Каскад управления состоит из ключевых транзисторов VT7, VT8, резисторы R32, R46 и цепь VD19, VD20 С26 задают их режим работы, диоды VD18, VD25 рекупераиионные. Нагрузкой каскада управления является трансформатор Т2.

4.1.2.5 Цепи управления, стабилизации и защиты

Стабилизация выходных напряжений достигается методом широтно-импульсного модулирования выходных импульсов. Для этого выходное напряжение с сумматора R52, R53, R25, R28 поступает на вход 1 усилителя ошибки 1 микросхемы DD2. На второй вход этого усилителя (выв.2 DD2) через делитель R22, R23 поступает опорное напряжение. Элементы С18, R27 -- частотно-корректирующая цепь усилителя ошибки 1.

С выхода усилителя сигнал, пропорциональный напряжению ошибки, поступает на широтноимпулъсный модулятор для формирования на выводах 8, 11 микросхемы DD2 управляющих последовательностей.

От согласующего трансформатора Т2, выполняющего роль трансформатора тока, информация о токе нагрузки через однополупериодный выпрямитель VD24, С23, и делитель R13, R16 поступает на базу VT6. Превысив определенный уровень, сигнал пропорциональный току преобразователя открывает транзистор VT6, который в свою очередь приводит к отпиранию транзистора VT2. На вход управления паузой через VT5 и VD9 станет поступать потенциал источника эталонного напряжения (выв.14 DD2). Это же напряжение через открытый транзистор VT2, диод VD4, резистор R9 поступает в базу транзистора VT4, который открываясь блокирует работу преобразователя.

Каскад зашиты, состоящий из диодно-резистивной цепи VD1, R1 и сумматора R5, R6, реализует зашиту преобразователя от короткого замыкания в каналах +5 В, -12 В, -5 В. Уменьшение напряжений в любом из перечисленных каналов вызовет открывание транзистора VT4, который в свою очередь откроет VT1. При этом управляющие импульсы на выходе ШИМ-контроллера отсутствуют.

Защита от превышения напряжения в нагрузке выполнена на стабилитронах VD2, VD3, резистор R2 для них балластный. Увеличение напряжения повлечет открытие транзистора VT4.

4.1.2.6 Дистанционное управление

Для дистанционного управления источником питания применяется сигнал PS_On. Сигнал высокого уровня через делитель R3, R10, С3 поступает на базу транзистора VT3. При этом транзисторы VT3 и VT5 в открытом состоянии. На вывод 4 DD2 через VT5 поступает сигнал высокого уровня. На выводах 8, 11 микросхемы импульсы отсутствуют, преобразователь остановлен. В случае сигнала PS_On противоположного уровня транзисторы VT3, VT5 поменяют свое состояние, на выводах 8, 11 появятся импульсы.

4.1.2.7 Формирователь сигнала «питание в норме»

В состав схемы формирователя P.G. входит элемент задержки конденсатор С22 и микросхема DD3. При включении источника питания конденсатор С22 разряжен. Сигнал включения PS_ON низкого уровня поступает на выводы 6 и 2 микросхемы DD3, устанавливая на выводе 7 DD3 высокий уровень напряжения. Начинается заряд конденсатора задержки С22 с выхода 7 компаратора DD3.

Через время 0,1...0,5 с напряжение заряда на конденсаторе С22 превысит значение напряжения на выводе 2. При этом на выводе 1 микросхемы DD3 появляется сигнал «питание в норме» P.G. высокого уровня.

4.1.2.8 Выходные выпрямители

Диодная сборка VD29 обеспечивает получение выходного напряжения + 12 В. Элементы L5, L6, C34 образуют сглаживающий фильтр этого напряжения. Подавление высокочастотных импульсных помех осуществляется цепочками R58, С32.Выходное напряжение +5 В формируется диодной сборкой VD30. Сглаживающий фильтр в этом канале образован элементами L5, L7, С33, С35.

Источник питания +3,3 В выполнен на стабилизаторе компенсационного типа. В качестве выпрямителя используется диодная сборка VD34. Роль регулирующего элемента выполняет транзистор VT11, ток базы ему задает параметрический стабилизатор DD6. Выходное напряжение источника измеряется делителем R47, R50, R54. Элементы R55, С29 предназначены для повышения устойчивости стабилизатора при переходных процессах.

Резисторы R62, R63, R64, R65 являются нагрузками холостого хода источников + 5В, ~5 В, ~12 В и +3,3 В соответственно.

Обмотка трансформатора Т3 с которой снимается напряжение +12В, -12В, намотана проводом одного сечения и позволяет получить ток до 8А, диоды D32 D33 позволяют получить ток в цепи 0..-12В, менее 1А, поэтому их необходимо заменить.

Выбирается диод из следующих параметров:

Выбирается диоды Д305 с параметрами:

максимальный прямой ток Iпр, А………………………….……10;

максимальное обратное напряжение Uоб, В………..……….….50;

прямое падение напряжение Uпр, В……………………… ……0,3.

4.2 Выбор и описание схемы регулировки напряжения

4.2.1 Для регулировки напряжения используется регулируемый интегральный стабилизатор напряжения [2], в типовом включении. Для возможности цифровой настройки используем транзисторные ключи, как это показано на рисунке 4.2. Регулируемое напряжение лежит в пределах от 0.5В до 9В, исходя из этого выбирается [7] стабилизатор положительного напряжения КР142ЕН12А с параметрами:

минимальное выходное напряжение, В +1.2 …+1.3

нестабильность по напряжению при Uвх = 20В, проц./В, не более 0,01

нестабильность по току при Uвх = 20В, проц./В, не более 0,02

входное напряжения, В +5…+45

выходное напряжения, В +1.2…+37

выходной ток, А 0.005… 1.5

максимальная рассеиваемая мощность, Вт не более 1.0

температура окружающей среды, ⁰С -60…+85

Рисунок 4.1 - Типовая схема включения КР142ЕН12А

4.2.2 Выходное напряжение

Uвых = Uвых.мин.(1+R2/R1)+R2·Iрег., (4.3)

где Uвых.мин. - минимальное выходное напряжение;

Iрег. - ток регулировки;

R2, R1 - сопротивления резисторов.

