Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Обеспечение надежности стабилизаторов напряжения при проектировании и производстве

..pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
7.79 Mб
Скачать

ЭК О Н О М И Ч ЕС К А Я Ц ЕЛ ЕС О О БРА ЗН О С ТЬ АВТОМ АТИЗАЦИИ

ПР О Ц Е С С А П Р О В Е Р К И РАБОТОСПОСОБНОСТИ

С Т А Б И Л И ЗА Т О РО В Н А П РЯ Ж ЕН И Я

Вы бор средств контроля

работоспособности

РЭ А долж ен производить­

ся на этап ах

ее технического проектирования с учетом объема выпуска

(опыт*

ные образцы

или партии, малые

серии, серийное

или крупносерийное

произ­

водство). П ри этом исходят из требований повышения степени автоматизации

процесса контроля и универсализации контрольно-испытательного оборудования

[1 1 ]. О днако техническая документация на СН обычно предусматривает ис­ пользование неавтоматизированного оборудования, а в [1, 3, 18] рассматри­

ваются частные вопросы автоматизации контроля некоторых параметров СН.

Рассм отрим

возм ож ность

обеспечения

автоматизации

процесса

проверки

работоспособности

СН .

Д л я

этого (необходимо

воспользоваться

критерием

ав­

том атизированное™

процесса

контроля

k a. Этот критерий

характеризует

целе­

сообразн ость

автоматизированного контроля

максимального

количества

пара­

м етров

из

числа

 

подлеж ащ их

контролю.

Оценка указанных

свойств

произво­

дится по

ф орм уле

 

 

где

k —m jM

показатель

степени автоматизации;

T )= m /(m -fn )

коэффициент

 

уплотнения

информации;

т

количество

пара­

метров,

которое

м ож ет

контролироваться

автоматически;

М

общее число

па­

рам етров,

п одлеж ащ и х

контролю;

п

количество линий

связи

между

СН и

средствам и контроля.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И з

рассм отрения

требований

к электрическим и временным параметрам

СН

следует,

что

общ ее

число

параметров,

подлежащ их контролю, равно

парамет­

рам , которы е

м огут

контролироваться

автоматически. В

связи

с этим

можно

считать,

что

для

 

С Н показатель

степени

автоматизации

k

равен

единице. Тех­

нической документацией на СН оговаривается в общем

случае

12— 16

основ­

ных вы ходны х параметров

(параметры

динамической характеристики,

статиче­

ские нестабильности, -напряжение пульсаций,

точность

установки,

диапазон

стабилизируем ого

вы ходного

напряжения,

ток

нагрузки

и

т. д .). При

этом

за

исключением тока нагрузки указанные параметры измеряются на выходе про­

веряем ого СН . В этом

случае количество линий связи можно считать равным

двум , а коэффициент

уплотнения информации составляет 0,86— 0,88. Следова­

тельно, при показателе степени автоматизации, равном единице, критерий ав-

томатизироваиности процесса контроля Аа такж е равен 0,86— 0,88, что свиде­

тельствует о целесообразности автоматизации процесса контроля работоспособ­

ности

СН .

 

 

 

 

 

К ром е того,

одним

и з основных факторов при

выборе вида

средств конт­

роля

является

степень

слож ности

контролируемой

аппаратуры,

характеризую­

щ аяся числом операций проверок.

Это число определяется количеством изме­

ряемых параметров и необходим ы х

режимов работы, обеспечиваемых при конт­

роле. Число операций проверок, производимых с помощью различных средств контроля, определяет стоимость контроля. Тогда для оценки экономической целесообразности автоматазации процесса проверки работоспособности СН мож ­ но использовать зависимость относительной стоимости контроля от числа опе­

раций проверок С Н при применении

неавтоматизированного, автоматизирован­

ного и автоматаческого оборудования

(рис. П .3.1).

Серийное

производство

 

то

т "

Мелкосерийное

Чис/1° операций

производство

проверки, сотни.

