Задание: Разработать техпроцесс сборки зарядного устройства

Содержание:

Введение стр.

 1 Расчётно — теоретическая часть

 1.1 Аналитический обзор

1.1.1 Зарядное устройство 6

1.1.2 Зарядное устройство собранное на двух микросхемах 7 1.1.3 Аккумуляторное зарядное устройство - не только

профессионалам 8

 1.1.4 Зарядно — десульфатирующий автомат для автомобильных

аккумуляторов 11 1.1.5 Цифровое зарядное устройство 13

1.1.6 Зарядное устройство для Ni-Cd аккумуляторов 15

1.1.7 Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов 16

1.1.8 Зарядное устройство для аккумуляторов 18

1.1.9 Зарядное устройство для аккумуляторов типа 6СТ-60 20

1.1.10 Автоматическое зарядное устройство для автомобильных

аккумуляторов 25

1.1.11 Зарядное устройство для аккумуляторов 27

1.1.12 Автоматическое зарядное устройство 31

1.2 Описание работы выбранного устройства 34

1.3 Электрический расчет схемы зарядного устройства

1.3.1 Расчёт мостового выпрямителя 37

1.3.2 Расчет эммиторного повторителя 43

1.4 Расчёт надёжности 47

2 Конструктивно — технологическая часть

2.1 Описание конструкции зарядного устройства 52

2.2 Расчет механической прочности платы и электромагнитной

совместимости 53

2.3 Расчет габаритов печатной платы 54

2.4 Расчет механической прочности 57

2.5 Расчет на электромагнитную совместимость 60

2.6 Расчет технологичности конструкции изделия 63

3 Экономическая часть

3.1 Расчет полной себестоимости изделия методом составления

калькуляции по внедряемому варианту 67

3.1.2 Расчет полной себестоимости по базовому варианту 71

3.2 Расчет экономической эффективности устройства 74

3.3 Расчет рентабельности 75

4 Техника безопастности при выполнении радиомонтажных

работ

4.1 Общее положение 76

4.2 Правила техники безопастности 77

4.3 Инструкция по охране труда при радиомонтажных работах

4.3.1 Общие требования безопастности 79

4.3.2 Требования безопастности перед началом работы 80 4.3.3 Требования безопастности во время работы 81

4.3.4 Требования безопастности по окончании работ 83

4.3.5 Требования безопастности в аварийных ситуациях 83

4.4 Оказание первой помощи 84

4.5 Поражение электрическим током 85

4.6 Противопожарные мероприятия 86 Технологические карты 87

Заключение

Библиографический перечень

Приложение

Схема электрическая функциональная ДП. 1910. 08. 002. Э1

Схема электрическая принципиальная ДП. 1910. 08. 003. Э3

Перечень элементов ДП. 1910. 08. 003. ПЭ3

Плата ДП. 1910. 08. 004

Сборочный чертеж платы ДП. 1910. 08. 005.001. СБ

Спецификация ДП. 1910. 08. 005. 001

Сборочный чертеж общий ДП. 1910. 08. 005. 000. СБ

Спецификация ДП. 1910. 08. 005.000

Введение

Радиосвязь, электросвязь посредством радиоволн. Для осуществления Радиосвязи в пункте, из которого ведётся передача сообщений размещают радиопередающее устройство, содержащее радиопередатчик и передающую антенну, а в пункте, в котором ведётся приём сообщений - радиоприёмное устройство, содержащее приёмную антенну и радиоприёмник.

Попытки осуществить радиосвязь предпринимал ещё Т. А. Эдисон в 80-е гг. 19 в до открытия в 1888 электромагнитных волн Г. Герцем; хотя работы Эдисона не имели практического успеха, они способствовали появлению других работ, направленных на реализацию идеи беспроводной связи. Герцем был создан искровой излучатель электромагнитных волн, который в течение нескольких десятилетий оставался наиболее распространённым в радиосвязи видом радиопередатчика. Возможность и основные принципы радиосвязи были подробно описаны У. Круксом в 1892, но в то время ещё не предвиделось скорой реализации этих принципов. Развитие радиосвязи началось после того, как в 1895 А. С. Поповым, а годом позже Г. Маркони были созданы чувствительные приёмники, вполне пригодные для осуществления сигнализации без проводов, т. е. для радиосвязи. Первая публичная демонстрация Поповым работы созданной им радиоаппаратуры и беспроводной передачи сигналов с её помощью состоялась 7 мая 1895, что даёт основание считать эту дату фактическим днём появления Радиосвязи.
Приёмник Попова не только оказался пригодным для радиосвязи, но и был впервые успешно применен им в том же 1895 для автоматической записи грозовых разрядов, чем было положено начало радиометеорологии.