Ток регулировки в типовом включении равен 55мкА [7], для обеспечения этого сопротивление резистора R1, должно быть 240Ом.

4.2.3 Для обеспечения максимального выходного напряжения Uвых.макс.= 9В, максимальное сопротивление резистора должно быть:

Принимаем R2 = 1.5кОм

4.2.4 Для выполнения цифровой настройки [2], используется схема приведенная на рисунке 4.2.

Рисунок 4.2 - Стабилизатор с цифровой регулировкой напряжения

При подачи на входы Х нулей, все транзисторы закрыты и напряжение на выходе зависит от сопротивления R2, при его максимальном сопротивлении напряжение на выходе максимально и равно 9В. При наличии восьми разрядной шины управления изменение напряжения на выходе изменяется с шагом 0.5В.

При подачи поочередно «1» на входы Х напряжение на выходе должно быть Uвых = 8.5, 8.0, 7.0, 5.0 В соответственно, причем сопротивление R2.Х включается параллельно R2, а сопротивлением открытого перехода коллектор - эмиттер можно пренебречь. Тогда сопротивления R2.Х равно:

Тогда типовые значения сопротивлений: R2.0 = 56кОм, R2.1 = 15кОм,

R2.2 = 5.1кОм, R2.3 = 1.5кОм.

4.2.5 Выбираются транзисторы VT1…VT4, из условия:

максимальное напряжение коллектор - эмиттер

Uкэ.макс = Uвых.макс = 9В (4.6)

максимальный ток коллектора

Iк.макс = Uвых.макс /(R2.3 + R1) (4.7)

Iк.макс =9/(1500+240) = 5.2мА

Исходя из этого, выбирается [5] транзистор КТ3102А с параметрами:

максимальное постоянное напряжение коллектор - эмиттер, В 50

максимальный постоянный ток коллектора, мА 100

максимальная рассеиваемая мощность коллектора, мВт 250

статический коэффициент передачи тока 100…250

4.2.6 Управление транзисторными ключами осуществляется при помощи цифровых схем с ТТЛ логикой. Для нормального отпирания транзисторов в ключевом режиме, необходим базовый резистор. Для данного типа логики [4] в типовом варианте номинал сопротивлений R3 = 1кОм

4.2.7 Расчет напряжения на выходе стабилизатора при различных комбинациях на входах Х и R2макс. Расчет выполняется при помощи программы Mathcad 2001, результаты сводим в таблицу 4.1.

Текст программы

Таблица 4.1 - Результаты расчета

Как видно из расчета, управление осуществляется инверсными кодами.

4.2.8 Для регулировки напряжения отрицательной полярности используется схема приведенная на рисунке 4.3. Выбирается интегральный стабилизатор [7] КР142ЕН18А с параметрами:

минимальное выходное напряжение, В -1.2 …-1.3

нестабильность по напряжению при Uвх = 20В, проц./В, не более 0,03

нестабильность по току при Uвх = 20В, проц./В, не более 0,03

входное напряжения, В -5…-30

выходное напряжения, В -1.2…-26.5

выходной ток, А 0.005… 1.5

максимальная рассеиваемая мощность, Вт не более 1.0

температура окружающей среды, ⁰С -10…+70

Рисунок 4.3 - Стабилизатор с цифровой регулировкой напряжения отрицательной полярности

4.2.9 Сопротивления резисторов R2, R2.0…R2.3, R3 такие же номиналы, как в схеме регулировки положительного напряжения и рассчитаны в пунктах 4.2.3, 4.2.4, 4.2.6. Из условий пункта 4.2.5 выбираются транзисторы VT1…VT4 проводимости р-n-р КТ3107А с параметрами:

максимальное постоянное напряжение коллектор - эмиттер, В 50

максимальный постоянный ток коллектора, мА 100

максимальная рассеиваемая мощность коллектора, мВт 250

статический коэффициент передачи тока 100…250

4.2.10 Так как схема управления строится на ТТЛ логике, поэтому необходимо чтобы транзисторы находились в открытом состоянии, а запирались единичным положительным уровнем +2.4В. Исходя из этого на базе задается отрицательное напряжение при помощи резистора R4. А запираются транзисторы при подачи положительного напряжения на транзисторы VT5…VT6 проводимости n-p-n, выбираются транзисторы КТ3102А с параметры которых приведены в пункте 4.2.5. В отличие от управления напряжения положительной полярности управление отрицательной осуществляется прямым кодом.

Ток базы открытого транзистора VT1

,

где вмин -минимальный коэффициент передачи тока

Сопротивление резистора R4

 ,

где Uсм - напряжение смещения Uсм = -5В

Uбэ - напряжение база - эмиттер открытого транзистора, для кремниевых транзисторов Uбэ = 0.7В

Выбирается типовое значения сопротивления R4 = 68кОм.

4.3 Выбор и описание схемы усилителя тока

4.3.1 В связи с тем, что максимальный ток нагрузки интегрального стабилизатора 1.5А, а по задания необходим ток нагрузки до 8А, необходим усилитель тока. Его можно выполнить на одном транзисторе p-n-p для напряжения положительной полярности и n-p-n для отрицательной, требования к транзисторам одинаковые поэтому можно использовать комплементарную пару. Схема усилителя тока для напряжения положительной полярности приведена на рисунке 4.4.

Рисунок 4.4 - Усилитель тока для напряжения положительной полярности

4.3.2 Выбираем транзистор из условий

максимальное напряжение коллектор - эмиттер

Uкэ.макс = (Uвх - Uвых.мин.)·Кз , (4.10)

где Uвх - напряжение на входе, Uвх = 12В

Кз - коэффициент запаса, Кз = 1.2

Uкэ.макс = 1.2(12-1.5) = 12.6В

максимальный ток коллектора

Iк.макс = Iн.макс. ·Кз , (4.11)

где Iн.макс. - максимальный ток нагрузки, по ТЗ Iн.макс.= 8А

Iк.макс =8·1.2 = 9.6А

Максимальная мощность рассеиваемая коллектором

Рк.макс = Iн.макс.· (Uвх - Uвых.мин.)·Кз (4.12)

Рк.макс = 8· (12 - 1.5)·1.2 = 100.8Вт

Выбираем [6] комплементарную пару транзисторов КТ8102А для напряжения положительной полярности и КТ8101А для отрицательной.