Рис. П.3.1. Зависимость отно­ сительной стоимости контроля

от числа операций проверок

СН

Учитывая цикл технологического процесса изготовления СН,

число оп ер а ­

ций проверок за смену м ож ет достигать трех или десяти тысяч а

зависимости

от проверяемой партии при мелкосерийном или серийном производстве соот ­

ветственно. Следовательно, автоматизация процесса проверки

работосп особн ос­

ти СН

м ож ет

обеспечить

снижение

стоимости контроля в

4,4

или

9,7 раза

при использовании автоматизированных «ли автоматических

средств

контроля

для мелкосерийного производства и в 4,9 или 16,5 раза для

серийного. К роме

того, следует

сказать, что

высокая начальная стоимость разработки и и зготов ­

ления оборудования для автоматического контроля по сравнению

со стоим остью

неавтоматизированного оборудования

в дальнейш ем

компенсируется

экономией

за счет

уменьшения общ его числа обслуж иваю щ его

персонала, уменьш ения к о­

личества проверочного оборудования и требуемой измерительной аппаратуры , сокращения реального времени процесса проверки работоспособности.

П Р И Л О Ж Е Н И Е 4

ТЕХН И ЧЕСКИ Е Х А РА К ТЕРИ С ТИ К И С РЕД С ТВ К О Н Т РО Л Я РАБОТОСПОСОБНОСТИ И ИСПЫ ТАНИИ С ТА БИ Л И ЗА ТО РО В Н А П РЯ Ж Е Н И Я

Разработанны е

средства

контроля

работоспособноети и

испытаний п р о ­

верены в условиях серийного производства унифицированных источников элект­

ропитания.

 

 

 

 

 

 

 

I,

Устройство

д л я

контроля параметров (см. рис. 5.3,а)

предназначено для

проверки

статических

нестабильностей

и

точности установки

низковольтных

(С /вы х^Ю

В )

СН [4 ]. При его

применении

обеспечиваются следую щ ие хар ак ­

теристики:

 

 

 

 

 

 

 

 

Д иапазон

изменений

Uu.c,

В

 

 

198— 231

Д иапазон

изменений

/ п, А

 

 

 

0,1— 32

Точность

самонастройки,

мВ

 

 

1

Время храпения

Д»,

мин

 

 

 

3

Операции по обеспечению требуемых значений / я «и Uu.с и контролю ука­

занных параметров автоматизированы . Влияние погрешностей при установке А*

на контроль статических нестабильностей практически исключено.

II.

У стройство для контроля динамических параметров (см. рис. 5.3,6)

предназначено для проверки амплитуды максимального выброса, временных

параметров и числа колебаний переходных характеристик СН с учетом форми­

рования зон требуем ого быстродействия и допустимой колебательности процес­

сов [2] и имеет следую щ ие технические характеристики:

В ы ходное

напряж ение контролируемых СН, В

до 30

Д и апазон

изменений

/ н,

А . . .

0,1— 32

А мплитуда импульсного

изменения / н

20(% ) от

 

 

 

 

/д шах

Д иапазон

частоты импульсов / ц, Гц

400— 105

Д иапазон

изменений

т"ф, мкс

30— 50

Точность

измерения,

%

 

0,5

Операции по обеспечению режимов и контролю автоматизированы. Резуль­

таты благодаря использованию методов допускового контроля представляются в

ви де «годен — не годен».

III.Устройство для испытаний (ом. рис. 5.4,6), предназначено для осущ еств­

ления

ф орсированного

реж им а

в виде цикличности

включения и выключения

и ж.е

контролируемы х

С Н

[12]

и

обеспечивает следующие

технические

харак­

теристики:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В ы ходное

напряж ение контролируемых СН,

(В)

д о 30

 

 

Д и апазон

изменений

In,

А

 

 

0,1 до 50

 

 

В рем я

включения т ВКл

 

 

 

от 1

с до 1 ч

 

В рем я

выключения

т Выкл

 

 

от 1

с до

1 ч

 

Врем я

нарастания,

с .

 

 

 

—0,1... + 1

 

 

К оээффициент ускорения,

не

менее

 

5

 

 

Обеспечена

возм ож ность

испытывать одновременно 20 разнотипных СН.

Операции по заданию реж имов автоматизированы.

 

IV .

Устройство (ом.

рис. 5.5)

предназначено для испытаний

групп разно­

типных СН,

а

так ж е У З П с

помощью

контрольных сигналов U a и In

в виде

детерминированных последовательностей импульсов. Реализация такого комп­

лекса позволяет получить следую щ ие технические характеристики:

В ы ходное

напряж ение контролируемых СН, В

до 30

 

Д иапазон

изменений In,

А

U n и

. .

