Сложные многофункциональные микроконтроллерные зарядные устройства



страница13/21
Дата28.11.2017
Размер1.84 Mb.
ТипРеферат
1   ...   9   10   11   12   13   14   15   16   ...   21

Результаты испытаний


В ходе работы над дипломным проектом был собран макет зарядного устройства и проведены его испытания. Устройство обеспечило требуемый ток 2 А при напряжении 14 В, а также напряжение 1 В при токе 0,014 А. Максимальная потребляемая мощность составила 48,21 Вт. Максимальные колебания выходного напряжения составили ±55 мВ при напряжении питания 10,5 В и выходном напряжении 14 В, тока — 8 мА при тех же условиях. КПД устройства составило от 6% при низкой выходной мощности до 62,8% при средней и высокой выходных мощностях. КПД более 50% достигается уже при 4,5 В выходного напряжения. Более подробная информация приведена на рис. 58.- рис. 62.


Рис. 58. Напряжение на нагрузке при задании выходного напряжения, Uпит=10,5 В.


Рис. 59. Ток в нагрузке при задании выходного тока, Uпит=10,5 В.

Рис.60 . Напряжение на нагрузке при задании выходного напряжения, Uпит=16 В.


Рис. 61. Ток в нагрузке при задании выходного тока, Uпит=16 В.
Блок-схема алгоритма испытаний представлена на рис.62 .

Рис. 62. Блок-схема алгоритма испытаний.


  1. Разработка технологического процесса изготовления зарядного устройства


Изготовление зарядного устройства производится в соответствии с конструкторской документацией, настоящим технологическим процессом и технологическими процессами изготовления отдельных сборочных единиц и деталей, принятыми на предприятии изготовителе.

Разработанное устройство представляет собой функционально законченное изделие, состоящее из следующих элементов: корпус, кнопки управления, экран, разъем питания, выходные разъемы, печатный узел. Конструктивно зарядное устройство выполнено в виде закрытого ящика. На верхней панели расположен экран и кнопки управления, На боковых панелях расположены входной и выходные разъемы. Внутри корпуса расположена печатная плата с установленными компонентами, выполняющая основные функции устройства.IP00 IP11


    1. Выбор и обоснование метода изготовления печатной платы


Исходя из особенностей электрической схемы, элементной базы разрабатываемого устройства и конструктивных характеристик печатной платы согласно ОСТ 4.ГО.054.043 и ОСТ 4.ГО.054.058 для производства печатной платы решено применить следующие методы изготовления: комбинированный (позитивный и негативный), химический, с металлизацией сквозных отверстий.

Комбинированный метод заключается в получении печатной платы методом химического травления с последующей металлизацией монтажных отверстий гальвано-химическим способом. Преимуществом данного метода является возможность одновременного получения печатного монтажа и металлизированных монтажных отверстий. К недостатку можно отмести двукратное воздействие химических реагентов на изоляционное основание в процессах травления, металлизации отверстий, что снижает электрические свойства изоляционного основания платы.



В качестве материала печатной платы был выбран стеклотекстолит марки СФ2-35-2.0.
    1. Проектирование технологического процесса сборки и монтажа печатного узла


Информационной основой разрабатываемого техпроцесса являются типовые технологические процессы. При этом используются следующие стандарты:

  • ОСТ 4.ГО.054.264. Подготовка навесных элементов к монтажу. Типовые технологические процессы.

  • ОСТ 4.ГО.054.265. Установка ЭРЭ на печатные платы. Типовые технологические операции.

  • ОСТ 4.ГО.054.267. Пайка электромонтажных соединений. Типовые технологические операции.

  • ОСТ 4.ГО.054.089. Пайка монтажных соединений. Типовые технологические процессы.

  • ОСТ 4.ГО.054.010 .Сборка и пайка узлов на печатных платах. Типовые технологические процессы.

Технологический маршрут изготовления печатного узла

Технологический маршрут состоит из следующих этапов:

  1. Изготовление основания (подложки). Диэлектрическое основание изготовляется из фольгированного стеклотекстолита СФ-2-35 комбинированным позитивным методом с металлизацией сквозных отверстий.