До 1920 в радиосвязь применялись преимущественно волны длиной от сотен м до десятков км. В 1922 радиолюбителями было открыто свойство декаметровых волн распространяться на любые расстояния благодаря преломлению в верхних слоях атмосферы и отражению от них. Вскоре такие волны стали основным средством осуществления дальней радиосвязи. Для приёма передаваемых т. о. сигналов, приходящих с больших расстояний, служат чувствительные приёмники и большие, сравнительно остронаправленные антенные сооружения, занимающие большую территорию, т. н. антенное поле. Для ослабления радиопомех приёмное оборудование размещается в стороне от городов и вдали от радиопередатчиков, на специальных приёмных радиоцентрах. Радиопередающие устройства также группируются - на передающих радиоцентрах. Те и другие связаны с находящимся в городе центральным телеграфом, откуда поступают передаваемые и куда транслируются принимаемые сигналы.

В 30-е гг. были освоены метровые, а в 40-е - дециметровые и сантиметровые волны, распространяющиеся в основном прямолинейно, не огибая земной поверхности, что ограничивает прямую связь на этих волнах расстоянием в 40-50 км. Развитие линий радиосвязи планируется с учётом вхождения радиосвязи в Единую автоматизированную систему связи страны.

Организационно-технические мероприятия и средства для установления радиосвязи и обеспечения её систематического функционирования образуют службы радиосвязи, различаемые по назначению, дальности действия, структуре и др. признакам. В частности, существуют службы: наземной и космической радиосвязи; фиксированной и подвижной радиовещания и телевидения. Для производственных и специальных служебных надобностей имеются ведомственные службы радиосвязи в некоторых министерствах и организациях.

1 Расчетно-теоретическая часть

1.1 Аналитический обзор

1.1.1 Зарядное устройство

Рисунок 1 - Электрическая принципиальная схема зарядного устройства

Зарядное устройство состоит из ста­билизатора напряжения на 12 В, со­бранного на микросхеме DA1, кото­рый предназначен для питания компа­ратора DA2. На транзисторе VT1 со­бран ключ, которым в свою очередь управ­ляет пороговое устройство, выполнен­ное на микросхеме DA2. Микросхема DA3 выполняет функции стабилиза­тора тока.

Резистором R14 ус­танавливают необходимый ток заря­да, а со­противление резистора R12 регулиру­ется в зависимости от количества аккумуляторов, подключенных к зарядному устройству. Во время заряда ключ VT1 открыт, поскольку на выходе DA2 (вывод 9) низкий уровень. Необходимый ток обеспечивает стабилизатор тока на DA3. По мере заряда G1 напряжение на нем растет, соответственно растет и напряжение на входе DA2 (вывод 3). По достижении напряжения 1,42 В на выводе 3 микросхемы DA2 на ее вы­воде 9 появляется высокий уровень, который, в свою очередь, открывает транзистор VT2. Свечение светодиода HL2 при этом индицирует оконча­ние заряда НКА. Одновременно зак­рывается транзистор VT1, тем самым прекращая заряд. Дальнейшая зарядка аккумуляторов происходит за счет резисто­ра R7, через который течет ток, рав­ный 1% от емкости аккумуляторов. При посто­янном свечении светодиода HL2 мож­но считать, что аккумуляторы полностью заря­дились.

1.1.2 Зарядное устройство собранное на двух микросхемах

Рисунок 2 - Электрическая принципиальная схема зарядного устройства

Компаратор запитан от параметрического стабили­затора, который включен до регули­рующего транзистора. В момент прохождения разрядного импульса происходит сравнение на­пряжения на аккумуляторной батарее под нагрузкой через делитель на ре­зисторах R10, R11 с опорным на VD11. Во избежание отключений в момент прохождения зарядного им­пульса, введена цепь VD8, R9. В этот момент напряжение, поступающее на инвертирующий вход DA1 через VD8 и открытый транзистор VT1, снимает­ся с делителя.

