Конструирование устройства плавного пуска, страница 3

Анализ электрических схем проводится для выявления функцио­нальных уз­лов, для определения требований к ЭРЭ и формирования тре­бований к электриче­скому монтажу.

1.3.1.1  Функциональная схема разрабатываемого устройства УПП–105 представ­лена на рисунке 1 ниже.

Рисунок 1

1.3.1.2  Фильтр 1 предназначен для подавления помех, возникающих при ра­боте тринистора. Выпрямитель 2 позволяет получать выпрямленное напряжение для работы схемы. Питающее напряжение подаётся на фильтр 1. Дальше оно преобразовывается в постоянное управляемым выпрямителем 2. Это напряжение подаётся на управляемый генератор 3.  С него управляющий импульс подаётся на выпрямитель 2, в цепь которого включено сопротив­ление нагрузки 4 в виде лампы накаливания.

1.3.1.3  Схема данного устройства небольших размеров, и разделение на не­сколько плат нерационально.

1.3.2  Анализ принципиальной электрической схемы

1.3.2.1  Рассмотрим работу УПП по схеме ЭП (УПП КиПР 3.211.001 Э3). Фильтр выполнен на элементах L1 и C1. Диод VD5 предотвращает разрядку кон­денсатора С2 через резистор R2 при открывании трини­стора VS1. Резистор R4 ограничивает ток через конденсатор С3 при замыкании контактов SA1. Через резистор R8 разряжается конденса­тор С4 после выключения устрой­ства. Ток через лампу изменяют подстроечным резистором R5.

1.3.2.2  При замыкании контактов выключателя SA1 начинает заряжаться кон­денса­тор С4. Возникшее падение напряжения на резисторе 9  открывает транзистор VT3, шунтирующий конденсатор C2. Поэтому транзисторы VT1, VT2 открыться не могут, тринистор VS1 закрыт и ток через лампу EL1 не протекает.

1.3.2.3  По мере зарядки конденсатора С4 уменьшается падение напряже­ния на ре­зисторе R9, что приводит к плавному закрыванию транзи­стора VT3, а следовательно, к плавному открыванию тринистора VS1 в течение 2…4 с. В начале каждого полупериода через диод VD5 и резисторы R1, R5 заряжа­ется конденсатор С2. Как только напряже­ние на этом конденсаторе превы­сит падение напряжения на рези­сторе R3, открываются транзисторы VT1, VT2 и конденсатор С2 им­пульсно разряжается через эти транзисторы и управляющий переход тринистора. Накал лампы плавно увеличивается

1.3.2.4  При размыкании контактов SA1 через резисторы R1, R4 и диод VD5 в тече­ние 5…10с заряжается конденсатор C3, поддерживая процесс открыва­ния тринистора VS1. После этого ток через резистор R1 пре­кращается и тринистор VS1 закрывается.

1.3.2.5  Индикация включения УПП осуществляется с помощью светодиода, вмон­тированного в выключатель.

1.3.2.6  Выпрямление сетевого напряжения осуществляется диодным мос­том (КЦ407А).

1.3.2.7  Как видно из электрической схемы, на корпус нужно нанести следую­щие надписи: «Вкл.».

1.3.2.8  К изделиям, располагаемым вне печатной платы, следует отнести только кнопочный выключатель SA1.

Подключение лампы накаливания к УПП осуществляется через малогаба­ритные клеммные колодки.

1.3.2.9  Объёмный монтаж применяется при подаче сигнала от входного разъёма на ПП и для подключения цепи 220 В.

1.3.2.10  Предохранитель монтируется в предохранительную колодку, расположен­ную на передней панели прибора.

1.3.2.11  Так как изделие относится к низкочастотным, то специфических тре­бова­ний к расположению ЭРЭ на печатной плате не предъявля­ется.

1.3.2.12  Монтаж внешних проводников к плате производится пайкой.

1.4  Анализ элементной базы

1.4.1  Определим требования к элементам, типы которых не указаны на принципи­альной исходной схеме.

1.4.2  Основным требованием, которое предъявляется к радиоэлементам в данном устрой­стве, является малые габариты.

1.4.3  Конденсаторы С2 и С3 являются электролитическими и стоят в цепях задаю­щих длительность включения-выключения лампы накаливания. Сле­довательно, выбор допуска на ёмкость конденсатора повлияет только на этот параметр. Можно выбрать К50-35 с допуском –20­ – +50 %, так как они имеют наименьшие габариты при большой ёмкости.

1.4.4  Конденсаторы С1 и С4 неполярные. С1 стоит в фильтре питания, а С4 также влияет на длительность включения лампы накаливания. Конденсатор С1 возьмем типа К71-6 с допуском ±10 %, а С2 – типа К10-28а.

1.4.5  Специальных требований к постоянным резисторам не предъявляется. По­этому их можно взять С2-33.

1.4.6  Подстроечный резистор R5 должен обеспечивать плавную регулировку сопро­тивления, выдерживать вышеуказанные механические и климатиче­ские воздействия. Этим требованиям отвечает резистор СП3-19а.

1.4.7  Предохранитель выберем типа ИМ1.

1.4.8  Клеммные колодки можно применить нескольких типов: CMM5/3, CZZ10/2, CUU10/2, CUU5/2SQ, CZZ 10/2 SQ. Первая цифра в обозначении клеммных колодок после буквенного обозначения означает расстояние ме­жду двумя расположенными рядом друг с другом контактами. Вторая цифра обозначает количество контактов. Последние два типа клеммных ко­лодок имеют горизонтальное расположение контактов под внешние про­водники. Выбираем клеммные колодки типа CUU5/4.

1.4.9  Кнопочный переключатель можно взять следующих типов ПТкл31, ПКн41, П2К, ПКл1 и др.. Требования, предъявляемые к переключателю SA2: малые габариты, способность выдерживать требуемое напряжение и ток, световая индикация. Выберем МПК1с-6В.

1.4.10 Устройство подсоединяется к цепи питания посредством двух проводов, кото­рые зажимаются в клеммной колодке.

1.5 Анализ требований к маркировке

1.5.1 В техническом задании требования к маркировке заданы по ГОСТ Р МЭК 1047-98 и по ГОСТ Р МЭК 1049-98.