчитаннные издержкипроизводства сводятся в таблицу
Таблица
Издержки производства и цена микроблоков питания РЭА
Наименование издержек Сумма, тыс.р.1.Стоимость основных материалов, покупных изделий и полуфабрикатов
2.Транспортно-заготовительные расходы
3.Основные расходы на оплату труда основных производственных рабочих
4.Дополнительные расходы на оплату труда основных производственных рабочих 5.Отчисления на социальные нужды 6.Расходы на содержание и эксплуатацию
оборудования
7.Цеховые расходы
8.Общезаводские расходы
3500,86
525,129
722,988
144,598
347,034
1445.976
542,239
361,494
Итого, производственная себестоимость 7590,3189.Внепроизводственные расходы
(1% от производственно себестоимости)
759.0318 Итого, полная себестоимость 7666,2211Прибыль
Оптовая цена
1916,555
9582,776
0
2 ст.- 15% от ст.1 6ст.- 20% от ст.3
4 ст.- 20% от ст. 3,4 7ст.- 25 % от ст. 3,6
5 ст.- 40% от ст.3,4 8ст.- 50% от ст.3
Прибыль- 25 % от „Итого“
Разность междулимитной ценой и ценой нижнего предела, определяемой на основе нормативнойсебестоимости и нормативной прибыли составляет распределяемый экономическийэффект, определяемый по формуле:
Эр= Цл -<sub/>Цн.п.
Эр= 516600000 — 9582776 = 507000000 р.
При оценкеконкурентоспособности товара рыночной новизны и разработки новой ценовойполитики используем показатель „цена потребления“. Она определяетсяпо формуле:
Цп =<sub/>Цопт.пр. + Н'Т ,
где Цопт.пр. — оптовая цена изделия(рыночная цена);
Н' — годовые эксплуатационныеиздержки потребителя на одно изделие (данные взяты из табл. ).
Т — срок службы конечного изделия с учетомего морального износа, годы.
Цп =<sub/>9582776 + 2987058<sup/>10= 39453356 р.
Чтобы избежатьпадения сбыта нужно в течение всего жизненного цикла микроблока провестирегулярную политику цен предприятия-изготовителя.
Для нашего случаяпредпочтительно выбрать политику переменных цен по времени ЖЦТ, по размеруодной покупки.
Учитывая уникальностьпараметров и характеристик микроблока, исключающих конкуренцию, в период выводатовара на рынок восполь-
зуемся стратегией „снятия сливок“, то есть назначим цену выше
рассчитанной цены потребителя, а по остальнымэтапам жизненного
цикла будем проводить политику плавного сниженияцены. Ее будет
возможно провести без потерь для предприятия-изготовителя при
росте объемов продаж и снижении затрат на производство.
Движение переменной цены по этапамжизненного цикла можно представить графически на рис.
Рис. Движение цены по этапам жизненного цикламикроблока
На основе прогнозных объемов продаж,оптовых цен и издержек производства определяются объемы прибыли по этапам ЖЦТ.Проведем анализ издержек производства на этапах ЖЦТ, когда происходит увеличениеобъемов производства продукции. Для этого используем метод „опытнойкривой“. Результаты анализа отражаются на рис.
Рис. Анализ издержек производства.
Издержкипроизводства на 1 ед. млн руб.
За счет накопленияопыта производства, совершенствования технологии производства и самого изделияопытная кривая имеет угол
убывающей прямой.
На этапах жизненногоцикла товара, когда происходит уменьшение объемов производства, необходимоудержать сложившиеся низкие издержки производства.
1
Таблица Расчет годовых эксплуатационныхиздержек
| Элемент издержек Об. Сумма, р.| ||1.Затраты на электроэнергию
|2.Расходы на транспортировку до места использо-
| вания
|3.Основнные и дополнительные затраты на
| оплату труда обслуживающего персонала с
| отчислениями
|4.Расходы на послегарантийный сервис и покупку
| заменяемых частей
|5.Расходы на кап.ремонт
Иэ
Из'
Цс
Цкр
52560 |
1437416,4 | |
2513209 | | |
958277,6 | |
287483,28 |
|Итого 2987058,1 |Так как микроблокможет работать автоматически и не требует постоянного присутствияобслуживающего персонала, до основные и дополнительные затраты на оплату трудаберем 10% от затрат расс-
читанных на весь годовой фонд рабочего времени.
1
Таблица Исходные данные
для расчета годовыхэксплуатационных издержек
Наименование Новое изделие1.Оптовая цена, р.