Параметры транзистора КТ8102А:

проводимость p-n-p

максимальное постоянное напряжение коллектор - эмиттер, В 40

максимальный постоянный ток коллектора, А 10

максимальная рассеиваемая мощность коллектора, Вт 120

статический коэффициент передачи тока 50…140

Параметры транзистора КТ8101А:

проводимость n-p-n

максимальное постоянное напряжение коллектор - эмиттер, В 40

максимальный постоянный ток коллектора, А 10

максимальная рассеиваемая мощность коллектора, Вт 120

статический коэффициент передачи тока 50…140

4.3.3 Расчет сопротивления Rб

Ток базы

,

где вмин - минимальный коэффициент передачи тока

Сопротивление Rб

,

где Uбэ - напряжение база эмиттер Uбэ = 2.0В

Iис - ток потребляемый микросхемой, в типовом включении Iис = 0.01А



Выбирается типовое значения сопротивления Rб = 12Ом.

4.4 Выбор и описание схемы ограничителя тока

4.4.1 Для регулировки ограничения тока нагрузки используется компаратор, один вход которого подключить к нагрузке, другой к опорному регулируемому делителю напряжения (рисунок 4.5). В качестве компаратора выбирается [5] счетверенный операционный усилитель КР1401УД2 с параметрами:

напряжение питания, В +3…+32

входной ток, нА 5

коэффициент усиления, дБ 100

потребляемая мощность, мВт 21.

Рисунок 4.5 - Регулируемый стабилизатор напряжения с ограничением тока

4.4.2 Выбирается диод VD1из условий:

максимальный прямой ток

,

где Iоу -выходной ток операционного усилителя, задется Iоу = 20мА

Кз - коэффициент запаса, Кз = 1.2

максимальное обратное напряжение

,

где Uвых.макс. - максимальное выходное напряжение

Выбирается [6] КД510А с параметрами:

максимальный прямой ток Iпр, А………………………….……0.2;

максимальное обратное напряжение Uоб, В………..……….….50;

прямое падение напряжение Uпр, В……………………… ……1.1.

4.4.3 Светодиод VD2 [6] АЛ307АМ с параметрами

максимальный прямой ток Iпр, мА………………………..……25;

максимальное обратное напряжение Uоб, В………..………..….2;

прямое падение напряжение Uпр, В……………………… …..2.0.

Задается ток светодиода Iсв = 5мА, тогда сопротивление резистора Rсв равняется.

,

где Uвых.оу. - выходное напряжение операционного усилителя,

Uвых.оу. =-12В

Uвых.мин. - минимальное выходное напряжение

Uпр - прямое падение напряжение на светодиоде

Выбирается типовое значения сопротивления Rсв = 2.2кОм.

4.4.4 В момент, когда на входы усилителя поступают одинаковые напряжения на его выходе появляется напряжение -12В. И начинается разряд конденсатора С2, через резистор Rн.

,

где Uпр.VD1 - прямое падение напряжение на диоде VD1

Выбирается типовое значения сопротивления Rн = 430 Ом.

4.4.5 Принимается сопротивление резистора Rш = 0.1Ом.

4.4.6 Задается максимальный ток делителя напряжения Iд = 4мкА, тогда

,

где Uвр - напряжение между выходом и входом регулировки, всегда фиксировано [3] Uвр = 1.25В

Выбирается типовое значения сопротивления Rд2 = 330 кОм.

4.4.7 При нулевом токе нагрузки и нулевом сопротивлении Rд2 напряжение на инвертирующем входе напряжение равно напряжению на выходе. При максимальном сопротивлении Rд2 напряжение на инвертирующем входе

,

где Iн - ток нагрузки

для Uвых = 9В, и Iн = 8А

Выбирается типовое значения сопротивления Rд1 = 620 кОм.

4.4.8 Рассчитываются сопротивления Для градуировки шкалы ограничения тока. Расчет производится при помощи программы Mathcad.

Текст программы

4.4.9 Конденсаторы С2 и Сф, необходимы для дополнительного подавления пульсаций. Используются типовые [2] для данного стабилизатора Сф = С2 = 10мФ.

4.4.10 Так как операционный усилитель используется в качестве компаратора, вводится дополнительная частотная коррекция. Конденсатор Сос=75пФ. А для уменьшения шумов, возникающих при вращении резистора Rд1, параллельно ему подключается емкость C1 = 100пФ.

4.5 Выбор и описание схемы измерения и управления напряжением

4.5.1 Для измерения напряжения используется АЦП. Выбирается [8] восьмиразрядная АЦП КР572ПВ3 с параметрами:

входное напряжение, В 10;

напряжение питания, В 5.0;

выходное напряжение низкого уровня, В 0.8;

выходное напряжение высокого уровня, В 4.0;

опорное напряжение, В -10;

напряжение смещения нуля, мВ 50;

ток потребления, мА 4.

Рисунок 4.6 - Типовая схема включения АЦП КР572ПВ3 с внутренним генератором тактовых импульсов

4.5.2 Для поочередного подключения напряжений положительной и отрицательной полярности, необходим управляемый коммутатор. Выбираем [5] коммутатор тока К564КТ3 с параметрами:

напряжение питания, В 12В;

максимальное напряжение коммутации, В 12;

максимальный ток коммутации, мА 10;

управляющее напряжение низкого уровня, В 0.8;

управляющее напряжение высокого уровня, В 2.2.

4.5.3 Так как измерение и коммутация выполняется только положительного напряжения, необходимо напряжение отрицательной полярности преобразовать в положительную такого же уровня. Для этого используем свободный операционный усилитель микросхемы КР1401УД2 (пункт 4.4.1).

Рисунок 4.7 - Схема инвертирующего усилителя

Коэффициент передачи:

Для единичного коэффициента передачи необходимо, чтобы сопротивления резисторов R1 и R2 (Рисунок 4.7) были равны. Принимаются сопротивления резисторов R1 = R2 =10кОм.

4.5.4 Для управления транзисторными ключами необходимы две четырех разрядные шины данных. Для считывания информации с АЦП необходима восьми разрядная шина данных и один разряд для управления АЦП. Также необходимо два разряда для управления коммутатором. И работу всех устройств необходимо согласовать с портом компьютера. Обеспечить выполнение данных задач можно при помощи микроконтроллера КМ1816ВЕ51. Назначение выводов микроконтроллера приведено на рисунке 4.8. Тогда окончательно схема измерения и управления напряжением будет иметь вид рисунок 4.9.