0,1— 50

 

Д иапазон

частоты импульсов

/ в, Гц

400— 105

Д иапазон

изменений т пф,

тпф,

мкс . .

20— 50

 

Амплитуда

импульсного

изменения

/ в, %

20— 50

/ Лшах

Амплитуда импульсного изменения U n, %

20— 50

Un max

Коэффициент ускорения,

не менее

 

5

 

Список литературы

1. А . с. 535528

(С С С Р ). М. Кл2 G 01R31/28. Устройство

для

контроля

электри­

ческих

статических

параметров полупроводникового

стабилизатора напря-

ж ения/Г . П . Воронин, С. Д . Д одик, Ю . В. Лаптев, К. Н. М аловик. —

О пубж

1976, Бюл. № 42.

 

 

 

 

2. А . с. 754235

(С С С Р ). М. Кл8 G 01R31/26. Устройство

для

контроля

динам и­

ческих

параметров

полупроводниковых стабилизаторов

напряж ения/К . Н.

М аловик. —

Опубл.

1980, Бюл. № 29.

 

 

 

3. А. с.

765764

(С С С Р). М. Кл3 G 01R 31/28. Устройство

для

проверки

источни­

ков питания/В. М. Барамыков, Я. И. Бекерман, И. С. Брондз и др. — Опубл. 1980, Бюл. № 35.

4. Источники вторичного электропитания/С. С. Букреев, В. А. Головацкий, Г. Н. Гулякович и др.; П од ред. Ю. И. Конева. — М., 1983. — 280 с.

5.Бердичевский Б. Б. Вопросы обеспечения надежности радиоэлектронной ап­ паратуры при разработке. — М.: Сов. радио, 1977. — 384 с.

6.

Бесекерский В. А.,

Попов Е. А. Теория

автоматического

регулирования. —

 

М.: Н аука,

1975. —

768 с.

 

 

 

 

 

7.

Вентцель Е. С. Теория вероятностей. —

М.: Н аука, 1969.

576

с.

8.

Д одик

С.

Д . Полупроводниковы е стабилизаторы

постоянного

напряж ения

 

и тока. — М .: Сов. радио, 1980. — 344 с.

 

 

 

 

9. Д руж инин

Г. В. Н адеж ность автоматизированных

систем. —

М .:

Энергия,

 

1977. — 336 с.

 

 

 

 

 

 

10.

Капур

К-,

Л ам берсон Л. Н адеж ность и

проектирование систем. —

М .: Мир,

 

1980. — 604

с.

 

 

 

 

 

 

11.Кудрицкий В. Д ., Синица М. А., Чинаев П. И. Автоматизация контроля радиоэлектронной аппаратуры . — М.: Сов. радио, 1977. — 256 с.

12.Маловик К. Н. Вопросы технической надеж ности радиоэлектронной аппа­

ратуры. — Киев,

Р Д Э Н Т П , 1983. —

15 с.

13. Маловик К. Н.

Вы бор параметров

динамического контроля транзисторны х

стабилизаторов напряжения//П роблемы миниатюризации и унификации ВИ П

РЭА. — М.: М Д Н ТП , 1978. —

С. 177— 183.

14. Маловик К. Н., Суханов В.

С. Выбор параметров контрольных сигналов

для технической диагностики транзисторных компенсационных стабилизато­

ров

напряжения//Синтез алгоритмов сложны х систем. — Таганрог, 1977. —

Вып.

III. С. 145— 153.

15.Маловик К. Н. Транзисторный стабилизатор напряжения как система авто­ матического регулирования//Автоматизированные системы управления и о б ­

 

работка данных. — Киев, И К А Н УССР, 1976. — с. 87— 99.

 

16.

Нечипоренко

В. И. Структурный анализ и

методы построения

надеж ны х

 

систем. — М .: Сов. радио, 1978. — 256 с.

 

 

17.

П ампуро В.

И. П рогнозирование стабильности информационных

устройств.

 

— Киев, Техника, 1978. — 248 с.

 

 

 

18.

Pat. 4037156.

(U S A ). Pow er Supply

T esting

A pparatus/H . R oger,

P . Ja eg u ls,

 

R. R aym ond,

G. C lauge, A. P a g n y .—

1976.

 

 

19. Полянин К. П. Интегральные стабилизаторы напряжения. — М .: Энергия, 1979. — 192 с.

20. Разумный В. М., Толченое О. В. Оценка работоспособности устройств ав­

томатики. — М .: Энергия, 1977.

