книги / Обеспечение надежности стабилизаторов напряжения при проектировании и производстве
..pdfЭК 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