logo
Блок контролю та управління пристрою безперебійного живлення ПБЖ-12

1.4 Аналіз елементної бази

Далі будуть розглянуті електричні і конструктивні параметри, а так само допустимі умови експлуатації застосовуваних у конструкції ТЕЗ елементів. Порівняння їх з умовами експлуатації (розділ 1.3) дозволить зробити висновок про можливість застосування саме цих варіантів конструкції ЕРЕ та їх типів. До складу розроблюваного пристрою входять такі елементи: конденсатори, резистори, термістори, мікросхеми, дросель, діоди, транзистори, вилки, стабілітрони, звуковий випромінювач і резонатор.

Далі будуть розглянуті електричні і конструктивні параметри, а так само допустимі умови експлуатації застосовуваних у конструкції ТЕЗ елементів.

Електричні та експлуатаційні параметри зведені в таблиці.

Конденсатори MKT 370-63 та MKP 380 - 100.

Рисунок 1.3 - Конденсатори MKT 370-63 та MKP 380 - 100

Таблиця 1.3 - Геометричні розміри конденсаторів MKT 370-63 та MKP 380 - 100

w, мм

h, мм

I, мм

P, мм

lt, мм

dt, мм

MKT 370-63

3.5

8

7.2

5.08

18.5

0.7

MKP 380-100

4.5

9

7.2

5.08

18.5

0.7

Таблиця 1.4 - Технічні характеристики конденсаторів MKT 370-63 та MKP 380 - 100

MKT 370-63

MKP 380-100

Матеріал конденсатора

поліестрова плівка

поліпропілєновий

Номінальна напруга, В

63

100

Номінальна ємність, мкФ

0.47

0.47

Допуск номінальної ємності,%

10

5

Діапазон робочої температури, С

85-105

85-105

Конденсатор VJ1206.

Рисунок 1.4 - Конденсатор VJ1206

Таблиця 1.5 - Геометричні розміри конденсатора VJ1206

L, мм

W, мм

Tmax, мм

MB, мм

VJ1206

0.126

0.063

0.075

0.020

Таблиця 1.6 - Технічні характеристики конденсатора VJ1206

VJ1206 X7R

VJ1206 C0G

Діапазон робочих ємностей

100 пФ...0,27мкФ

0,5пФ...0,039мкФ

Діапазон робочих напруг, В

250...1000

10...100

Діапазон робочої температури, °C

55...125

55...125

Температурний коефіцієнт ємності

менее 15%

менее 15%

Коефіцієнт розсіювання (при 1кГц)

не более 2,5%

не более 2,5%

Швидкість старіння за декаду

1%

1%

Конденсатори B45196 та B45197

Рисунок 1.5 - Конденсатори B45196 та B45197

Таблиця 1.7 - Геометричні розміри конденсаторів B45196 та B45197

L

W

T

B

A

B45196

7.3

4.3

2.8

2.8

1.1

B45197

7.3

4.3

2.8

2.4

1.3

Таблиця 1.8 - Технічні характеристики.

B45196

B45197

Робоча напруга

10 В

25 В

Номінальна ємність

47 мкФ

33 мкФ

Допуск номінальної ємності

20%

20%

Робоча температура

-55...85 С

-55...85 С

Виводи/корпус

SMD D

SMD D

Конденсатор FC A-100

Рисунок 1.6 - Конденсатор FC A

Таблиця 1.9 - Геометричні розміри конденсатора FC A

D, мм

d, мм

F, мм

8

0.6

3.5

Таблиця 1.10 - Технічні характеристики конденсатора FC A

FC A-100B-100

FC A-10B-4700

FC A-63B-47

Ємність, мкФ

470

4700

47

Напруга, В

100

10

63

Максимальний струм пульсацій (на частоті 120кГц при t=105°C), мА

1920

2555

405

Внутрішній опір (на частоті 100кГц при t=20°C), Ом

0,047

0,022

0,342

Час безперервної роботи, год

5000

5000

2000

Діапазон робочої температури, °C

-55. .105

-55. .105

-55. .105

Допустиме відхилення ємності (120Гц, 20°C)