    1. Раскрой материала на заготовки, на фрезерном станке с использованием дисковой фрезы.

    2. Выполнение базовых отверстий сверлением или пробивкой. Пробивка выполняется на кривошипных прессах или специальных приспособлениях.

    3. Сверление отверстий на станке «ЧПУ СМ-600» для создания монтажных соединений.

    4. Очистка внутренней поверхности отверстий методом гидроабразивной обработки или методом обжига в плазме.

    5. Подготовка плоских поверхностей заготовки механическими методами для последующей металлизации. Ручную механическую подготовку поверхностей осуществляют с помощью смеси венской извести со шлифовальным порошком №4 под струей воды вручную в раковине-мойке. Механизированную механическую подготовку поверхности производят вращающимися капроновыми или нейлоновыми щетками, на которые подается струя абразивной суспензии того же состава, заготовка при этом перемещается с помощью валикового конвейера.

    6. механическая обработка: обрезка технологического обрамления, сверление крепежных отверстий на фрезерном станке с ЧПУ.

  2. Изготовление защитной маски (первая фотолитография). При изготовлении печатной платы присутствует группа процессов, обеспечивающих изготовление защитных масок, закрывающие пробельные места при металлизации. Для изготовления таких масок используют фотошаблоны, аналогом которых является негатив или позитив. Фотошаблон имеет технологическое поле, на котором помещается базовое отверстие для точного размещения проводящей платы, прошедшей механическую обработку; фотоизображение технологической рамки для обеспечения равномерного по площади осаждения металла при металлизации; изображение специальных испытательных элементов для контроля качества изображения.

    1. Нанесение фоточувствительного слоя СПФ-2 (сухой пленочный фоторезист) на фольгированную поверхность платы, осуществляется производственным методом накатки с помощью ламинатора. Ламинатор обеспечивает одновременное отделение о т СПФ-2 защитной полиэтиленовой пленки и приклеивание СПФ-2 к поверхности фольги платы под действием температуры (от 105 до 150 °С).

    2. Формирование маски проводящего рисунка.

      1. Выпуск управляющих программ экспонирования фотошаблона для оборудования с ЧПУ.

      2. Проекционное экспонирование. Осуществляется с помощью координатографа «МИНСК 2001».

      3. Проявление эталонного фотошаблона. Контрольные фотошаблоны выполняются на стеклянных фотопластинках или малоусадочных фотопленках с усадкой не более 0,01-0,03% типа ФТ-41П.

      4. Контактное экспонирование рабочих фотошаблонов. Рабочие фотошаблоны изготавливаются на предварительно термостабилизированных фотопленках типа ФТ-40.

      5. Проявление фотошаблона.

      6. Пробивка базовых отверстий в фотошаблоне с использованием пробивного штампа.

      7. Совмещение заготовки платы с фотошаблоном, используя базовые штыри технологической оснастки.

    3. Контактное экспонирование фоторезиста на заготовках. При экспонировании в УФ излучении происходит полимеризация фотополимера, расположенного под прозрачными участками фотошаблона, что делает эти участки нерастворимыми в проявителе.

    4. Проявление фоторезиста (образование защитной маски для металлизации ПП). Наиболее эффективным способом проявления СПФ-2 является обильное омывание поверхности встречными потоками проявителя, который после прохождения через рабочую камеру дистиллируется и снова поступает в установку. В качестве проявителя используется кальцинированная сода. Заготовки плат после проявления омываются водой, которая после выделения из нее остатков растворителя в специальном отстойнике может быть снова использована для промывки плат. После проявления оставшейся СПФ-2 должен быть твердым, блестящим, сплошным покрытием на поверхности заготовки, без проколов и других дефектов покрытия.

  3. Субтрактивное формирование планарных элементов конструкции.

    1. Предварительная химическая металлизация до толщины 0,5 мкм. Заключается в последовательности химических реакций осаждения меди, используемой в качестве подслоя при нанесении основного слоя.

    2. Гальваническая металлизация медью, наращивание проводников до 25 мкм. Металлизируемые платы, закрепленные на специальных подвесках-токопроводах, помещают в гальваническую ванну с электролитом между анодами. Подвеска с платами выполняет функции катода. Для электролитического осаждения металла на платах необходима их тщательная подготовка, обеспечивающая полное смачивание электролитом поверхности, подлежащей металлизации, и создание надежного электрического контакта с платами (катодами) и анодами.