Рисунок 4.8 - Наименование выводов МК51

Рисунок 4.9 - Схема измерения и управления напряжением

4.5.5 Для нормальной работы АЦП необходимо задать опорное напряжение Uоп = - 10В. Но так как имеется Uп = -12В, то необходим делитель. Задается ток делителя 10мкА, тогда:

Выбираются типовые значения сопротивления Rд1 = 20 кОм, Rд2 = 100 кОм.

4.5.6 Текст программы для микроконтроллера на языке асемблер.

ORG 00h

SJMP Start

Start: MOV A,# F0h

MOV P1, A

SET P2.3,#0

SET P2.0,#1

M1: JB P3.7, M1

IN A, P3.0

M2: SET P2.1

CLR P2.0

MUV A, P0

M3: MOV P3.1, A

SET P3.6

JB P3.7, M3

CLR P2.1

SET P2.0

SET P2.2

CLR P2.0

MUV A, P0

M4: MOV P3.1, A

SET P3.6

JB P3.7, M3

CLR P2.2

SET P2.0

SJMP M2

4.5.7 Текст программы для последовательного порта ПК на языке асемблер

ORG 00h

SJMP Start

Start: MOV A,# 00h

INT 09H “ Введите напряжение отрицательной полярности”

INT 02H

MOV A, AL

RLC A

RLC A

RLC A

RLC A

INT 09H “ Введите напряжение положительной полярности”

INT 02H

NOT AL

ADD A, AL

OUT COM1, A

MOV RW,#1

M1: JB RD, M1

IN COM1

SET RW,#1

MUL A, 32h

DAA

MOV AH, A

INT 09H “ Напряжение положительной полярности, мВ”

INT 0AH

M2: JB RD, M2

IN COM1

MOV RW,#1

MUL A, 32h

DAA

MOV AH, A

INT 09H “ Напряжение отрицательной полярности, мВ”

INT 0AH

SJMP M1

5. КОНСТРУКТОРСКО - ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

5.1 Расчет теплового режима

5.1.1 В связи с тем, что используются два мощный транзистора необходимо предусмотреть их охлаждение. Максимальная рассеиваемая мощность на транзисторах:

Ррас.= Iн.макс.· (Uвх - Uвых.мин.) (5.1)

Рк.макс = 8· (12 - 1.5) = 84Вт

5.1.2 Выбранные транзисторы КТ8101А и КТ8102А обладают следующими тепловыми характеристиками [3]:

тепловое сопротивление переход - корпус Ипк, ⁰С / Вт 0.7,

максимальная температура p-n перехода Тп.макс, ⁰С 150.

5.1.3 Для нормальной работы транзисторов необходимо обеспечить температуру перехода Тп = 120⁰С. Исходя из этого [3] рассчитывается тепловое сопротивление радиатор - среда в ⁰С / Вт.

,

где Тс - температура среды Тс = 40⁰С,

Икр - тепловое сопротивление корпус - радиатор, при использовании теплопроводящей смазки Икр = 0.15⁰С / Вт.

5.1.4 Такое тепловое сопротивление от радиатора к внешней среде может обеспечить только радиатор больших размеров. Поэтому необходимо использовать принудительное воздушное охлаждение. В импульсном источнике питания DTK уже установлен вентилятор принудительного охлаждения со скоростью передачи воздушного потока 0.5м³/с. Выбирается [3] стандартный радиатор IE2000-06-T6421-W421. Данный радиатор при использовании принудительной вентиляции со скоростью передачи воздушного потока 0.2м³/с обладает тепловым сопротивлением Ирс = 0.09⁰С / Вт. Внешний вид радиатора приведен на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1 - Радиатор IE2000-06-T6421-W421.

5.2 Конструкторский анализ схемы

5.2.1 Наиболее сложной задачей при конструировании РЭА является компоновка разрабатываемого изделия. В результате компоновки должны быть определены геометрические размеры, форма, ориентировочная масса изделия и взаимное расположение всех элементов в конструкции.

Предварительная компоновка проводится по электрической принципиальной схеме изделия, анализируя данную схему, создается модель конструкции изделия, учитывая большое количество различных факторов и требования технического задания на разработку изделия.

От качества компоновки в значительной мере зависят технические и эксплуатационные характеристики изделия, а также его ремонтопригодность и надежность. При компоновке РЭА приходится учитывать сложную совокупность факторов, связанных с особенностями функционирования и эксплуатации, электрическими взаимосвязями и тепловыми режимами внутри РЭА, геометрическими размерами и формой отдельных элементов конструкции.

При компоновке необходимо удовлетворить основные требования:

между отдельными элементами, узлами, блоками прибора должны отсутствовать паразитные электрические связи, которые могут существенно изменить характер полезных взаимосвязей и нарушить нормальное функционирование изделия;

тепловые поля, возникающие в РЭА вследствие перегрева отдельных элементов, не должны ухудшать технические характеристики аппаратуры;

необходимо обеспечить легкий доступ к деталям, узлам, блокам в конструкции для контроля , ремонта и обслуживания изделия;

расположение элементов конструкции должно также обеспечивать технологичность монтажа и сборки с учетом использования автоматизированных систем сборки;

габариты и масса изделия должны быть минимально возможными.

Схему лабораторного источника питания целесообразно выполнять на печатной плате из стеклотекстолита с односторонней разводкой соединений. В виду значительной рассеиваемой мощности транзисторы следует расположить на краях платы напротив вентилятора принудительного охлаждения. Соединительные разъёмы располагаются на печатной плате с выводом на боковую сторону корпуса устройства.

5.2.2 Так как используется готовый импульсный источник питания DTK, то печатную плату необходимо разработать только на устройство управление и измерения.

Печатная плата выполняется на фольгированном стеклотекстолите толщиной 1.5мм. Плата выполняется односторонней с шириной печатных проводников 1мм, а так как максимальный ток нагрузки 8А, силовые проводники выполняются шириной не менее 5мм. Допускается использование перемычек.Трассировку печатной платы производится при помощи программы P-CAD. Чертеж печатной платы приведен на 160500 ДФ 201500 Д70 ПП.

