Домашнє завдання

Экономика

Рекомендуемый библиографический список

1. Курс экономической теории /Под ред. М.Н. Чепурина. - Киров: «АСА», 2005.

2. Экономическая теория /Под ред. В.Д. Камаева. - М.: Гуманит.изд.центр ВЛАДОС, 2004.

3. Макконнелл К.Р., Брю С.Л. Экономикс: Принципы, проблемы и политика. В 2 т. - М.: Республика, 1992.

4. Хейне Пол. Экономический образ мышления. - М.: Изд-во "Новости", 1991.

5. Абрамова М.А., Александрова Л.С. Экономическая теория. - М.: Юриспруденция, 2001.

6. Добрынин А.И., Салов А.И. Экономика. - М.: Юрайт-М, 2002.

7. Экономическая теория /Под ред. Н.И.Базылева, С.П.Гурко. - Минск: ИП "Экоперспектива", 1997.

8. Гребнев Л.С., Нуреев Р.М. Экономика. Курс основ. - М.: Вита-Пресс, 2000.

9. Гайгер Ливунд Т. Макроэкономическая теория и переходная экономика. - М.: "ИНФРА-М", 1996.

10.Сербиновский Б.Ю., Водолазский А.А., Бакланова Н.А. Лекции по экономике. Общая экономическая теория. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2000.

11.Бакланова Н.А., Водолазский А.А. Экономическая теория. - Новочеркасск, ЮРГТУ, 2004.

12.Практическое пособие к семинарским занятиям по экономической теории /Под ред. В.Д. Камаева. - М.: ВЛАДОС, 1999.

13.Фишер С., Дорнбуш Р., Шмалензи Р. Экономика. - М.: Дело ЛТД, 1993.

Учебно-теоретическое издание

Водолазский Анатолий Арсентьевич,

Худякова Виктория Павловна

Лекции для студентов-заочников

Компьютерный набор К.Г. Чемберян, графики Я.П. Мищенко

______________________________________________________

Редактор А.А. Галикян

______________________________________________________

Темплан 2005г. Подписано в печать 25.07.2005.

Формат 60х84 1/16. Бумага офсетная

Печать оперативная. Печ.л. 7,5. Уч.-изд.л. 7,21.

Тираж 200. Заказ

_______________________________________________________

Южно-Российский государственный технический университет

Редакционно-издательский отдел ЮРГТУ

Центр оперативной полиграфии ЮРГТУ (НПИ)

Адрес университета и центра оперативной полиграфии:

346426. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132.

з курсу: "Основи констуювання засобів вимірювальної техніки"

на тему:" Зарядное устройство для мобильного телефона "

Студента ____ 4_ курсу __348____ групи

Напряму підготовки____ 6.051001 ______________

спеціальності_______________________

Юрьев Денис Александрович ____________

Керівник Сухобрус Анатолий Андреевич

Національна шкала ________

Кількість балів: _____

Оцінка: ECTS _____

Члени комісії _______ _______________

_{(підпис) (прізвище та ініціали)}

_______ _______________

_{(підпис) (прізвище та ініціали)}

м. Харків – 2014 рік

РЕФЕРАТ

Расчетно-пояснительная записка содержит 21 страницу машинописного текста, 4 рисунка, 1 таблицу, перечень использованной литературы.

Объект исследования: зарядное устройство для мобильного телефона.

Область применения: исследуемый объект предназначен для зарядки батарей мобильного телефона в условиях присутствия электричества, так данное устройство не сможет зарядить батарею мобильного телефона если нет питания.

Цель исследования: разработать и провести анализ работы устройства в различных условиях эксплуатации, провести расчет на прочность и жесткость.