±20%

±20%

±20%

Резистор UXB 0207

Рисунок 1.7 - Резистор UXB 0207

Таблиця 1.11 - Геометричні розміри резистора UXB 0207

Dmax, мм

Lmax, мм

dnom, мм

lmin, мм

Mmin, мм

2.5

6.3

0.6

28

7.5

Таблиця 1.12 - Технічні характеристики резистора UXB 0207

Діапазон опорів

10Ом...1 МОм

Допустимі відхилення, %

±0.25, ±0.1, ±0.05, ±0.01

Температурний коефіцієнт, ppm/°C

±10, ±0.5, ±0.2

Максимальна робоча напруга, В

220

Максимальна робоча температура,

°C 125

Резистор RC1206 J R F та RC2512 J R F

Рисунок 1.8 - Резистор RC1206 J R F та RC2512 J R F

Таблиця 1.13 - Геометричні розміри резисторів RC1206 та RC2512

L, мм

W, мм

H, мм

l1, мм

l2, мм

RC1206 J R F

3.10

1.6

0.55

0.45

0.40

RC2512 J R F

6.35

3.10

0.55

0.60

0.50

Таблиця 1.14 - Технічні характеристики резистора RC1206 та RC2512

RC1206

RC2512

Діапазон робочої температури, °C

-55…155

-55…155

Максимальна робоча напруга, В

200

200

Допустиме відхилення

±5%

±5%

Діапазон опорів

1 Ом… 22 МОм

1 Ом… 22 МОм

Температурний коефіцієнт, ppm/°C

10Oм<R?10MOм

R<10Ом; R?10МОм

±100

±200

±100

±200

Термістор РТС

Рисунок 1.9 - Термістор РТС-145

Таблиця 1.15 - Геометричні розміри термістора РТС-145

b, мм

h, мм

d, мм

9

12.5

0.6

Таблиця 1.16 - Технічні характеристики термістора

Опір, Ом

9.4

Діапазон робочої температури, ° C

-40. .125

Максимальна робоча температура

+125 ° C

Робоча напруга, В

145

Допуск опорів

± 25%

Максимальний струм, А

5

Максимальна напруга, В

145

Мікросхема ADG507AKR.

Мікросхема ADG507AKR служить у якості комутатора.

Рисунок 1.10 - Мікросхема ADG507AKR

Таблиця 1.15 - Технічні характеристики мікросхеми ADG507AKR

Корпус

SO28-300

Номінальна напруга живлення, В

44

Струм споживання при Uп = 15 В типового значення, мА

20-40

Діапазон робочої температури, С

-40…85

Мінімальний опір навантаження, Ом

280

Мікросхема AD8512AR.

Мікросхема AD8512AR виступає в якості операційних підсилювачів.

Рисунок 1.11 - Мікросхема AD8512AR

Таблиця 1.16 - Технічні характеристики мікросхеми AD8512AR

Частота, МГц

8

Струм на вході, мА

0.021

Струм на виході, мА

54

Номінальна напруга живлення, В

36

Діапазон робочої температури, °С

-40... +125

Мікросхема AD7862AR-10.

Мікросхема AD7862AR-10 представляє собою 12-битный АЦП.

Рисунок 1.12 - Мікросхема AD7862AR-10

Таблиця 1.17 - Технічні характеристики мікросхеми AD7862AR-10

Тип корпуса

so-28

Вхідна напруга

+/-10V

Частота, кГц

250

Діапазон робочої температури, ° C

-40. .85

Макс діапазон напруження живлення, В

4.75. .5.25

Кількість каналів

4

Мікросхема AD7945BR.

Мікросхема AD7945BR представляє собою 12-битный ЦАП.

Рисунок 1.13 - Мікросхема AD7945BR

Таблиця 1.18 - Технічні характеристики мікросхеми AD7945BR

Тип корпуса

SOIC 20

Діапазон робочої температури, ° C

-40. .85

Напруга живлення, В

5.5

Частота дискретизації, Гц

1.7

Мікросхеми HCPL-4506#020.

Мікросхема HCPL-4506#020 виступає в якості гальванічної розвязки.

Рисунок 1.14 - Мікросхема HCPL-4506#020

Таблиця 1.19 - Технічні характеристики мікросхеми HCPL-4506#020

Корпус:

8-DIP

Швидкість передачі даних, Mbs

1

Вихідний струм, мА

15

Напруга ізоляції, Vrms

5000

Діапазон робочої температури, ° C

-40. .100

Мікросхеми MC74HC240ADW та MC74HC541ADW.

Рисунок 1.15 - Мікросхеми MC74HC240ADW та MC74HC541ADW

Таблиця 1.20 - Технічні характеристики мікросхем

Тип корпуса:

SOIC

Количество выводов:

20

Напруга питания, В

-0.5...7

Входное напруга, В

-0.5. .0.5

Выходное напруга, В

-0.5. .0.5

Ток на входе, мА

20

Ток на выходе, мА

35

Діапазон робочої температури, °С

-65. .150

Мікросхема MC74HC74AD.