— 120 с.

 

 

 

21. Цыпкин

Я. 3 . Основы теории

автоматических

систем. —

М .:

Н аук а, 1977.

— 560

с.

 

 

 

 

 

22. Ш ор Я-

Б., Кузьмин Ф. И. Таблицы для анализа и контроля

н а д еж н о сти .—

М.: Сов.

радио, 1968. — 288 с.

 

 

 

 

23. Ш ор

Я.

Б. Статистические методы анализа и

контроля

качества и н а д еж ­

ности.

М.: Сов. радио, 1963.

— 552 с.

 

 

 

Оглавление

Предисловие

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

Г л а в а

1. Особенности и

задачи

обеспечения

надежности

линейных ста­

 

 

билизаторов напряжения

 

 

 

 

 

 

4

Г л а в а

2.

Сравнительный

анализ

разнотипных

стабилизаторов напряже­

 

 

ния как

систем

стабилизации

 

 

 

 

 

 

10

2.1. Стабилизатор напряжения как линейная система с запаздыванием,

инвариантная до е

 

 

 

 

.

.

.

 

12

2.2. Исследование влияния запаздывания на выполнение условий инва­

риантности до е и устойчивости СН

 

.

 

 

 

 

16

2.3. Вероятностный

анализ совместимости

условий

инвариантности

до

е

и устойчивости

.

 

 

 

.

 

 

 

 

19

2.4. Оценка влияния запаздывания на допустимые изменения полосы про­

пускания частот

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23

Г л а в а

3.

Исследование

областейдопусков

стабилизаторов

напряжения

27

3.1. Определение допустимых изменений основных

контролируемых

пара­

метров

.

 

.

.

 

 

.

.

.

 

30

3.2.Сравнительный анализ влияния разбросов основных контролируемых параметров на вероятность работоспособности стабилизаторов напря­

жений

.

допусковстабилизаторовнапряжения

 

35

3.3. Оценка

областей

 

38

Г л а в а 4.

Исследование запаса работоспособности стабилизаторов напря­

 

 

жения

 

 

 

 

 

 

45

4.1. Выбор

критерия и условий работоспособности .

.

 

46

4.2. Определение допустимых изменений траекторий корней стабилизато­

 

ров напряжения как линейных систем с запаздыванием

 

50

4.3. Анализ

критических частот

 

 

 

 

51

4.4. Оценка

запаса работоспособности

 

 

 

56

Г л а в а 5. Динамический контроль

работоспособности

стабилизаторов

на­

 

 

пряжения

 

 

 

 

 

 

61

5.1. Оценка режимов динамического контроля работоспособности

 

62

5.2. Выбор

проверок

и испытаний в

процессе

контроляработоспособности

66

5.3. Разработка устройств для контроля работоспособности

 

70

5.4. Разработка устройств для испытаний

 

 

 

75

Заключение

 

 

.

и постоянные времени передаточных

79

П р и л о ж е н и е 1. Коэффициенты

 

функций стабилизаторов

напряжения

.

 

 

81

П р и л о ж е н и е 2. Пример

оценки

вероятности Qa

автоматизации

про­

83

П р и л о ж е н и е 3. Экономическая

целесообразность

91

цесса проверки работоспособности стабилизаторов напряжения

 

П р и л о ж е н и е 4. Технические характеристики средств контроля рабо­

92

тоспособности и испытаний стабилизаторов напряжения

 

Список литературы

 

 

 

 

 

 

94

Производственное издание

Константин Николаевич Маловик

ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ СТАБИЛИЗАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И ПРОИЗВОДСТВЕ

Заведующий редакцией П. И. Н и к о н о в Редактор Н. В. Е ф и м о в а Художественный редактор Т. В. Б у с а р о в а Технический редактор Г. И. К о л о с о в а Корректор Т. В. Д з е м и д о в и ч

ИБ № 1121

Сдано

в набор 21.04.87

 

 

Т-15661

Формат

60Х90Лв

Бумага

тип. № 2

Печать

высокая

Уел. печ. л. 6.0

Уел. кр.-отт. 6,25

Тираж 14 000 экз.

Изд. № 21134

Зак. № 67

Издательство «Радио и связь».

101000 Москва, Почтамт,

Московская типография № 5 ВГО «Союзучетиздат». 101000 Москва, ул. Кирова, д. 40