3 Выбор элементной базы и вариантов ее установки
Выбор элементной базы ведется по критериям, определенным при анализе технического задания.
Так же учитываются условие, определенное при анализе схемы электрической принципиальной – трансформатор Т1 выносной (поэтому для печатной платы не учитывается).
Результаты выбора элементной базы для наглядности удобно представить в виде таблицы 1.
Таблица 1
|
Наименование элемента |
Кол. шт. |
Конструкционные параметры |
Параметры внешних воздействий | |||||
|
масса, г |
установочная высота, мм |
установочная площадь, мм2 |
интенсивность отказов 10-6 1/ч
|
Диапазон температур Сo |
Частота вибраций, Гц |
Ударное ускорение, g(м/с2) | ||
|
|
|
|
|
|
|
По техническому заданию | ||
|
|
|
|
|
|
|
-60…+45 |
10-55 |
до 50 |
|
Диодный мост КЦ410А |
2 |
0,5 |
5 |
489 |
0,15 |
-60…+85 |
10-600 |
690 |
|
Диод КД103А |
1 |
0,1 |
2 |
26 |
0,08 |
-60…+85 |
10-600 |
1470 |
|
Светодиод АЛ307БМ |
1 |
0,1 |
10 |
7,8 |
0,635 |
-60…70 |
10-600 |
98 |
|
Стабилитрон КС213В2 |
2 |
0,35 |
3 |
72 |
0,05 |
-60…100 |
5-2000 |
735 |
|
Тиристор КУ240Б |
1 |
- |
- |
518 |
- |
-60..100 |
10-600 |
- |
|
Транзистор КТ306А |
1 |
1 |
10 |
9,62 |
0,2 |
-60…125 |
10-600 |
50 |
|
Транзистор КГТ127А |
1 |
1 |
10 |
15,21 |
0,16 |
-60…85 |
10-600 |
73 |
|
Транзистор КТ815А |
1 |
1 |
10 |
28,39 |
0,2 |
-40…100 |
10-600 |
98 |
|
Аналоговый перемножитель К525ПС2 |
1 |
- |
2 |
146,25 |
- |
-45…85 |
1-2000 |
- |
|
Операционный усилитель 140УД23 |
1 |
- |
10 |
100 |
- |
-60…125 |
5-5000 |
- |
|
Конденсатор К50-35-25В 2200мкФ |
1 |
20 |
5 |
421 |
0,05 |
-60…85 |
5-600 |
- |
|
Конденсатор К50-22-25В 4700мкФ |
2 |
45 |
- |
2366 |
0,02 |
-60…85 |
1-5000 |
- |
|
Резистор С-2-33-0,5 |
1 |
0,30 |
3 |
95,55 |
- |
-60…155 |
- |
- |
|
Резистор С-2-33-0,25 |
1 |
0,25 |
3 |
48,75 |
0,01 |
-60…155 |
1-3000 |
1471,5 |
|
Резистор С-2-33-0,125 |
11 |
0,15 |
2,2 |
28,6 |
0,01 |
-60…155 |
1-3000 |
1477,5 |
|
Терморезистор КМТ 10 |
1 |
- |
5 |
63,7 |
- |
-60…125 |
10-600 |
73,5 |
|
Переменный резистор СП3-19б |
1 |
1 |
7 |
63,37 |
- |
-60…125 |
- |
- |
|
Подстроенный резистор СП3-19б |
4 |
1 |
7 |
63,37 |
- |
-60…125 |
- |
- |
При выборе элементной базы, представленной в таблице 1, учтены все требуемые параметры и условия.
В зависимости от условий эксплуатации, метода изготовления печатных плат, степени автоматизации монтажа выбираются конкретные варианты установки навесных элементов в соответствии с ОСТ 4.ГО.010.030-81. Исходя из технического задания и пункта 1 следует, что разрабатываемый печатный узел, устанавливается в стационарной аппаратуре. Таким образом, выбор варианта установки элементов на печатной плате должен обеспечивать как можно меньшую установочную площадь элемента на плате и высоую механическую прочность.
Установочные размеры для элементов с осевыми выводами определяются по таблице 2.
Размеры самих элементов приведены на рисунках 2 –13.
Таблица 2
|
Длина корпуса L(свыше и до включительно) |
Установочный размер при шаге координатной сетки 2,5мм | |
|
резистор, конденсатор |
полупроводниковый прибор | |
|
до 6 |
до 3 |
10 |
|
6,0-8,5 |
3,0-4,0 |
12,5 |
|
8,5-11 |
4,0-6,5 |
15 |
|
11-13,5 |
6,5-9 |
17,5 |
|
13,5-16 |
9-11,5 |
20 |
|
16-18,5 |
11,5-14 |
22,5 |
Далее представлено обоснование выбора элементной базы и определены варианты установки для каждого вида элементов и разметка места установки на плате.
В качестве диодного моста VD1-2 предлагается использовать КЦ410А, выбранный, прежде всего, по электрическим и массогабаритным показателям. Он имеет малые габариты по сравнению с другими типами мостов. Вариант установки для него VIIIа (рисунок 2).
Рисунок 2
В качестве диода VD5 возможно использование любого маломощного диода (например, КД103, КД109, КД202 и т.д.), поэтому при выборе типа диода КД103А, прежде всего, учитываются габариты и показатели надежности (интенсивность отказов). Вариант установки – Iа(рисунок 3).