ВИБРАЦИЯ, ЖЕСТКОСТЬ, МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ, НАВЕСНОЙ ЭЛЕМЕНТ, ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА, ПРОЧНОСТЬ, ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО, ТЕПЛОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………….............3

1. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА..……………....4

2. КОНСТРУКЦИЯ ПРИБОРА..……………………………………………..5

3. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ВЫВОДОВ НАВЕСНОГО ЭЛЕМЕНТА....6

3.1. Выбор математической модели ………………………………….....6

3.2. Расчет динамической прочности выводов навесного элемента....7

3.3.Расчет статической прочности выводов навесного элемента …...9

4. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ..……………………11

5. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ……………………………………………….…...15

6. ВЫВОД…………………………………………………………………..…19

ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.……………………….....20

ПРИЛОЖЕНИЯ: Сборочный чертеж

Спецификация

ВВЕДЕНИЕ

В современном мире мы буквально окружены различной техникой и с минуты на минуту ожидаем восстания машин. Однако, большинство машин являются работоспособными лишь некоторое время, а потом им требуется подзарядка, а со временем без нее их уже невозможно даже запустить, начиная от мобильных телефонов, домашних газонокосилок и мопедов и заканчивая малыми судами и домами на колесах. Конечно, немногие обладают вышеперечисленными предметами роскоши, однако, севший аккумулятор в телефоне, автомобиле или скутере – проблема, знакомая многим. Решение ее кроется не только в помощи соседа по стоянке, но и в приобретении собственного пуско-зарядного устройства. На современном рынке выбор устройств широк и многообразен, важно выбрать индивидуально подходящее по габаритам, качеству и параметрам.

Приборы подвержены различным воздействиям, до половины всех отказов вызваны механическими воздействиями, которые ухудшают точность и другие параметры. Это требует принятия мер по защите оборудования от вибраций, линейных и ударных перегрузок.

Данная работа посвящена вопросам проектированного печатного узла в условиях действия механических факторов. Была описана методика и последовательность расчета выводов элементов на статическую и вибрационную прочность и печатных узлов на прочность и жесткость. Разработана конструкция крепления печатной платы к корпусу прибора.

1 УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЗАРЯДНОГО устройства МОБИЛЬНОГО ТЕЛЕФОНА

Рассмотрим устройство и принцип действия зарядного устройства, которое предназначено для зарядки батарей мобильного телефона в условиях присутствия электричества.Схема зарядного устройства будет выглядеть так Рисунок - 1 Схема электрическая принципиальная. Теперь более подробно остановимся на элементах схемы: Вставка плавкая RF1 позволяет защитить схему от короткого замыкания. Индуктивности L1 и L2 вместе с конденсаторами С1 и С2 образуют надежный и недорогой фильтр для уменьшения ЭМИ. Фазирование обмоток трансформатора Т1 и диод D7 не позволяют течь току во вторичной обмотке в то время, когда силовой MOSFET транзистор микросхемы U1 находится в открытом состоянии. При этом ток, который течет в первичной обмотке запасает энергию в сердечнике Т1. Когда силовой транзистор в U1 запирается – энергия, запасенная в T1 преобразуется в ток вторичной обмотки, который проходя через D1 заряжает емкость С7, поддерживая напряжение на выходе. Цепочка RDC: С3, D5, R1 и R2 – ограничивает напряжение обратного хода через первичную обмотку в то время, когда силовой транзистор в микросхеме U1 запирается. Обмотка смещения обеспечивает управление микросхемой U1 через специальную ножку C микросхемы U1 (CONTROL pin). В режиме CV ток на выходе контролируется фототранзистором оптопары U2. При запуске микросхемы и в режиме СС, когда оптопара отключена – обратную связь обеспечивает резистор R5. Диод D6 включенный в обмотку смещения выпрямляет ток, делая его пригодным для питания оптопары. Обмотка смещения вместе с дополнительной экранной обмоткой снижают уровень ЭМС. Конденсатор С6 включен на ножку C (Control pin) микросхемы, он запасает энергию и питает микросхему при запуске. Кроме этого он определяет время перезапуска в режиме “рестарт”. Еще конденсатор служит для снятия высокочастотных шумов с ножки С и если нужно обеспечивает – затвор стабильным током управления. Напряжения падающие на VR1, R7 и на светодиоде U2 – определяют выходное напряжение схемы. Резистор R8 обеспечивает ток смещения для VR1.Выходное напряжение может быть настроено более точно путем подбора резисторов R7 и R8. Рассмотрим особенности этого решения: - Высокая частота преобразования (42 кГц) позволяет использовать трансформатор с меньшими габаритами, и стоимостью. - В режиме холостого хода при входном напряжении 230 В. Благодаря встроенной системе энергопотребления EcoSmart схема потребляет <300 мВт. - Максимально простая схема – весть источник насчитывает всего 26 компонентов. - Максимальная нестабильность напряжения на выходе - +/- 5%. - Дополнительные встроенные в микросхему функции – защита от короткого замыкания, от разрыва в цепи нагрузки, от перегрева микросхемы. - КПД более 70%. Типичное применение такой схемы: зарядные устройства для сотовых телефонов, КПК, портативных аудио устройств, адаптеры для электробритв, различные домашние маломощные источники питания.