2.Р — потребляемая мощность, кВт
3.Число часов работы РЭА в год
4.Стоимость 1 кВт ч, р.
5.Число работников, обслуживающих микроблок
6.F — эффективный фонд времени работника за год, ч
7.Средняя часовая ставка работника, р.
8.Коэффициент отчислений на кап.ремонт,%
9.Коэффициент отчислений на послегарантийное сервисное обслуживание, %
9582776
0,05
8760
120
1
876
172
3
10
Оценка конкурентоспособности микроблока
Конкурентоспособностьмикроблока определяем сравнивая между собой товары-конкуренты как навнутреннем, так и на внешнем рынке.
Конкуренция идет потехническим показателям, поэтому параметры, характеризующиеконкурентоспособность, подразделяются на группы:
1.Технические: показателифункционирования, объемно-весовые, надежности.
2.Экономические:оптовая цена, цена потребителя, издержки производства.
3.Технологические: выход годных приборов,трудоемкость.
4.Организационные:система скидок, условия платежа и поставок, сроки и условия гарантии и др.
Количественно-интегральныйпоказатель можно выразить в баллах, которые проставляются по параметрамгруппой экспертов или по формуле:
n Pi2
К = S ai 7 — ,
i=1 Pi1
где Р — величина параметра соответственно базового
(конкурента на внутреннем, внешнем рынках,
лучшего параметра конкурента) и оцениваемого
товаров, натур. ед.;
ai — вес i-того параметра;
n — число параметров, подлежащих рассмотрению.
1
Результатыоценки заносятся в табл.
Таблица
Оценка конкурентоспособности изделия рыночной новизны
Наименование показателей технического и экономического совершенства Значение показателяЛучшее значение
показателя
Товара рыночной новизны
отечествен-
ного конку-
рента
1.Показатели назначения | 1.1.Показатели функциониро-|
вания |
Потребляемая мощность, Вт 30
Выходная мощность, Вт | 20
Сила тока потребления, А| 1,5 1.2.Объемно-весовые |
показатели |
Масса, кг | 0,8
Объем, м3 | 0,0007 2.Показатели надежности |
2.1.Наработка, ч | 10000
2.2.Интенсивность отказов, |
1/ч | 0,01 3.Показатель технологич- |
ности |
3.1.Трудоемкость изготов- |
ления, нормо-ч. | 7800
4.Экономические | показатели |
4.1.Оптовая цена, р. | 95827
4.2.Эксплуатационные |
издержки потребления |
(за 1 год), р. | 2987058,1
4.3.Цена потребления, р. | 39453356
40
20
2,0
1,2 0,00085
16000
0,16
8500
80970
3011935,5
40170700
30
20
1,5
0,8 0.0007
16000
0,01
7800
80970
2987058,1
39453356
По изделию в целом
Весомость показателя, % Параметрический показатель к конкуренту Показатель конкурентоспособности к изделию Параметрический показатель к лучшему показателю Показатель конкурентоспособности к лучшему показателю
15
6
3
4
2
7
11
18
15
10
9
1,33
1,00
1,33
1,5
1,21
1,6
16
1,08
1,18
1,008
1,018
0,2
0,06
0,04
0,06
0,024
0,074
1,76
0,19
0,17
0,1
0,09
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,6
1,00
1,00
1,18
1,00
1,00
0,15
0,06
0,03
0,04
0,02
0,11
0,11
0,18
0,177
0,1
0,09
100 2,768 1,067 /> /> /> /> /> /> />ОХРАНАТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
Техника безопасности
приизготовлении печатных плат
Задачей техникибезопасности является создание здоровых и безопасных условий труда.
Большое значение вделе охраны труда работающих на производстве, имеет также соблюдениетребований промышленной санитарии, к числу которых относятся: постоянноеподдержание рабочих помещений и рабочих мест в чистоте; своевременноеисключение воздействия вредных газов, пыли, шума, лучистой и высокочастотнойэнергии; обеспечение заданных форм освещения; отопление, нормы освещения,вентиляции производственных помещений и рабочих мест.
Мероприятия повыполнению норм и правил техники безопасности и промышленной санитарии взначительной степени способствуют увеличению производительности трудаработающих и повышению качества продукции.
В нашей стране навсех предприятиях созданы необходимые условия для производительного, безопасногои здорового труда; предусмотрены все мероприятия, исключающие несчастныеслучаи и профессиональные заболевания.
Для дальнейшегоулучшения условий труда на предприятиях производится модернизация и заменаустаревшего оборудования; с каждым годом отпускается все больше средств наоздоровление условий труда.