1.1.3 Аккумуляторное зарядное устройство - не только профессионалам

Рисунок 3 - Электрическая принципиальная схема аккумуляторного зарядного устройства

На рисунке 3 приведена электрическая принципиальная схема аккумуляторного зарядного устройства. Опишем её принцип действия.

Переключателем К2 можно выбрать номер элемента, а переключате­лем К1 — установить соответствую­щий зарядный ток в 0,1С.

Он поступает от генера­тора тока VТ6. Если в точке соединения R16, R17 нулевой потенциал — горит VD5, и при включенном К1 ток течет через элементы.

Предварительная разрядка прово­дится с помощью генератора тока VТ7; напряжение питания этого генератора дает аккумулятор. Генера­тор тока берет энергию из аккумуля­тора только тогда, когда потенциал в точке R16, R17 близок к напряжению питания. В это время горит VD6, тaк как светится или VD5, или VD6, на приборе отображает­ся режим работы — "зарядка" или "разрядка".

При включении устройства через элементы С2, R4 производится сброс счетчика DD2. На выводе 3 DD2 уста­навливается низкий уровень. На вы­ходе 13 компаратора DD2 — низкий уровень. Высокий уровень на­пряжения с выхода 14 компаратора DD2 разрешает работу вентиля DD1 и открывает ключ на транзисторах VТ2, VТЗ. Этот ключ своим напряже­нием насыщения снижает напряже­ние питания генераторов тока.

После подключения к устройству элементов, требующих подзарядки, компаратор DD2 определяет, опустил­ся уровень напряжения нижнего эле­мента ниже опорного уровня 1 В или нет. Если аккумулятор не достаточно заряжен, то на выходе компаратора — высокий уро­вень, так как его входное напряжение больше чем опорное. Генератор времени IC1 остановлен, так как через откры­тый транзистор VТ1 низким уровнем запрещена генерация.

Высокий уровень с выхода тригге­ра через DD1 управляет эмиттерным повторителем на транзисторах VТ4, VТ5, на выходе которого также формируется высокий уровень на­пряжения. Чем ближе этот уровень к напряжению питания, тем лучше заперт генератор тока VТ6. Генератор тока VТ7 начинает разряжать аккуму­ляторы. Горит светодиод VD6 "разряд­ка". Когда напряжение нижнего эле­мента становится ниже опорного на­пряжения 1 В, компаратор DD2 пе­реключается и устанавливает RS-триггер в состояние "О". Вследствие этого запрещается работа вентиля DD1, и эмиттерный повторитель VТ4, VТ5 отключает генератор VТ7 и под­ключает VТ6. Соответственно гаснет индикатор VD6 "разрядка" и зажига­ется VD5 "зарядка". Транзистор VТ1 запирается, и начинает работать ге­нератор IC1. Во время зарядки напря­жение на нижнем элементе быстро превышает уровень в 1 В, тогда на выходе компаратора DD2 снова ус­танавливается высокий уровень.

Через 12 часов с момента начала за­рядки на выводе 3 IC1 устанавлива­ется высокий уровень. При появле­нии низкого уровня на выводе 2 IC1 через элементы СЗ, R6 срабатывает RS-триггер, и через VТ1 останавлива­ет генератор времени. Высокий уро­вень с вывода 3 IC1 поступает на ин­дикатор VD1, который сигна­лизирует об окончании зарядки. Че­рез диод VD3 высокий уровень посту­пает на компаратор DD2, который, переключаясь в ноль, соответствен­но запирает ключ на транзисторах VТ2, VТЗ, и через элемент DD1 — эмиттерный повторитель на транзи­сторах VТ4, VТ5. Светодиод VD5 и генератор тока VТ6 отключают­ся от напряжения питания. Аккуму­ляторы отключены от нагрузки, так как диод VD7 предотвращает попада­ние напряжения аккумулятора на VТ6. Данное состояние сохраняется до тех пор, пока устройство не будет отклю­чено от сети.

