Размещено на http://www.allbest.ru/

Санкт-Петербургское государственное бюджетное

профессиональное образовательное учреждение

Радиотехнический колледж

Выпускная квалификационная работа

Тема работы: «Изготовление и проверка режимов работы двухтактного, мостового утроителя напряжения»

Группа 423

выполнил учащийся: Фиактистов Игорь Ярославович

Преподаватель С.П. Дмитриев /

Санкт-Петербург 2016 г.



Содержание

Введение

1. Схема электрическая принципиальная

1.1 Описание элементов, входящих в схему

1.1.1 Конденсаторы

1.1.2 Диоды

2. Сборка и проверка работы устройства

3. Охрана труда

Используемая литература



Введение

Темой моей выпускной квалификационной работы является: «Изготовление и проверка режимов работы двухтактного, мостового утроителя напряжения». Данное устройство может быть использовано в качестве источника вторичного электропитания для различных радиоэлектронных устройств.

Применение указанного умножителя напряжения целесообразно при отсутствии трансформатора питания, обеспечивающего необходимое значение выходного напряжения, или в других случаях, когда необходимо получить достаточно высокое выходное, постоянное напряжение.

Технические характеристики:

· Входное напряжение: 20-2000 В переменного тока

· Номинальный ток нагрузки 50мА

· Выходное напряжение 60 - 6000 В постоянного тока



1. Схема электрическая принципиальная

Диодно-емкостной, мостовой, двухтактный, выпрямитель-умножитель напряжения.

На приведенном выше рисунке изображена принципиальная схема выпрямителя-умножителя напряжения. Схема работает следующим образом: при положительной полуволне на верхней шине (условно), образуется две зарядных цепи: диод D1- емкость С3 и диод D7- емкость С2, которые заряжаются до амплитудного значения входного сигнала. В следующий полупериод (отрицательная полуволна на верхней шине) снова образуется две зарядных цепи: диод D5 - емкость С4 и диод D3 - емкость С1, которые также заряжаются до амплитудного значения входного сигнала. После проведения первых циклов зарядов емкостей, напряжения двух диагональных плеч моста суммируются с источником входного напряжения, не зависимо от фазы приходящего сигнала. На выходе получаем утроенное напряжение источника входного сигнала с удвоенной частотой пульсаций (как в мостовой схеме Гретца). Диоды D2, D4, D6, D8, предназначены для полной развязки зарядных цепей и обеспечения их независимой работы. Аналогичным образом можно строить многофазные системы выпрямления-умножения напряжения. Основной особенностью предлагаемой схемы является её простота, высокий КПД и достаточно высокие показатели качества выходного напряжения. К недостаткам следует отнести протекание постоянного тока нагрузки через обмотку источника входного сигнала, однако данный недостаток не следует преувеличивать, поскольку существуют способы борьбы с данным явлением.

2.1 Описание элементов входящих в схему

2.1.1 Диоды

Полупроводниковый диод -- это полупроводниковый прибор с одним выпрямляющим электрическим переходом и двумя выводами, в котором используется то или иное свойство электрического перехода (незначительная коррекция данного определения может понадобиться лишь для очень узкого круга приборов, например, для некоторых диодов СВЧ и прецизионных стабилитронов).

К противоположным областям выпрямляющего электрического перехода привариваются или припаиваются металлические выводы, и вся система заключается в металлический, металлокерамический, стеклянный или пластмассовый корпус. Область полупроводникового кристалла диода, имеющая более высокую концентрацию примесей (следовательно, и основных носителей заряда), называется эмиттером, а другая, с меньшей концентрацией, -- базой. По аналогии с электровакуумными диодами, ту сторону диода, к которой при прямом включении подключается отрицательный полюс источника питания, часто называют катодом, а другую -- анодом.

По конструктивному исполнению полупроводниковые диоды делятся на плоскостные и точечные, а по технологии изготовления на сплавные, диффузионные и эпитаксиальные (следует понимать, что существует множество разных подвидов этих технологий). В плоскостных диодах электрический переход имеет линейные размеры значительно большие толщины самого перехода. К точечным относят диоды, у которых размеры электрического перехода, определяющие его площадь, меньше толщины области объемного заряда. Такой диод образуется, например, в месте контакта небольшой пластины полупроводника и острия металлической пружины (точечно-контактные диоды).