На производствах,связанных с вредными для здоровья факторами применяется спецодежда,разнообразные защитные средства, сокращается рабочий день, труд оплачиваетсяболее высоко. Важное значение в системе проводимых мероприятий по охране трудаимеет пропаганда знаний по технике безопасности. Для этого создаютсяпроизводственно-технические и специальные инструкции, определяющие правилабезопасности на всех этапах и участках работы.
Большая роль в делеохраны труда отводится социалистическому соревнованию, основанному наовладевании техникой своего дела и повышении культурно-технического уровнярабочих, ликвидации несчастных случаев и обеспечение безопасной работы.
.2.Вентиляция
Вентиляция гальванических элементов недолжна допускать загрязнения воздуха производственных помещений газами,парами, пылью выше допустимых концентраций. На участке печатных плат осуществляетсяприточная местная вентиляция непосредственно от мест выделения газов, паров,пыли. При неисправном состоянии вентиляции работа прекращается.
Для местного отсосаот ванн применены опрокинутые бортовые отсосы. В ваннах травления малыхгабаритов с концентрированными
кислотами помещены вытяжные шкафы. У столов дляпротирки печатных
плат бензином или другими органическими растворителямиустановлены односторонние бортовые отсосы с щелью по длине стола со стороны,противоположной рабочему месту.
Вытяжные установкиванн обезжиривания органическими растворителями выполнены для каждого видаоборудования отдельно. Все сушильные шкафы и камеры на участке печатных платоборудованы местной вытяжной вентиляцией.
Защита атмосферы отвредных веществ осуществляется очисткой вентиляционных выбросов и рассеянияостаточных загрязнений. Очищаемые концентрации вредных веществ в приземномслое и величина предельно-допустимых выбросов (ПДВ) в атмосферу рассчитываютсяв соответствии с ГОСТ 172 3.02-78 и требованиями, изложенными в „Указанияхпо расчету рассеивания в атмосфере вредных веществ в выбросах предприятий“СН 369-74. Загрязненный воздух должен выбрасываться в атмосферу не менее чемна 2 м выше наиболее высокой части крыши и не должен попадать в здания,расположенные вблизи цеха. При низких выыбросах наибольшая концентрация будетна территории предприятия.
Если количествовентиляционных выбросов превышает предельно-допустимый выброс, обеспечивающийПДК вредных веществ в приземном слое, то перед выбросом в атмосферу воздухдолжен подвергаться очистке. В воздухе, отсасываемом от ванн, содержатся веществав аэрозольной среде и в паровом или газовом состоянии. Для улавливанияхромового ангидрида, серной кислоты применяют воду или щелочной раствор.Эффективное улавливание окислов азота достигается щелочным растворомперманганата калия, содержащего 4% гидроокиси натрия и 1-1,6% перманганатакалия. Очистку фтористого водорода технической содой.
Для очисткивентиляционного воздуха должны быть применены волокнистые фильтры ФВТ-Т,адсорбционно-фильтрующие аппараты (эффективность очистки 0,95-0,98).
Отработанные СОЖнеобходимо собирать в специальной емкости. Водную и маслдяную фазу можноиспользовать в качестве компонентов для приготовления эмульсий. Масляная фазаможет поступать на регенерацию или сжигаться. Концентрация нефтепродуктов всточных водах при сбросе их в канализацию должна соответствовать требованиямСН П II-32-74. Водную фазу СОЖ очищают до ПДК или разбавляют до допустимогосодержания нефтепродуктов и сливают в канализацию.
Мелкая стружка ипыль титана и его сплавов по мере накопления подлежат сжиганию или захоронениюна специальных площадях.
5.3.Приготовление и применение растворов электролитов
К работе поприготовлению и применению растворов электролитов допускаются рабочие,прошедшие специальное обучение по безопасности, имеющие удостоверение на правопроведения этих работ и обеспеченные спецодеждой и средствами индивидуальнойзащиты.
Приготовлениерастворов электролитов производится в отдельных специально оборудованныхпомещениях, имеющих вытяжную вентиляцию, под руководством технолога илимастера. Перевозка и подъем ядовитых веществ (щелочей, кислот и т.д.)производится с помощью специальных приспособлений и в исправной таре.Переносить наполненные бутыли разрешается только вдвоем на специальныхносилках. Перед транспортировкой на пробки бутылей надеваются прочно закрепленныерезиновые колпачки.
Наполнение водойванн, имеющие температуру свыше 100оС должно производиться толькоструей при закрытой крышке.