5.2.3 Разрабатывается сборочный чертеж печатной платы с учетом размеров всех элементов, сборочный чертеж приведен на ДФ 201500 Д70 СБ. К сборочному чертежу прилагается спецификация.

5.2.4 Исходя из размеров плат разрабатывается чертеж общего вида, который приведен на ДФ 201500 Д70 ВО.

5.3 Расчет характеристик надежности

В соответствии с приведенными требованиями в ходе опытно-конструкторской разработки производится [9] определение характеристик надежности:

Pc(t) - вероятности безотказной работы системы;

лс- интенсивности отказов системы;

Тср - средней наработки на отказ системы.

5.3.1 Расчет интенсивности отказов источника при основном соединении ЭРЭ производится путем суммирования интенсивностей отказов всех ЭРЭ, входящих в устройство:

 m

л0_C = N₁· л0₁ + N₂· л0₂ +…+ N_m· л0_m = У N_i · л0_i (5.3)

i =1

где N₁,N₂, ... N_m - количество однотипных ЭРЭ;

л0₁, л0₂, ... л0_m - соответствующие им интенсивности отказов.

5.3.2 Вероятность безотказной работы источника питания:

5.3.3 Составляем перечень элементов по группам и сносим в таблицу 5.1.

Таблица 5.1 - Интенсивности отказов элементов схемы

Наименование элемента	Обозначение	Кол.	л0i, 1/ч*10-6	л0сi, 1/ч*10-6
К71-4	С1,С5,С7,С11,С12,С18,С20,С30,С32	9	0.02	0.18
К70-6	С2,С8,С29,С31	4	0.03	0.12
К50-6	С3,С4,С6,С9,С10,С13,С16,С17,С19 С21…С26,С28,С33…С38,С43…С46	26	0.05	1.3
К10-17	С14,С15,С39..С42	6	0.04	0.24
7B05	DD1	1	0.01	0.01
TL494	DD2	1	0.02	0.02
LM393	DD3	1	0.01	0.01
KM1816BE51	DD4	1	0.03	0.03
KP572ПВ3	DD5	1	0.03	0.03
TL4531C	DD6	1	0.02	0.02
K564KT3	DD7	1	0.03	0.03
KP1401УД2	DD8	1	0.01	0.01
KP142EН12A	DD9	1	0.04	0.04
KP142EН12A	DD10	1	0.04	0.04
ВП1-15A	FA1	1	0.03	0.03
АЛ307АМ	HL1,HL2	2	0.05	0.10
дросели	L1…L9	9	0.15	1.35
C2-23	R1…R73, R76, R78, R80…R101	97	0.05	4.85
CП3-1	R74, R75, R78, R81	4	0.16	0.64

Наименование элемента	Обозначение	Кол.	л0i, 1/ч*10-6	л0сi, 1/ч*10-6
ПДМ1-I	SB1	1	0.15	0.15
10 - 0205	Т1	1	0.12	0.12
20 - 0008	Т2	1	0.12	0.12
10 - 0207	Т3	1	0.12	0.12
КД521А	VD1, VD4… VD7,VD9… VD13, VD18.. VD25,VD28, VD35	20	0.05	1.00
КД280Д	VD14..VD17, VD26,VD27	6	0.05	0.30
Д305А	VD32,VD33	2	0.09	0.18
KД510А	VD36,VD37	2	0.02	0.04
KC451A	VD2	1	0.08	0.08
KC407A	VD3	1	0.08	0.08
KC191Ж	VD8	1	0.08	0.08
KT8124A	VT1, VT9, VT10	3	0.11	0.33
KT608A	VT2…VT8	7	0.09	0.63
KT632A	VT11	1	0.09	0.09
KT8102A	VT12	1	0.25	0.25
KT8101A	VT13	1	0.25	0.25
KT3102A	VT14..VT17, VT22..VT25	8	0.07	0.56
KT3107A	VT18..VT21	4	0.07	0.28
DB9	XS1	1	0.01	0.01
ПСП1-6	X1	1	0.01	0.01
Зажим малогаборитный	XS2, XS3	2	0.02	0.04
ВЩ-Ц-2-12-6/220-50	XP1	1	0.10	0.10
РК170 27МГц	ZQ1	1	0.15	0.30
Плата печатная	160500 ДФ 201500 Д70 ПП	1	0.19	0.38

Наименование элемента	Обозначение	Кол.	л0i, 1/ч*10-6	л0сi, 1/ч*10-6
Паяные сединения		628	0.005	3.14
Соеденительные провода		16	0.01	0.16

5.3.4 Интенсивность отказов источника питания

л0_C = У N_i · л0_i ·а, (5.5)

где a - эксплуатационный коэффициент отказов, учитывающий влияние электрической нагрузки и рабочей температуры , учитывающий критичность ЭРЭ данного вида к действию механических нагрузок. Уровень механических нагрузок, действующих на ЭВА, для лабораторных условий а = 2.

л0_C = 17.85·10^-6 · 2 = 35.70·10^-6 1/ч

5.3.5 Среднее время безотказной работы источника питания (ч)

5.3.6 Зависимость вероятности безотказной работы источника питания от времени

Рисунок 4.5 - Зависимость вероятности безотказной работы от времени.

5.3.7 Время наработки на отказ источника питания, при вероятности безотказной работы 0.85

5.3.8 Полученные характеристики позволяют определить коэффициент готовности изделия к немедленной работе в установившемся режиме эксплуатации и коэффициент ремонтопригодности:

5.3.9 Как видно из расчета источник питания полностью удовлетворяет техническому заданию.

5.4 Разработка и изготовление опытного образца

5.4.1 Для оценки работоспособности и параметров устройства, изготавливается опытный образец лабораторного источника питания. Отличие опытного образца от готового устройства, заключается в отсутствии схемы регулировки и измерения напряжения при помощи ПК. Разрабатывается и изготавливается печатная плата схемы регулировки напряжения и ограничения тока. Плата изготавливается путем травления в хлорном железе. Плата помещается в корпус импульсного источника питания системного блока DTK (АТХ). И изготавливается лицевая панель, содержащая индикаторы стабилизации тока и ручки управления. Изображение опытного образца приведено на рисунках 5.2…5.7.