Рисунок 3
При выборе стабилитрона, главным образом, учитывалось напряжение стабилизации. При этом данный стабилитрон КС213Б2 удовлетворяет и остальным требованиям. Вариант установки – Iа(рисунок 4).
Рисунок 4
Выбор транзисторов обусловлен, прежде всего, электрическими параметрами. При этом он отвечает всем предъявляемым требованиям. Вариант установки для транзистора – Vб (рисунок 5). В качестве прокладки тоже используется прокладка из картона прокладочного А-1 ГОСТ 9347-74. Формовка выводов для транзистора VT1 показана на рисунке 5а для транзистора VT2 на рисунке 5б для транзистора VT3 рисунок 5в.
Рисунок 5а
Рисунок 5б
Рисунок 5в
При выборе тиристора, главным образом, учитывалось рабочее напряжение 50 В и напряжение открытия 2,5 В. При этом данный стабилитрон КУ240Б удовлетворяет и остальным требованиям. Вариант установки показан на рисунке 6.
Рисунок 6
Светодиод HL1 служит индикатором работы.
Требования к диодам:
цвет свечения – красный для HL1;
прямой ток – не менее 10мА.
Из экономических соображений выбираем в качестве HL1 светодиод АЛ307БМ (рисунок 7).
Их параметры:
прямой ток 10…60мА;
диапазон рабочих температур -60…700С.
Используем вариант установки II.в.
Рисунок 7
При подборе конденсаторов выбор достаточно велик, практически все они удовлетворяют климатическим и механическим требованиям , и поэтому особую роль играют массогабаритные и электрические параметры(отклонение номинала, рабочее напряжение и т.д.), а так же показатели надежности. По этим критериям и подобраны типы К50-35 и К50-20. При установке конденсатора К50-20 в качестве прокладки тоже используется прокладка из картона прокладочного А-1 ГОСТ 9347-74 и дополнительно приклеивается.
Вариант установки для К50-35 Iа, (рисунок 8), для К50-20 (рисунок 9)
Габаритные параметры для конденсаторов С1,С2,С3 приведены в таблице 3.
Таблица 3
|
Конденсатор |
D мм |
H мм |
A мм |
d мм |
m г |
Рисунок |
|
C1 |
26 |
60 |
10 |
0,8 |
45 |
8 |
|
C2 |
18 |
40 |
7,5 |
0,8 |
20 |
7 |
|
C3 |
18 |
40 |
7,5 |
0,8 |
20 |
7 |
Рисунок 8
Рисунок 9
Выбор резисторов (как постоянных, так и подстроечного) аналогичен выбору конденсаторов. Здесь так же выбор широк и на первое место выходят габариты и показатели надежности. Выбранные резисторы С-2-33 и СП3-19б наиболее удачно подходят по этим показателям. Варианты установки для резисторов С-2-33 – Iа (рисунок 10), а для СП3-19б – IIв (рисунок 11).
Рисунок 10
На рисунке 10 показаны варианты установки для постоянных резисторов на 0,125 Вт (рисунок 10а) на 0,25 Вт (рисунок 10б) и на 0,5 Вт (рисунок 10в).
На рисунке 11 показан вариант установки подстроечных резисторов мощностью 0,125 Вт.
Рисунок 11
Выбор терморезистора, прежде всего, обусловлен его номинальным сопротивлением габаритными размерами и условиями эксплуатации терморезистор КМТ10 подходит по всем параметрам вариант установки показан на рисунке 12
Рисунок 12
Выбор микросхем:
Аналоговый перемножитель является одним из основных элементов схемы, и его выбор обусловлен всеми предъявляемыми требованиями. Вариант установки – VIIIб (рисунок 13). В качестве прокладки тоже используется прокладка из картона прокладочного А-1 ГОСТ 9347-74. Вывода микросхемы имеют следующее назначение: 2-6 – балансировка; 3 – вход инвертирующий; 4 – вход не инвертирующий; 5 – напряжение питания Uп; 8-напряжение питания +Uп; 7 – выход;
Рисунок 13
Выбор операционного усилителя, прежде всего, обусловлен техническим заданием и массогабаритными параметрами. Операционный усилитель 140УД23 соответствует всем показателям. Вариант установки 301.8-2 в соответствии с ГОСТ17467-79 показан на рисунке 14. При установке в качестве прокладки используется прокладка из картона прокладочного А-1 ГОСТ 9347-74, приклеивается на клей.
Вывода микросхемы имеют следующее назначение: 2-6 – балансировка; 3 – вход инвертирующий; 4 – вход не инвертирующий; 5 – напряжение питания Uп; 8-напряжение питания +Uп; 7 – выход; Функциональный аналог LF157.
Рисунок 14
В качестве понижающего трансформатора используем трансформатор ТПП209 - 127/220 – 50 номинальной мощностью 1,6 ВА. Напряжение на вторичной обмотки на выводах 15-16 20 В на выводах 17-18 14 В.
Массогабаритные параметры; магнитопровод ШЛ 12х16, масса 365 г. Установочный размер 25 мм максимальные габариты высота 56 мм, ширина 52 мм, толщина 52 мм. Данный трансформатор превышает допустимый установочный вес поэтому его вынесем за пределы печатной платы.