На приведенном рисунке показаны условные обозначения некоторых видов полупроводниковых диодов.

2.1.2 Конденсаторы

Конденсатор является пассивным электронным компонентом. В простейшем варианте конструкция состоит из двух электродов в форме пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок.

Электролитические конденсаторы - конденсаторы, которые в качестве диэлектрика используют тонкую оксидную пленку, нанесенную на поверхность одного из электродов (металлического) -- анода, а в роли второго электрода -- катода -- выступает электролит. Главная особенность электролитических конденсаторов состоит в том, что они, по сравнению с другими типами конденсаторов, обладают большой ёмкостью при достаточно небольших габаритах, кроме того, они являются полярными электрическими накопителями, иначе говоря, должны включаться в электрическую цепь с соблюдением полярности. Существуют и "неполярные" электролитические конденсаторы, но при равной ёмкости их габариты больше (как и цена).

напряжение конденсатор радиоэлектронный



На рисунке и фотографии, приведенных выше, показаны условное обозначение и внешний вид электролитических конденсаторов.



3. Сборка и проверка работы устройства

Устройство собрано на плате печатного монтажа (ППМ), изготовленной механическим способом, заключающемся в устранении лишних токопроводящих соединений с помощью резака. Подобная конструкция (способ изготовления ППМ) позволяет обойтись без применения химических или электрохимических процедур, что позволяет производить работу в домашних условиях.

Кроме преимуществ, указанных выше, подобная конструкция ППМ, обладает повышенной механической прочностью, обусловленной большой площадью контактных дорожек.

Сборке устройства предшествовало два основных этапа:

1. Изучение принципиальной схемы

2. Подбор необходимых радиоэлементов

Монтаж устройства

· Все входящие в схему компоненты смонтированы на печатной плате методом пайки;

· Использовался паяльник мощностью 25Вт;

· Не использовался активный флюс, вместо этого применялся индикаторный флюс-гель ТТ;

· Использовался припой марки ПОС-61, состав: олово 61%, свинец 59%, рабочая температура 190єС;

· Для предотвращения отслаивания токопроводящих дорожек и перегрева элементов, время пайки одного контакта не превышало 2-Зс;

· Для предотвращения перегрева полупроводниковых элементов, таких диоды, во время пайки использовался теплоотвод;

· По окончании пайки плата промылась от остатков флюса спирто-бензиновым раствором.

Методика проведения проверки устройства.

На приведенном выше рисунке изображена блок-схема стенда для проведения упрощенных испытаний предлагаемого устройства:

· А1, А2 - амперметры (миллиамперметры);

· V1, V2 - вольтметры;

· Входное напряжение от 20 до 300 вольт переменного тока с частотой от 50 Гц до 10 кГц.

· Rн - реостат сопротивлением около 5000 Ом, способный рассеивать требуемую мощность (ток нагрузки до 100мА);

· К точкам 1, 2 можно подсоединить соответствующий емкостной фильтр, соблюдая при этом полярность емкостного фильтра и полярность выходного напряжения.

Испытания сводятся к определению следующих, основных параметров устройства:

· Определение тока холостого хода - I0 и мощности - Р0, потребляемой устройством в режиме холостого хода (нагрузка - Rн должна быть отключена), которые определяются по показаниям приборов на входе устройства.

· Определение основных показателей качества устройства при заданных токах нагрузки (в предлагаемом макете максимальный ток нагрузки 50 мА).

Сравнительные характеристики определяются методом замены макета на любое другое устройство, обеспечивающее требуемые характеристики выходного напряжения и тока.

Для проведения корректных сравнительных испытаний необходимо чтобы параметры выходного емкостного фильтра были одинаковы. Результаты испытаний заносятся в таблицу.