Рисунок 5.2 - Плата регулировки напряжения и ограничения тока.

Рисунок 5.3 - Источник питания DTK(АТХ).



Рисунок 5.4 - Все узлы опытного образца.

Рисунок 5.5 - Опытный образец в сборе без крышки и лицевой панели.

Рисунок 5.6 - Опытный образец вид спереди.



Рисунок 5.7 - Опытный образец вид ссзади.

5.4.2 Был изготовлен опытный образец и по результатам измерений источник питания удовлетворяет ТЗ по техническим характеристикам, но ввиду использования радиаторов малой площади опытный образец не рекомендуется использовать в критических режимах(мощность рассеиваемая на транзисторах усилителей тока не должна превышать 50Вт).

6. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ РАЗРАБОТКИ

6.1 Оценка опасности изделия

Разрабатываемый источник питания предназначен для проведения студентами лабораторных исследований и будет эксплуатироваться в специально предназначенной лаборатории, то есть в помещении первого класса без повышенной опасности. Разрабатываемое устройство обладает несущественным электромагнитным излучением, нет опасности радиационного и рентгеновского излучения, и не содержит взрывчатых веществ. Но поскольку в процессе эксплуатации, в результате обрыва токоведущих проводников, замыкания их на корпус, либо случайного прикосновения или приближения на опасное расстояние к токоведущим частям, находящимся под напряжением, существует опасность поражения электрическим током необходимо предусмотреть меры по электробезопасности [10].

Электробезопасность -- система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества.

6.2 Действие электрического тока на организм

Проходя через организм [10], электрический ток оказывает термическое, электролитическое и биологическое действия.

Термическое действие выражается в ожогах отдельных участков тела, нагреве кровеносных сосудов, нервов и других тканей. Электролитическое действие выражается в разложении крови и других органических жидкостей, что вызывает значительные нарушения их физико-химических составов.

Биологическое действие является особым специфическим процессом, свойственным лишь живой материи. Оно выражается в раздражении и возбуждении живых тканей организма (что сопровождается непроизвольными судорожными сокращениями мышц), а также в нарушении внутренних биоэлектрических процессов, протекающих в нормально действующем организме и теснейшим образом связанных с его жизненными функциями. В результате могут возникнуть различные нарушения в организме, в том числе нарушение и даже полное прекращение деятельности органов дыхания и кровообращения. Раздражающее действие тока на ткани организма может быть прямым, когда ток проходит непосредственно по этим тканям, и рефлекторным, т. е. через центральную нервную систему, когда путь тока лежит вне этих тканей.

Это многообразие действий электрического тока нередко приводит к различным электротравмам, которые условно можно свести к двум видам: местным электротравмам и общим электротравмам (электрическим ударам).

Местные электротравмы -- это четко выраженные местные повреждения тканей организма, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги. Различают следующие местные электротравмы: электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, механические повреждения и электроофтальмия.

Электрические ожоги могут быть вызваны протеканием тока через тело человека (токовый или контактный ожог), а также воздействием электрической дуги на тело (дуговой ожог). В первом случае ожог возникает как следствие преобразования энергии электрического тока в тепловую и является сравнительно легким (покраснение кожи, образование пузырей). Ожоги, вызванные электрической дугой, носят, как правило, тяжелый характер (омертвление пораженного участка кожи, обугливание н сгорание тканей).

Электрические знаки -- это четко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета диаметром 1--5 мм на поверхности кожи человека, подвергшегося действию тока. Электрические знаки безболезненны, н лечение их заканчивается, как правило, благополучно.

Металлизация кожи -- это проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги. Обычно с течением времени больная кожа сходит, пораженный участок приобретает нормальный вид и исчезают болезненные ощущения.

Механические повреждения являются следствием резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через тело человека. В результате могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, вывихи суставов и даже переломы костей. Механические повреждения возникают очень редко.

Элсктроофтальмия -- воспаление наружных оболочек глаз, возникающее в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей электрической дуги. Обычно болезнь продолжается несколько дней. В случае поражения роговой оболочки глаз лечение оказывается более сложным и длительным.

Электрический удар -- это возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц. Различают следующие четыре степени ударов:судорожное сокращение мышц без потери сознания; судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимся дыханием и работой сердца; потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе); клиническая смерть, т. е. отсутствие дыхания и кровообращения.

Исход воздействия тока зависит от ряда факторов, в том числе от значения и длительности протекания через тело человека тока, рода и частоты тока и индивидуальных свойств человека. Электрическое сопротивление тела человека и приложенное к нему напряжение также влияют на исход поражения, но лишь постольку, поскольку они определяю! значение тока, проходящего через тело человека.

Электрическое сопротивление тела человека складывается из сопротивления кожи и сопротивления внутренних тканей.

Кожа, вернее ее верхний слой, называемый эпидермисом, имеющий толщину до 0,2 мм и состоящий в основном из мертвых ороговевших клеток, обладает большим сопротивлением, которое и определяет общее сопротивление тела человека. Сопротивление нижних слоев кожи и внутренних тканей человека незначительно. При сухой чистой и неповрежденной коже сопротивление тела человека колеблется в пределах 2 тыс.--2 млн. Ом. При увлажнении и загрязнении кожи, а также при повреждении кожи (под контактами) сопротивление тела оказывается наименьшим -- около 500 Ом, т. е. доходит до значения, равного сопротивлению внутренних тканей тела. При расчетах сопротивление тела человека принимается обычно равным 1000 Ом.

Значение тока, протекающего через тело человека, является главным фактором, от которого зависит исход поражения: чем больше ток, тем опаснее его действие. Человек начинает ощущать протекающий через него ток промышленной частоты (50 Гц) относительно малого значения: 0,6--1,5 мА. Этот ток называется пороговым ощутимым током.

Ток 10--15 мА (при 50 Гц) вызывает сильные и весьма болезненные судороги мышц рук, которые человек преодолеть не в состоянии, т. е. он не может разжать руку, которой касается токоведущей части, не может отбросить провод от себя и оказывается как бы прикованным к токоведущей части. Такой ток называется пороговым неотпускающим.