Рисунок 1.16 - Мікросхеми MC74HC74AD

Таблиця 1.21 - Технічні характеристики мікросхеми MC74HC74AD

Тип корпуса:

SOIC

Кількість виводів

14

Напруга живлення, В

-0.5...7

Вхідна напруга, В

-0.5. .0.5

Вихідна напруга, В

-0.5. .0.5

Струм на вході, мА

25

Струм на виході, мА

50

Діапазон робочої температури, °С

-65. .150

Мікросхема UC3843BVD1

Мікросхема MC74HC74AD виступає у якості перетворювача напруги.

Рисунок 1.17 - Мікросхема MC74HC74AD

Таблиця 1.22 - Технічні характеристики мікросхеми MC74HC74AD

Входное напруга, В

36

Максимальный выходной ток, мА

200

Входной ток, мА

25

Частота, кГц

52

Мікросхема ATmega8515-16AI

Мікросхемі ATmega8515-16AI є мікроконтролером.

Рисунок 1.23 - Мікросхема ATmega8515-16AI

Таблиця 1.23 - Геометричні параметри мікросхеми ATmega8515-16AI

A

A1

A2

D

D1

E

E1

B

C

L

1.2

0.15

1

12

10

12

10

0.4

0.15

0.6

Таблиця 1.24 - Технічні характеристики мікросхеми ATmega8515-16AI

Корпус:

TQFP44

Швидкість:

8-Bit

Частота, МГц

16

Розмір памяті (тип FLASH88)

8KB (8K х 8)

Напруга живлення, В

4.5 .5.5

Діапазон робочої температури, ° C

40. .85

Частота, МГц

16

Мікросхема HIN202IBN

Мікросхема HIN202IBN - це вузол звязку.

Рисунок 1.19 - Мікросхема HIN202IBN

Таблиця 1.25 - Технічні характеристики мікросхеми HIN202IBN

Корпус

SOIC16

Робоча напруга, В

5

Діапазон робочої температури, ° C

-40. .85

Струм живлення, мА

8. .15

Резисторна збірка 4605X-101-562.

А=20мм

Рисунок 1.20 - Резисторна збірка 4605X-101-562

Таблиця 1.26 - Технічні характеристики резисторна збірки 4605X-101-562

Опір, Ом

100

Максимальна напруга, В

100

Температурний коефіцієнт, ppm/°C

±100

Діапазон робочої температури, ° C

-55. .125

Дросель B78108-S1103-K

Рисунок 1.21 - Дросель B78108-S1103-K

Таблиця 1.27 - Технічні характеристики мікросхеми дроселя

Індуктивність, мГн

0.1

Допуск на індуктивність

± 10%

Макс опір, Ом

0.49

Постійний струм, мА

680

Резонансні частоти, МГц

35

Діоди BAS32L и BAV102

Рисунок 1.22 - Діод BAV102 и BAV102

Таблиця 1.28 - Геометричні параметри діодів BAV102 и BAV102

D, мм

H, мм

L, мм

1.5

3.5

0.3

Таблиця 1.29 - Технічні характеристики діодів BAV102 и BAV102

BAV102

BAV102

Тип діода:

імпульсний діод

Максимальна постійна зворотня напруга, В:

75

150

Максимальний прямий (випрямлений за напівперіод) струм, А

0.2

0.25

Корпус

SOD80C

SOD80C

Максимальний час зворотного відновлення, мкс

0.004

0.004

Максимальна імпульсна зворотня напруга, В

100

200

Максимально допустимий прямий імпульсний струм, А

0.45

0.625

Максимальний зворотній струм, мкА при 25°С

5

9

Загальна ємність Сд, пФ:

2

2

Робоча температура, С:

-65... 200

-65...175

Спосіб монтажу

SMD

SMD

Діод PRLL5819

Рисунок 1.23 - Діод PRLL5819

Таблиця 1.30 - Геометричні параметри діоду PRLL5819

D, мм

D1, мм

H, мм

L, мм

2

1.9

3.5

0.3

Таблиця 1.31 - Технічні характеристики діоду PRLL5819

Тип динода

диод Шотки

Максимальна постійне зворотне напруг, В

40

Максимальний прямий (випрямлений за напівперіод) струм, А

1

Корпус

SOD87C

Максимальний час зворотного відновлення, мкс

0.01

Максимальна імпульсна зворотня напруга, В

600

Максимально допустимий прямий імпульсний струм, А

0.45

Робоча температура, С

-65...125

Спосіб монтажу

SMD

Транзистор IRFU220

Рисунок 1.24 - Транзистор IRFU220

Таблиця 1.32 - Технічні характеристики транзистору IRFU220

Полярність транзистора

N-канал

Максимальна напруга колектор-база, В

200

Максимально допустимий струм колектора, А

4,8

Тепловиділення, мВт

2500

Опір стік-витік, Ом

0,8

Час затримки, нс

19

Пробивна напруги, В

20

Діапазон робочої температури, C

-55…150

Транзистор BC546B

Рисунок 1.25 - Транзистор BC546B

Таблиця 1.33 - Технічні характеристики транзистору BC546B

Максимальна напруга колектор-база при заданому зворотному

струмі колектор і розімкнутого ланцюга емітером (Uкбо макс), В

80

Максимальна напруга колектор-база при заданому струмі

колектор і розімкнутого ланцюга база (Uкео макс), В

65

Максимально допустимий струм до (Ік макс)

0.1

Гранична частота коефіцієнта передачі струму fгр, МГц

150

Максимальна розсіювана потужність, Вт

0.63

Корпус

TO92

Вилка D-Sub 09 66 162 7811.

Рисунок 1.26 - Вилка D-Sub 09 66 162 7811

Таблиця 1.34 - Геометричні розміри транзистору IRFU220

a

b

c1

c2

f

30.9

25

12.9

12.5

2.74

Тип конектора: D Sub;;

Кількість контактів: 9;

Матеріал корпуса: метал.

Вилка 90122-0768

W=0.800 mm

Рисунок 1.27 - Вилка 90122-0768

Вилка 90131-0765.

W=0.500 mm

Рисунок 1.28 - Вилка 90131-0765

Вилка Gds A-C 32.

Рисунок 1.29 - Вилка A-C 32

Стабілітрон BZX84-C5V6.

Рисунок 1.30 - Стабілітрон BZX84-C5V6

Таблиця 1.35 - Технічні характеристики стабілітрону BZX84-C5V6

Потужність розсіювання, Вт

0.2

Мінімальна напруга стабілізації, В

5.32

Номінальна напруга стабілізації, В

5.6

Максимальна напруга стабілізації, В

5.88

Статичний опір Rст (при струмі I ст 20мА), Ом

10

Робоча температура, С

-55…150

Спосіб монтажу

SMD

Корпус

SOT-23

Резонатор Q-16.0-S-30-30/30-T1.

Рисунок 1.31 - Резонатор Q-16.0-S-30-30/30-T1

Таблиця 1.36 - Технічні характеристики резонатору Q-16.0-S-30-30/30-T1

Резонансна частота, МГц

16

Температурний коефіцієнт, Кт 10-6

30

Навантажувальна ємність, пФ

30

Діапазон робочої температури, С

-40...80

Звуковий випромінювач PKB24SPC-3601-B0.

Рисунок 1.32 - Звуковий випромінювач

Таблиця 1.37 - Технічні характеристики звукового випромінювача

Рівень тиску, дБ

90

Споживаний струм, мА

16

Діапазон напряжений, В

3. .15

Частота, кГц

3.6

Діапазон робочої температури, С

-30. .80

Проаналізувавши технічні дані елементної бази, можна зробити наступні висновки:

блок контролю і управління створений на основі зарубіжної елементної бази з максимальним використанням інтегральних схем;

усі інтегральні схеми знаходяться в прямокутних корпусах, що дозволяє автоматизувати процес установки мікросхем на друковану плату.

для полегшення трасування друкованої плати необхідно мікросхеми розташувати окремо один від одного, так як кожна мікросхема представляє собою окремий функціональний блок. Тому найбільша кількість звязків існує всередині функціонального блоку між мікросхемами і навісними елементами (максимальна завантаженість друкованої плати провідниками буде саме в цьому районі);

обрані елементи мають достатньо високу надійність, що дозволяє спроектувати пристрій, що має великий ресурс роботи;

елементна база комплектувалася за ознаками відповідності технічних характеристик експлуатаційним вимогам і мінімальної вартості;

інтервал робочих температур елементної бази, допустима величина відносної вологості повітря, атмосферного тиску, вібрації, одиночних ударів і лінійних навантажень дозволяє спроектувати пристрій, що працює при заданих в технічному завданні умовах експлуатації.