2 КОНСТРУКЦИЯ ПРИБОРА

Разработанная конструкция зарядного устройства состоит из одного печатного узла и эргономичного переносного корпуса. В современной электронной аппаратуре печатная плата является основной несущей конструкцией, наиболее нагруженной и наиболее ответственной за работоспособность всего изделия в целом. Навесные элементы расположены параллельно плоскости платы, что придало ей требуемую жесткость. Радиоэлементы, обладающие наибольшей массой, установлены на печатную плату вплотную, и количество выводов у них способствует достаточно прочному и устойчивому креплению. Часть используемых элементов крепятся на печатную плату на нагруженных выводах. Элементы, установленные на плату на частично нагруженных выводах, менее уязвимы, чем элементы на нагруженных выводах.

Печатная плата выполнена из стеклотекстолита СФ-1-50, так как стеклотекстолит обладает высокой механической прочностью, низким водопоглощением, высокой химической стойкостью, отличными диэлектрическими характеристиками и долговечностью. Стеклотекстолит превосходит текстолит по механическим свойствам, теплостойкости, стойкости к действию агрессивных сред и практически не ухудшает своих свойств при эксплуатации в течение 20 лет и более. Печатные платы имеют небольшую массу.

Первая печатная плата крепится к стойкам корпуса двумя винтами, с установленными на ней ЭРЭ. ЭРЭ соединены с печатной платой пайкой, что обеспечивает надежность электрических контактов. Габаритные размеры печатной платы определяются в первую очередь характером применяемых элементов и плотностью их размещения. Использование микросхем способствует переходу не только к малой массе и размеру, но и к микротоку, а, следовательно, и к небольшому выделению тепла.

При разработке ПП микропроцессорной системы были рассмотрены несколько вариантов расположения элементов. Учитывая основные критерии был выбран наиболее оптимальный вариант. Главным критерием наилучшего решения служит правило двух минимумов: минимум пересечений и минимум длины связей. На основе этого правила и было выбрано такое расположение элементов, что позволило значительно сократить длину печатного монтажа, при этом сохранив необходимое расстояние между элементами и токопроводящими дорожками.

Элементы на печатной плате располагаются в соответствии с электрической схемой согласно технологическим требованиям.

Материал корпуса - АВS-пластик, который обеспечивает достаточную прочность, обладает стойкостью к действию агрессивных сред, влаги, долговечностью использования. Пластик не подвержен эффекту коррозии, не требует дополнительного покрытия, не требует технологического обслуживания и удобен в использовании. Является экологически чистым, имеет низкий вес, при этом имеет невысокую стоимость. Толщина стенок крышки и корпуса выбрана из технологических условий достаточна для обеспечения нормальной работы прибора согласно требованиям прочности и жесткости. В результате разработан корпус состоящий из двух крышек, которые крепятся к основанию. Основание обеспечивает надежное крепление двух крышек.

Корпус имеет удобный и современный дизайн.

3 РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ВЫВОДОВ НАВЕСНОГО ЭЛЕМЕНТА

3.1 ВЫБОР МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ

Радиоэлементы, обладающие наибольшей массой, установлены на печатную плату вплотную, и количество выводов у них способствует достаточно прочному и устойчивому креплению. Элементы, установленные на плату на частично нагруженных выводах, менее уязвимы, чем элементы на нагруженных выводах. Таким образом, рассчитывать на прочность будем выводы навесного элемента, который установлен на плату на нагруженных выводах. Таким является резистор R1-4.

Реальный элемент (рисунок 3.1) при расчете на прочность заменяется математической моделью, вид которой зависит от типа радиоэлемента и способа его крепления. В качестве расчетной модели навесного элемента, закрепленного на выводах, принимаем прямоугольную раму с защемленными краями и сосредоточенной массой (рисунок 3.2).

Рисунок 3.1 – Установка реального элемента на ПП

Рисунок 3.2 – Математическая модель

3.2 РАСЧЕТ НА ДИНАМИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ ВЫВОДОВ НАВЕСНОГО ЭЛЕМЕНТА

Реальный элемент, а именно резистор R1-4 с параметрами:

L = 10 мм

D =6 мм

h =4,5 мм

d = 0,8 ± 0,1 мм

Выводы выполнены из холоднокатаной медной проволоки, для которой σ_в=400 МПа, σ_-1=100 МПа, Е=1,23*10⁵ МПа (1,23*10¹¹ Н/м²)

Определяем собственную частоту колебаний математической модели.

Для математической модели в виде упругой рамы в случае действия силы перпендикулярно оси навесного элемента и плоскости печатной платы, формула для расчета собственной частоты колебаний f₀ будет иметь вид:

,

где Е - модуль упругости материала выводов;

I – осевой момент инерции поперечного сечения вывода:

d – диаметр вывода, м;

- длина вывода от точки изгиба до радиоэлемента:

;

k - коэффициент, вычисляемый по формуле:

Определяем частотное отношение по формуле:

В дорезонансной зоне, когда , инерционная сила P_и,действующая на элемент, определяется как:

,

где g – ускорение свободного падения;

= 20 –вибрационная перегрузка.

Определяем изгибающие моменты в точках расчетной модели, где их значение наибольшее. Для данного случая изгибающие моменты максимальны в точках А и D и определяются по формуле:

В этих точках изгибающие моменты создают напряжения:

а) изгибающие напряжения, определяемые по формуле:

,

где - осевой момент сопротивления поперечного сечения вывода:

- площадь поперечного сечения вывода:

Эквивалентное напряжение в сечении при действии указанных напряжений определяется как:

,

где

Согласно условию прочности эквивалентное напряжение не должно превышать величины допускаемого напряжения для материала

.

Допускаемое напряжение в условиях действия знакопеременных нагрузок рассчитаем из выражения:

,

где - предел усталости – предельное напряжение, которое может выдержать испытуемый образец без разрушения за заданное количество циклов колебаний;

n- коэффициент запаса прочности, равный 1,8…2;

- эффективный коэффициент концентрации напряжений, равный 1.0…1.2

Условие прочности:

;

9,5≤41,7;

Условие выполняется, поэтому указанный способ крепления резистора соответствует характеру и величине приложенных усилий, из условий динамической прочности.

3.3 РАСЧЕТ НА СТАТИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ ВЫВОДОВ НАВЕСНОГО ЭЛЕМЕНТА

Предполагается, что на элемент одновременно воздействуют линейные, ударные и вибрационные нагрузки, тогда инерционная сила, приложенная к элементу, составит:

,

где

n_л = 15– линейная перегрузка;

n_уд = 100 – ударная перегрузка;

n_в = 20 – вибрационная перегрузка.

Для полученного значения инерционной силы, ведем расчет, аналогичный расчету на динамическую прочность выводов навесного элемента.

Определяем изгибающие моменты в точках расчетной модели, где их значение наибольшее. Для данного случая изгибающие моменты максимальны в точках В и С и определяются по формуле:

В этих точках изгибающие моменты создают напряжения:

а) изгибающие напряжения, определяемые по формуле:

,

Эквивалентное напряжение в сечении при действии указанных напряжений определяется как:

.

Согласно условию прочности эквивалентное напряжение не должно превышать величины допускаемого напряжения для материала:

.

Из условия статической прочности допускаемое напряжение равно:

, где

- предел прочности материала вывода элемента;

n- коэффициент запаса прочности, равный 3…5;

Условие прочности выполняется, т.к:

5,35≤100

Условие динамической и статической прочности выполняются, следовательно, примененный способ крепления обеспечивает работоспособность радиоэлемента в заданных условиях эксплуатации.

Дата добавления: 2014-12-27