При 25--50 мА действие тока распространяется и на мышцы грудной клетки, что приводит к затруднению и даже прекращению дыхания. При длительном воздействии этого тока -- в течение нескольких минут -- может наступить смерть вследствие прекращения работы легких.

При 100 мА ток оказывает непосредственное влияние также и на мышцу сердца; при длительности протекания более 0,5 с такой ток может вызвать остановку или фибрилляцию сердца, т. е. быстрые хаотические и разновременные сокращения волокон сердечной мышцы (фибрилл), при которых сердце перестает работать как насос. В результате в организме прекращается кровообращение и наступает смерть. Этот ток называется фиб-рилляционным.

6.3 Основные меры защиты

Основными мерами защиты от поражения током являются: обеспечение недоступности токоведущих частей, находящихся под напряжением, для случайного прикосновения; электрическое разделение сети; устранение опасности поражения при появлении напряжении на корпусах, кожухах и других частях электрооборудования, что достигается применением малых напряжений, использованием двойной изоляции, выравниванием и уравниванием потенциала, защитным заземлением, занулением, защитным отключением. Недоступность токоведущих частей электроустановок для случайного прикосновения может быть обеспечена рядом способов: изоляцией токоведущих частей, размещением их на недоступной высоте, ограждением и др.

6.4 Требования к условиям эксплуатации устройства

Исходя из выше изложенного, в лаборатории где будет эксплуатироваться устройство используется сеть с глухозаземленной нейтралью. Необходимо использовать защитное заземление / зануление, для чего в помещении обязательно должен быть предусмотрен проводник РЕ заземленный на выходе из помещения. Также необходимо чтобы в помещении находилась шина заземления, к которой подключаются корпуса всех электроприборов, водопровод, отопление и другие металлические конструкции для уравнивания потенциалов. Также необходимо предусмотреть систему защитного отключения, которая в случае возникновения утечки тока на корпус, отключает питание. Схема электропитания в лаборатории приведена на рисунке 6.1.

Рисунок 6.1 - Схема электропитания в лаборатории.

7. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБАТЫВАЕМОЙ КОНСТРУКЦИИ

7.1 Расчет единовременных затрат

Комплексный анализ эффективности новой техники состоит из исследования научного, технического, организационного, экономического других эффектов. Значимость каждого эффекта зависит от цели применения новой техники.

Экономический анализ даёт объективную оценку преимуществ и недостатков новой техники, выявленных при определении технического эффекта.

Этот анализ выявляет затраты общественного труда при создании и применении новой техники и полученный в сфере применения эффект от ее внедрения.

На этапе научно-исследовательских и опытно - конструкторских работ при принятии решения о внедрении в производство новой техники требуется выбрать базовый вариант для сравнения, относительно которого и определяется эффективность новой разработки.

Для разработки «лабораторного источника питания» требуется определенные расходы, которые выступают в виде единовременных затрат. Работа выполняется на базе Красноярского Государственного Технического Университета (КГТУ). Проект является поисковой работой, финансируемой за счет собственных средств. Единовременные затраты рассчитываются в виде плановой суммы затрат определяемых системой затрат на НИР.

7.2 Технико-экономический расчёт

Для оценки экономической эффективности разработки лабораторного источника питания составляется смета затрат на выполнение данного проекта.

Включает следующие затраты:

Материальные затраты;

1. Основная заработная плата (дипломник + научный руководитель);

2. Дополнительная заработная плата;

3. Отчисления на соц. нужды;

4. Затраты на электроэнергию;

5. Контрагентские расходы;

6. Прочие расходы.

Материальные затраты включают: затраты на основные и вспомогательные материалы используемые в проекте. Затраты по этой статье включают стоимость материальных затрат и комплектующих изделий с учетом транспортно-заготовительных расходов.

,

где Ц - цена материала или комплектующего изделия;

Q - количество материала или комплектующего изделия;

Ц₀ - цена реализуемых отходов;

Ктз- коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы.

Обычно этот коэффициент берется равным до 5% от стоимости материальных затрат.

В связи с отсутствием отходов данная статья в смете затрат не учитываются.

Таблица 7.1 - Материальные затраты

Наименование	Количество	Цена за единицу, руб.	Сумма затрат, руб.
Основные материалы
Дискеты «MFD-2HD»	10	12	120
Картридж	1	832	832
Вспомогательные материалы
Бумага для принтера	500	0,26	130
Шариковая ручка	1	5	5
Бумага писчая	250	0,10	25
Итого			1112
С учетом транспортно-заготовительных расходов			1122

Основная заработная плата дипломника и научного руководителя.

Основная заработная плата определяется по следующей формуле:

,

где Sj - часовая тарифная ставка работника, руб./ч.;

Зо - основная заработная плата, руб.;

tj - трудоёмкость, ч.

Для дипломника (средняя стипендия за один месяц ) равна 893 рубля, трудоёмкость, затраченная на выполнение дипломной работы - 4 месяца, следовательно, основная заработная плата (руб.):

Для научного руководителя дипломной работы часовая тарифная ставка равна 120 рублей/час, а также необходимое время, отведённое на студента-дипломника 20 часов, тогда:



Основная заработная плата руководителя с учётом районного коэффициента 20%, а также северной надбавки 30% (руб.):

Итого заработная плата дипломника и научного руководителя в совокупности составляет: 3575 + 3600 = 7175.

Дополнительная заработная плата руководителя составляет 10% от его основной заработной платы и определяется (руб.):

Отчисление на единый социальный налог: 38.5%, в том числе ( 36.5% - отчисление в единый социальный налог, 2% - отчисления на страхование от несчастных случаев и профессиональных заболеваний ), от суммы основной и дополнительной заработной платы и доплат:

- для руководителя диплома Осн = ( 2400 + 3600 ) * 0.385 = 2310 рублей;

- для студента-дипломника Ос.н = 3572 * 0.385 = 1375 рублей;

Итого: 2310 + 1375 = 3685 рублей.

Затраты на электроэнергию.

Системный блок компьютера питается от сети переменного тока 220 В, с частотой 50 Гц. Он потребляет 250 Вт/ч, монитор потребляет 90 Вт/ч, следовательно, компьютер потребляет 340 Вт/ч.