Едкие щелочирастворяются небольшими порциями при непрерывном перемешивании. Спецодежда:резиновые сапоги, фартук и перчатки.
После работыпромываются хорошо водой, так же как и все приспособления, инструменты. Изделияперед погружением в ванну отмываются от остатков кислоты. Уровень раствора вванне должен находиться не менее, чем на 300 мм ниже верхнего края ванны.
Прием пищи и курениена участке печатных плат категорическизапрещены. Перед приемом пищи и курениемрабочие в обязательном порядке моют руки.
В случае появления урабочего тошноты, головокружения, порезов и ожогов рук, его необходимоотстранить от работы на период до получения от врача разрешения на продолжениеработ.
Для извлеченияупавших в ванну деталей на участке имеются специальные инструменты-магниты,щипцы, совки.
Отходы с вредными иядовитыми электролитами перед сдачей на склад или в переработку обезжириваютсяи тщательно промываются водой.
Подножные решетки,борта ванн, пол промываются водой по окончании каждой смены.
5.4.Промывка и обезжиривание органическимирастворителями
Промывка деталейорганическими растворителями производится в специально оборудованныхустройствах с крышками и вытяжными вентиляционными установками.
Рабочие, занятые напромывке печатных плат органическими растворителями, инструктируются отоксичных свойствах применяемых растворителей и о пожарной безопасности.
Хранениерастворителей в помещении для промывки допускается в количестве не болеесуточной потребности и в герметически закрытой таре.
Во избежаниеобразования ядовитого и самовоспламеняющегося монохлорэтилена соприкосновениетрихлорэтилена с крепкими щелочами и минеральными кислотами не допускается.
При электрическомобезжиривании накапливающаяся на поверхности пена (во избежание взрывагремучего газа) периодически должна удаляться. В помещениях для промывкиприменение печного отопления или отопления газовыми или электрическимиприборами, а также применение открытого огня не допускается.
5.5.Расчет освещения промышленного помещения
Рациональноеосвещение производственных помещений имеет большое значение для нормальной иуспешной работы любого промышленного предприятия.
Для помещения сдостаточным высоким коэффициентом отражения потолка и стен используем в расчетеметод светового потока. Характер работы — средняя точность. Размер объектаразличения — от 0,5 до 1,0 мм.
Разряд работы — IV.
Подразряд — »в".
Контраст объекта с фоном — средний. Фон — средний.
Наименьшая освещенность, лк пригазоразрядных лампах (комбинированное освещение) — 400 лк.
Световой поток F, потребляемый для освещения помещения
K E S
F = -------- M
Z n
Световойпоток излучаемый одной лампой равен
Eн k S Z
Fл = ---------- M
hN
к — коэффициент запаса, к=1,2
Ен — нормативная минимальная освещенность Ен=400лк;
S — освещаемая площадь, м2,
S = 60 м2
N — потребляемое число ламп;
Z — коэффициент минимальной освещенности, Z=(1,1 _1,6) h — коэффициент использования светового потока ламп.
Коэффициент использования светового потокаh зависит от световых показателей помещения
а b
У = --------
H(a+b)
где а — длина помещения;
b — ширина помещения;
Н- высота подвеса светильников над расчетной плоскостью;
а = 10 м;
b = 6 м;
Н= 3 м;
У= 1,25;
по таблице находим коэффициентиспользования светового потока h = 0,41.
Зададимся числомламп N=20 шт. Определяем световой поток, излучаемый одной лампой.
F= 4120 лм
Наоснове проведенного расчета выбираем тип лампы — ЛБ-80.
Схемурасположения ламп приводим на рисунке.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Современную радиоэлектронную аппаратуруневозможно представить без полупроводниковых и гибридных интегральных схем,которые находят все большее применение.
Выбор и решениеконструкции микромодуля питания проведен с учетом современных направлений вконструировании вторичных источников питания. В разработке конструкции нашлиприменение полупроводниковые и гибридные интегральные схемы, а такжебескорпусные полупроводниковые приборы. Это позволило сократить габариты имассу всего изделия. Конструкция получилась менее материалоемкой и болеетехнологичной по сравнению с предшествующими образцами.
Экономическиерасчеты показывают, что по сравнению с предшествующим изделием требуетсяменьшие затраты при проектировании, изготовлении и эксплуатации. Сократилосьпотребление электроэнергии, экономическая эффективность одного изделиясоставляет
Можно сказать наосновании всего, что конструкция силового микромодуля является прогрессивной ицелесообразно его внедрение в производство и эксплуатацию.