Если перед разрядкой или в процессе зарядки напряжение опорного элемента превышает 1,65 В, состояние компаратора DD2 изменяется и зажигается светодиод VD2. Компаратор DD2 снова отключает напряжение питания генераторов тока.

Устройство получает стабилизиро­ванное напряжение питания +15 В от блока питания через IC4. В блоке пи­тания имеется выпрямительный мо­ст с буферным конденсатором, С6. Трансформатор Т1 преобразует сетевое напряжение до требуемого низкого.

1.1.4 Зарядно — десульфатирующий автомат для автомобильных аккумуляторов

Рисунок 4 - Схема зарядного — десульфатирующего автомата для автомобильных аккумуляторов

Принцип работы устройства заклю­чается в следующем:

1. Заряд производится на положи­тельной полуволне вторичного на­пряжения.

2. На отрицательной полуволне происходит частичный разряд бата­реи за счет протекания тока через на­грузочный резистор.

3. Автоматическое включение при падении напряжения за счет самораз­ряда до 12,5 В и автоматическое от­ключение от сети 220 В при достиже­нии напряжения на батарее 14,4 В. Отключение — бесконтактное, по­средством симистора и схемы конт­роля напряжения на батарее.

Важное достоинство метода заклю­чается в том, что пока не подключе­на батарея (автоматический режим), блок не может включиться, что ис­ключает короткое замыкание при за­мыкании проводов, подводящих за­рядный ток к аккумуляторной бата­рее.

Устройство работает от напряжение сети 220 В, которое подается через предохранитель FU1 и симистор VD1 на первичную обмотку си­лового трансформатора. Со вторич­ной обмотки переменное напряжение U_n = 21 В выпрямляется диодом VD3 и через балластный резистор R8 со­противлением 1,5 Ом поступает на клемму "+" батареи, к которой под­ключены вольтметр РА1 на 15 В, тум­блер SA2 и схема контроля и управле­ния, представляющая собой триггер Шмитта с гистерезисом около 1,8 В, определяемым падением напря­жения на диодах VD5, VD6 и перехо­де база-эмиттер транзистора VT2. Транзистор VT1 при напряжении на аккумуляторе 12,6 В включается, и через оптрон VD4 включает симистор VD1, что приводит к включению трансформатора Т1 и подаче напря­жения на заряжаемый аккумулятор.

Подключение тумблером SA2 рези­стора R5 обеспечивает асимметричность формы зарядного тока. Резистором R7 устанавливается мо­мент отключения блока, при напряже­нии на вольтметре 15 В. Диодный мост VD2 обеспечивает включение симистора на обеих полуволнах сетевого напряжения и нормальную работу трансформатора.

1.1.5 Цифровое зарядное устройство

Рисунок 5 - Электрическая принципиальная схема цифрового зарядного устройства

Рассмотрим работу цифрового зарядного устройства. На вход счетчика DD1 поступа­ют тактовые импульсы. На выходе DD2 присутствует некоторый дво­ичный код, являющийся номером ка­нала (выводы 12, 13). Этот код поступает на адресный вход мультиплек­сора DD2. Через мультиплек­сор напряжение по­ступает на не инвертирующий вход компаратора DA1 (вывод 3), который сравнивает его с образцовым обратным напряжением (вывод 2), равным выбранному на­пряжению ходе DA1. Ко времени окончания тактового импульса формируется напряжение высокого или низкого логического уровня, которое поступает на вход триггера DD3 и заря­жает его входную емкость. В этот момент через дешифратор на такто­вый вход триггера поступает положительный импульс, произво­дящий запись в триггер информации с его входа. Состояние этого триг­гера остается неизменным до поступ­ления следующего тактового им­пульса, т.е. до повторения адреса. Напряжение с выхода каждого триг­гера поступает на силовые ключи 1VT1 и 1VT2, которые включают зарядный ток, если акку­мулятор, подключенный к этому ка­налу, разряжен. В противоположном случае включается индикатор HL1, который сигнализирует о том, что аккумулятор не заряжается. Импульсы с удвоенной частотой сети поступают с выхода выпрямителя VD1, VD2 через фор­мирователь R14, CI, VT1, R1 на счетный вход DD1, с выходов ко­торого тактовая последователь­ность производит переключение каналов с частотой 6 Гц. При таком выборе тактовой часто­ты переключение каждого канала происходит с частотой 1,5 Гц. Конденсатор С1 необходим для предотвращения сбоев счетчика из-за помех по сети 220 В. Для предотвращения выхода мик­росхем из строя при смене полярности напряжения заряжаемого аккумулятора питание выбрано биполярным. Светодиод HL5, зеленого цвета, яв­ляется индикатором включения уст­ройства в сеть и совместно с резисто­рами R7, R9, R10 образует источник образцового напряжения. На­пряжение на инвертирующем входе 7 компаратора DA1 устанавливается с помощью резистора R9 равным поро­говому напряжению заряженного ак­кумулятора, т.е. 1,43... 1,50 В.Для повышения КПД устройства сглаживание выпрямленного напря­жения фильтрами С8, С9 производится только в цепях питания малой мощ­ности. Напряжение питания мало­мощной части устройства стабилизи­ровано простейшими параметричес­кими стабилизаторами R12, VD3 и R13, VD4.