В предлагаемом макете отсутствуют проблемы связанные с электромагнитной совместимостью (ЭМС) РЭС, обусловленные наличием ключевых силовых элементов и переносом спектра в более высокочастотную область частот.



4. Охрана труда

Охрана труда -- комплекс мероприятий, обеспечивающих безопасность труда и производственную санитарию.

Средствами достижения безопасности труда являются:

· Обучение безопасным приёмам и методам труда.

· Соблюдение правил производственной санитарии.

· Соблюдение техники безопасности.

При обучении безопасным методам труда проводят инструктажи.

Инструктаж - это ознакомление с инструкцией.

Инструктажи ведутся в специальных журналах. В них указывается вид, дата проведения, перечисляются инструкции и ставятся подписи инструктируемого и инструктирующего.

К санитарным требованиям относят:

· Наличие оборудованных монтажных столов, на которых предусмотрено:

ь Местное освещение;

ь Вытяжка

ь Подводка безопасного напряжения 36 В;

ь Заземляющая пластина

ь Ящики для документации и инструментов;

ь Наличие приточно-вытяжной вентиляции;

ь Наличие понижающих трансформаторов, обеспечивающих изменение напряжения в сети с опасного переменного 220 В на безопасное постоянное 36 В;

· В целях пожарной безопасности , рабочие помещения должны иметь свободные проходы между рабочими местами, не загроможденными используемыми материалами, реактивами и готовой продукцией.

Монтажник должен иметь специальную одежду, не стесняющую движения и не имеющую развевающихся и свисающих концов. На голове следует иметь плотно облегающий головной убор, при этом необходимо убрать под него волосы.

К технике безопасности относят:

· Электробезопасность;

· Пожарнаябезопасность

Электрической безопасностью называется система технических, организационных мероприятий, направленных на защиту работающих от поражения электрическим током.

Средствами защиты от поражения электрическим током являются:

· Электрические провода, ведущие к месту пайки, должны быть изолированы;

· Использование безопасного напряжения 36В;

· Инструмент должен иметь изолированные ручки и целостный корпус;

· Контроль целостности заземления;

· Использование предохранителей в схемах, которые размыкают электрическую цель при аварийных ситуациях, например короткое замыкание.

Пожарной безопасностью называется система технических и организационных мероприятий направленных на защиту работающих и имущество предприятия от пожара.

Меры защиты от пожара при радиомонтажном производстве:

· Соблюдение правил электрической и пожарной безопасности;

· Оснащённость устройств и контроль измерительной аппаратуры размыкающими электрическую цепь предохранителями;

· Герметичность сосудов с легко воспламеняющимися жидкостями (спирто-бензиновыми смесями);

В случае пожарной опасности на предприятии должны быть предусмотрены средства тушения пожара и пожарная сигнализация.



Используемая литература

1. Г.В. Ярочкина, «Радиоэлектронная аппаратура и приборы. Монтаж и регулировка», М., Академия, 2011 г.;

2. В.П. Петров , «Выполнение монтажа и сборки средней сложности и сложных узлов, блоков, приборов радиоэлектронной аппаратуры, аппаратуры проводной связи, элементов узлов импульсной и вычислительной техники», М., Академия, 2013 г.;

3. Л.Н. Гуляева , «Высококвалифицированный монтажник радиоэлектронной аппаратуры» , М., Академия , 2010 г.;

4. Н.Ю. Морозова, «Электротехника и электроника», М., Академия, 2013 г.;

5. Л.В. Журавлева «Радиоэлектроника», М., Академия, 2009 г.;

Интернет-ресурсы

http://www.velleman.eu/products/view/?country=nl&lang=en&id=9031

http://www.go-radio.ru/peremennie-rezistory.html

http://www.platan.ru/cgi-bin/qwery.pl/id=49250

http://paratran.com/2paratran.php?tr=74348

http://alltransistors.com/ru/transistor.php?transistor=25548

http://www.joyta.ru/5974-operacionnyj-usilitel-lm324-primery-primeneniya/

http://www.symmetron.ru/suppliers/keller/flux-gel.shtml

Размещено на Allbest.ru

...