    3. Изготовление защитной маски (второй) из сплава ОС-61 путем гальванической металлизации поверхности меди, незащищенной первой маской. Осаждение покрытия ОС-61 производят в борфтористоводородных электролитах. Процесс ведут при комнатной температуре и скорости осаждения 1 мкм/мин.

    4. Изготовление изолированных пробелов проводящего рисунка.

      1. Снятие первой защитной маски (удаляется с помощью растворителя).

      2. Травление медной фольгой на пробельных местах, незащищенных второй маской. Травление может быть выполнено путем погружения платы в травительный раствор. Для травления меди с плат, проводящий рисунок которых защищен покрытием ОС-61, применяют раствор на основе персульфата аммония. Раствор используют при температуре 50—55 °С до насыщения медью 45—60 г/л.

      3. Очистка поверхности от травителя. Протравленные ПП необходимо немедленно промыть, так как травительный раствор, оставшийся на них, продолжает действовать и после удаления плат из травителя, что может привести к увеличенному подтравливанию. Непосредственно после травления еще влажные платы тщательно промывают водой, а затем высушивают.

      4. Осветление поверхности проводящего рисунка, покрытой сплавом ОС-61. Поверхность металлоризиста олово-свинец после травления подвергается осветлению при температуре 18—25 °С в течении 5—7 мин.

      5. Оплавление сплава ОС-61 на поверхности проводящего рисунка. Оплавление покрытия с помощью жидких теплоносителей производят в специальных линиях с агрегатами флюсования, оплавления, выравнивания слоя сплава олово-свинец ламинаторным потоком нагретого воздуха и жидкости, промывки. Оплавление покрытия инфракрасным излучениям производят на конвейерных установках типа РС-4520 фирмы «ARGUS ENGINEERING».

    5. Нанесение фотополимеризующей композиции (ФПК) методом полива.

    6. Контроль качества ПП. Под качеством плат понимают степень соответствия их чертежу, установленным стандартам и ТУ при наименьших затратах. Оценка качества плат должна учитывать соотношение конкретных технико-эксплуатационных характеристик и стоимости их достижения, так как завышенные характеристики приводят к значительному удорожанию изделия. Качество поверхности характеризуется геометрическими и физическими параметрами. С геометрической точки зрения качество поверхности определяется отклонениями реальной поверхности от идеальной (шероховатости, макронеровности и волнистости). С физической точки зрения качество поверхности оценивается состоянием поверхностного слоя.

  4. Сборка конструктива.

    1. Формовка выводов элементов.

    2. Втыкание выводов элементов и разъемов в монтажные отверстия на плате.

    3. Пайка волной припоя. Этот метод пайки относится к групповым методам пайки, особенностью которых является одновременное выполнение большого числа монтажных соединений. Пайка волной припоя представляет собой процесс, при котором нагрев паяемых материалов, перемещаемых над ванной, и подача припоя к месту соединения осуществляется стоячей волной припоя, возбуждаемой в ванне. При пайке волной припоя устраняется возможность быстрого окисления припоя и температурных деформаций платы. Постоянный контакт платы с припоем обеспечивает быструю подачу теплоты, что сокращает время пайки.

    4. Отмывка и сушка. Отмывка производится в ультразвуковой системе очистки «m 80» производства компании FinnSonic. Сушка производится естественным путем.


Рис. 63. Схема технологического маршрута.

    1. Каталог: raznoe
      raznoe -> Цга чувашской Республики. Ф. Р-76. Оп Д. 42. Л
      raznoe -> Образовательная программа по английскому языку для общеобразовательной школы пояснительная записка «Инновационная уровневая образовательная программа по английскому языку для общеобразовательной школы»
      raznoe -> Базы данных
      raznoe -> Возврат водительского удостоверения лицу, лишенному права на управление, осуществляется только после сдачи теоретического экзамена на знание правил дорожного движения
      raznoe -> Руководство администратора по разворачиванию системы


      Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   9   10   11   12   13   14   15   16   ...   21


База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница