Потребляемая мощность разрабатываемого устройства будет равна сумме мощностей потребляемых его элементами. Значения потребляемой мощности на основе справочных данных для каждого элемента определяем по формулам 10 и 11.
Данные по элементам и рассчитанная мощность сведены в таблицу 13.
Таблица 13. Данные по элементам
Наименование элемента | Напряжение питания Uпит, В | Потребляемый ток Iпот, мА | Потребляемая мощность Pпот, Вт |
Микроcхемы | |||
К555АП5 | 5 | 54 | 0,27 |
К555АП6 | 5 | 95 | 0,475 |
К555ИР23 | 5 | 45 | 0,225 |
К555КП11 | 5 | 14,5 | 0,07 |
К555ЛА13 | 5 | 12 | 0,06 |
К555ЛН3 | 5 | 6,6 | 0,033 |
К572ПА1А | 15 | 2 | 0,03 |
К574УД2А | 15 | 5 | 0,45 |
КР580ВВ55А | 5 | 120 | 0,6 |
Резисторы | |||
С2-33H | - | - | 0,5 |
Транзисторы | |||
КТ361Г | 0,4 | 50 | 0,02 |
КТ805АМ | 2,5 | 5000 | 12,5 |
КТ814Б | 0,6 | 1500 | 0,9 |
КТ972А | 1,5 | 4000 | 6 |
КТ973А | 1,5 | 4000 | 6 |
∑ = 28,133
Формула расчета потребляемой мощности:
. (10)
Для транзисторов: . (11)
|
|
Так как потребляемая мощность схемы равна 28,133 Вт, можно сделать заключение, что программатор микроконтроллеров и микросхем памяти достаточно мощное устройство, что позволяет уменьшить сбои во время программирования.
Расчёт надёжности.
Надежность – это свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в допустимых пределах, соответствующих принятым режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования.
Эксплуатационная надёжность аппаратуру зависит в основном от качества разрабатываемой конструкции аппаратуры, качество в использующих в аппаратуре комплектующих изделий и уровня технологического процесса изготовляемой аппаратуры. Ответственность за качество серийно-выпускаемой аппаратуры несёт изготовитель, независимо от причин её отказов. Поэтому изготовители РЗА при выборе производственного процесса должен учесть значение нескольких параметров характеризующих надёжность изделия.
При расчёте надёжности определяются основные показатели надёжности: суммарная интенсивность отказов, наработка на отказ, вероятность безотказной работы, средняя наработка на отказ.
Для оценки надежности используется следующие количественные показатели:
1) Суммарная интенсивность отказов λ(m) рассчитывается по формуле 12.
λ = ∑ λi (12)
где λi – интенсивность отказов каждого элемента, рассчитывается по формуле 13.
λi=λ0*а1*а2*а3* …*аn (13)
|
|
где λi – интенсивность отказов при нормальных условиях;
а1, а2, а3 – коэффициент воздействующих факторов.
Обычно при расчёте надежности используются три коэффициента:
а1 – электрический коэффициент нагрузки;
а2– коэффициент эксплуатации;
а3 – температурный коэффициент;
Электрический коэффициент нагрузки для каждого элемента рассчитывается по формулам 14, 15, 16.
Для резисторов:
а2 = Рраб./ Рном. (14)
где Рраб.- мощность, потребляемая в рабочем режиме;
Рном.- номинальная потребляемая мощность;
Для конденсаторов:
а2 = Uраб./Uном. (15)
где Uраб. – рабочее напряжение конденсатора;
Uном. – номинальное напряжение конденсатора.
Для микросхем:
а2 = Краз. раб./Краз. ном. (16)
где Краз. раб – коэффициент разветвления рабочий;
Краз. ном – номинальный коэффициент разветвления.
Для нашего случая будет равняться 30-50.
2) Вероятность безотказной работы P(t)-это вероятность того, что в заданном промежутке времени не произойдет ни одного отказа. Вероятность безотказной работы это вероятность того, что в заданный интервал времени не произойдёт ни одного отказа и определяется по формуле 17.
P(t)=e-λt (17)
где е – основание натурального логарифма;
λ – суммарная интенсивность отказов;
t – время работы блока;
Результаты расчёта надёжности для каждого элемента схемы приведены в таблице 14.
Таблица 1.2.1. Расчёт надёжности
Тип и наименование | Интенсивность отказов (*10/час) | Коэффициент нагрузки | Температурный коэффициент | Количество элементов | Интенсивность отказов (*0,000001) |
Микросхема К555АП5 | 0,2 | 0,2 | 0,1 | 1 | 0,004 |
Микросхема К555АП6 | 0,2 | 0,2 | 0,1 | 1 | 0,004 |
Микросхема К555ИР23 | 0,2 | 0,2 | 0,1 | 1 | 0,004 |
Микросхема К555КП11 | 0,2 | 0,2 | 0,1 | 2 | 0,008 |
Микросхема К555ЛА13 | 0,2 | 0,2 | 0,1 | 2 | 0,008 |
Микросхема К555ЛН3 | 0,2 | 0,2 | 0,1 | 12 | 0,048 |
Микросхема К572ПА1 | 0,2 | 0,2 | 0,1 | 4 | 0,016 |
Микросхема К574УД2 | 0,2 | 0,2 | 0,1 | 2 | 0,008 |
Микросхема КР580ВВ55А | 0,2 | 0,2 | 0,1 | 4 | 0,016 |
Конденсаторы КМ | 0,1 | 0,2 | 0,2 | 34 | 0,136 |
Резисторы С2-33Н | 0,2 | 0,2 | 0,1 | 103 | 0,412 |
Разъемы | 0,001 | 1 | 1 | 2 | 0,001 |
Пайка | 0,0001 | 1 | 1 | 780 | 0,0185 |
Плата | 0,85 | 1,2 | 1 | 1 | 0,85 |
ИТОГО 1,5335 |
С учетом воздействия внешних условий (К=150) суммарная интенсивность отказов составляет:
λt = 0,000230025
Среднее время безотказной работы (наработка на отказ) составляет:
Т=7491 ч.
Данные для построения графика зависимости безотказной работы от времени Р(t):
при t=1000 P(t)=0.8758
при t=2000 P(t)=0.7670
при t=3000 P(t)=0.6717
при t=4000 P(t)=0.6065
при t=5000 P(t)=0.5153
при t=6000 P(t)=0.4513
при t=7000 P(t)=0.3952
при t=8000 P(t)=0.3461
при t=9000 P(t)=0.3031
при t=10000 P(t)=0.2655
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