1.1.6 Зарядное устройство для Ni-Cd аккумуляторов

Рисунок 6 - Электрическая принципиальная схема зарядного устройства для Ni-Cd аккумуляторов

В этом устройстве применен аналог низковоль­тного стабилитрона, выполненный на транзисторах VT7, VT8 и диодах VD1, VD2.

 Зарядное устройство в процес­се работы постоянного наблюдения не требует. Аккумуляторы перезарядиться не могут, однако своевременное окон­чание зарядки экономит время. Для ин­дикации момента достижения номи­нального напряжения на аккумуляторе, 1,35... 1,4 В, собран узел на DA1 и тран­зисторах VT9 и VT10. Когда напряже­ние на инвертирующем входе компара­тора DA1 превышает опорное, снимае­мое с движка резистора R8, на выводе 2 DA1 появляется высокий уровень на­пряжения, запускается генератор на аналоге инжекционно-полевого транзи­стора, и пъезо звонок BQ1 излучает акустический сигнал.

Ре­зистором R8 устанавливается порог включения индикации-окончания заряд­ки аккумулятора. Резистором R11 уста­навливается частота генерации анало­га инжекционно-полевого транзистора. Она должна совпадать с собственной частотой пьезо излучателя BQ1, при этом получается наибольшая громкость акустического сигнала.

Питание зарядного устройства про­изводится от источника постоянного тока напряжением 5...6 В с допусти­мым током не менее 1,5 А.

1.1.7 Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов

Рисунок 7 - Электрическая принципиальная схема зарядного устройства

Предлагаемое зарядное уст­ройство предназначено для зарядки ав­томобильных аккумуляторных батарей емкостью от 32 до 60 Ампер-час и поддержа­ния их в заряженном состоянии.

В процессе зарядки напряжение на по­люсах аккумуляторной батареи изменя­ется, и когда оно становится равным 2,3...2,35 В на ячейку, от 13,8 В до 14,1 В для батареи 12В, батарея заряжена на 100%.

Электрическая схема зарядного уст­ройства, рисунок 8, сделана так, что при 100%-й за­рядке аккумуляторной батареи она пе­реключается в режим сохранения заря­да, подавая слабый подзаряжающий ток (100...250 мА). Этот небольшой ток пре­дотвращает саморазряд аккумулятора.

Зарядное устройство питается от сети с напряжением 220 В. Выпрямительный блок состоит из сете­вого трансформатора T1 мощностью 100 Вт, выпрямительного моста и фильтрующего конденсатора С1.

Сопротивление резистора R1 зависит от емкости аккумуляторной батареи. Для аккумуляторной батареи емкостью 45 Ампер-час требуется ток 2.25A - резистор R1 должен иметь со­противление 1,8 Ом. Для ак­кумулятора емкостью 60 Ампер - час зарядный ток составляет 3 А, а сопротивление ре­зистора R1 — 1,33 Ом. Точная величина сопротивления R1 определя­ется тем, какая аккумуляторная батарея подсоединена к устройству.