Приложение
Расчет теплового режима микромодуля питания вгерметичном корпусе
Исходныеданные
Мощность, потребляемая модулем — 30,0 Вт;
ширина, длина, высота модуля — 0,22 0,19 0,02;
коэффициент заполнения модуля по объему — 0,62;
давление окружающей среды — 1,00 МПа;
температураокружающей среды — 25000оС;
температура корпуса модуля -
температура нагретой зоны -
Средняя температура воздуха в модуле -
ЛИТЕРАТУРА
1. Варламов Р.Г., «Компоновка радиоэлектроннойаппаратуры»,
М.,«Сов. радио», 1983 г. — 111 с.
2. Пойзнер С.Я.,«Некоторые пути миниатюризации узлов РЭА с повышенной мощностьюрассеяния». сер. ТПО, 1981 г. — 134 с.
3.Туровец О.Г.,Бименкис Л.Я., Орлова И.Г. «Методическое пособие по экономическомуобоснованию дипломных проектов»
ВПИ, Воронеж, 1968 г.
4. Пименов А.И. «Снижение массыконструкции РЭА», М. «Радио и связь», 1981 г. — 67 с.
5. Епанешков М.М. «Электрическоеосвещение» М. Госэнергоиздат, 1972 г.
6. ГОСТ 12.1.007-76
«Вредныевещества. Классификация и общие требования безопасности».
Приложение
Расчетнадежности блока РЭА
Исходные данные :
Число типов элементов 12
Количествоэлементов каждого типа, шт
ТИП 1 36
ТИП 2 10
ТИП 3 10
ТИП 4 15
ТИП 5 1
ТИП 6 2
ТИП 7 3
ТИП 8 5
ТИП 9 120
ТИП 10 18
ТИП 11 8
ТИП 12 1
Интенсивность отказа элементов каждого типа *E-061/час
ТИП 1 19.18
ТИП 2 6.51
ТИП 3 3.75
ТИП 4 4.59
ТИП 5 5.88
ТИП 6 11.76
ТИП 7 3.32
ТИП 8 1.82
ТИП 9 4.2
ТИП 10 1.5
ТИП 11 .17
ТИП 12 .018
Коэффициент нагрузки для каждого типа элемента, ЕД
ТИП 1 .6
ТИП 2 .6
ТИП 3 .7
ТИП 4 .5
ТИП 5 1
ТИП 6 1
ТИП 7 .7
ТИП 8 .7
ТИП 9 .7
ТИП 10 .7
ТИП 11 .7
ТИП 12 .6
Таблица значений вероятностибезотказной работыТ(час), Р(Т)
0 1
500 .628315
100 .39478
1500 .248046
2000 .155851
2500 .0979235
3000 .0615268
3500 .0386582
4000 .0242895
4500 .0152615
5000 9.58901Е-03
5500 6.02492Е-03
6000 3.78555Е-03
6500 2.37851Е-03
7000 1.49446Е-03
7500 9.38989Е-04
8000 5.89981Е-04
8500 3.70694Е-04
9000 2.32912Е-04
9500 1.46342Е-04
10000 9.19492Е-05
10500 5.77730Е-05
11000 3.62996Е-05
11500 2.28076Е-05
12000 1.43304Е-05
12500 9.00398Е-06
13000 5.65733Е-06
13500 3.55459Е-06
14000 2.23340Е-06
14500 1.40328Е-06
15000 8.81700Е-07
15500 5.53986Е-07
16000 3.48078Е-07
16500 2.18702Е-07
17000 1.37414Е-07
17500 8.63393Е-08
18000 5.42482Е-08
18500 3.40849Е-08
19000 2.14161Е-08
19500 1.34560Е-08
20000 8.45465Е-09
20500 5.31217Е-09
21000 3.33772Е-09
21500 2.09714Е-09
22000 1.31766Е-09
22500 8.27907Е-10
23000 5.20187Е-10
23500 3.26841Е-10
24000 2.05259Е-10
24500 1.29030Е-10
25000 8.10716Е-11
25500 5.09385Е-11
26000 3.20054Е-11
26500 2.01094Е-11
27000 1.26351Е-11
27500 7.93881Е-12
28000 4.98808Е-12
28500 3.13408Е-12
29000 1.96919Е-12
29500 1.23727Е-12
Время безотказной работы блока РЭА
призаданной интенсивности отказов элементов 10751.93 час Интенсивность отказаблока Р 9.29428Е-04 1/час