Стоимость 1 кВт/ч на сегодняшний день составляет - 0.46 рублей, тогда стоимость потребления электроэнергии на компьютере составляет (руб.):

Зэ = 340·0.46 = 156.4

Накладные расходы.

Стоимость одного Машино-часа на ПЭВМ равна 0.156 рублей, на выполнение научно-исследовательской работы потребовалось ( 5 часов в сутки, пятидневный рабочий день и по 8 часов в субботу и воскресенье, продолжительностью 4 месяца) 695 часов работы на ПЭВМ.

Затраты используемые при разработке дипломного проекта на ПЭВМ составили З = 695 * 0.156 = 108.42 рублей.

Прочие расходы

Для выполнения дипломного проекта необходимо 15 часов работы в сети Интернет, стоимость одного часа в компьютерном классе составляет 25 рублей, итого 375 рублей.

Копирование 150 листов по 1.0 рубля, итого 150 рублей.

Приобретение компакт диска с программным обеспечением для дипломного проекта - 120 рублей.

Итого прочие расходы: 375 + 150 + 120 = 645 рублей.

Таблица 7.2 - Смета затрат на НИР

Номер статьи затрат	Наименование статьи затрат	Сумма, руб.
1	Материальные затраты	1122
2	Основная заработная плата	7175
3	Дополнительная заработная плата	360
4	Отчисления на социальные нужды	3685
5	Накладные расходы	108.42
6	Электроэнергия	156.40
7	Прочие	645
	Итог	13251.82

7.3 Расчёт себестоимости

Себестоимость объекта - это затраты, связанные с её изготовлением (включая разработку) и реализацией.

Поскольку известны данные о составе материальных затрат, предназначенных для использования в новом изделии - используем метод укрупнения нормативов.

В общем случае полная себестоимость включает следующие затраты:

- сырье и основные материалы;

- покупные полуфабрикаты и комплектующие изделия;

- возвратные отходы;

- основная заработная плата производственных рабочих;

- дополнительная заработная плата производственных рабочих;

- отчисления на социальные нужды;

- общехозяйственные расходы;

- коммерческие расходы.

Затраты на материалы включают стоимость основных и вспомогательных материалов, где :

Смо = ?Нмi·Цмi·Kтз, (7.9)

где H_Mi - норма расхода i-материала на единицу продукции, кг;

Цмг цена i-материала за единицу продукции, руб.;

Ктз- коэффициент транспортно заготовительных расходов (К_тз-1.03). Стоимость возвратных отходов обычно принимается равной 15% от стоимости основных материалов:

С_ОТХ = 0,15·С мо

Затраты на комплектующие изделия и полуфабрикаты (таблица 7.3.) определяют по их требуемому количеству и оптовым ценам на них:

С _к = Н _Ki · Ц _Ki · Ктз

Таблица 7.3 -- Затраты на сырьё

Наименования и марка материалов.	Норма расхода	Оптовая цена, руб./ед.	Суммарные затраты, руб.
Стеклотекстолит, дм3	4	10	40
Хлористое железо, л	0.2	40	8
Припой ПОС61, кг	0.03	600	18
Флюс ЛТИ- 120, кг	0.015	1200	18
ЛакУР-231, кг	0.04	11.2	0.45
Болты, винты, гайки	25	0.5	12.5
Итого	96.95
Итого с учетом с учетом транспортных расходов (+3%)	99.86

Затраты на основные материалы с учетом стоимости возвратных отходов:

Смо = 99.86 - 99.86·0.15 = 84.88(руб.) (7.12)

Затраты на вспомогательные материалы (таблица 7.4.) составляют 10% от стоимости основных материалов:

С_МВ =0.1·84.88 = 8.49(руб.) (7.13)

Таблица 7.4 - Затраты на комплектующие изделия

Наименование и тип комплектующих изделий.	Количество компонентов,шт.	Цена за единицу, руб.	Сумма затрат, руб.
Конденсаторы:
К10-17	7	1	7
К50-6	5	2	10
Резисторы:
С2-23	39	0.5	19.5
СПЗ-0.5	4	5	20
Микросхемы:
КР142ЕН12А	1	12	12
КР142ЕН18А	1	12	12
КР1401УД2	1	8.5	8.5
КР572ПВ3	1	30	30
К564КТ3	1	6	6
КМ1816ВЕ51	1	110	110
Транзисторы
КТ3102А	8	1	8
КТ3107А	4	1	4
КТ8101А	1	35	35
КТ8102А	1	35	35
Диоды:
АЛ307АМ	2	1	2
КД510А	2	0.5	1
Переключатели :
IT1127	1	10	10
Разъемы:
DBR25-M	2	3	6
DB9-F	1	12	12
ВЩЦ-2-12-6/220-50	1	10	10
Кварц:
РКГ-27МГц	1	3	3
Источник питания DTK	1	1120	1120
Итого			1481
Итого с транспортными расходами (3%)			1525.43

Затраты на комплектующие изделия и полуфабрикаты определяют по их потребному количеству и оптовым ценам на них. Прямые материальные затраты будут определятся суммарной стоимостью материалов и комплектующих изделий за вычетом стоимости возвратных отходов. Прямые материальные затраты:

Смп = См - Сотx = (Смо + Смв + Ск) - Сотх (7.14)

Смп = (84.88 + 8.49 + 1525.43) - 0.15·99.86 = 1603.82 (руб.)

Затраты на заработную плату основных производственных рабочих включают основную заработную плату Со, дополнительную заработную плату С_д и отчисления на социальные нужды и транспортный налог Со

Основная заработная плата определяется на основе данных о трудоёмкости по видам работ, часовых тарифных ставок и величин доплат к тарифному заработку:

Заработная плата производственных рабочих Сз/п , рассчитывается:

Сз/п = С0 + Сд + Сс, (7.15)

где С0 - основная заработная плата, руб.;

Сд - дополнительная заработная плата, руб.;

Сс - отчисления на социальные нужды, руб.

Основная заработная плата рассчитывается:

С₀ = t_i*l_i*k_д (7.16)

i=1

где ti - трудоемкость изделия по нормам на i-ой операции, н;

li - часовая тарифная ставка для соответствующего разряда работы на i-ой операции, тыс. руб.;

k_д - коэффициент доплат, учитывающий премиальные доплаты к тарифному заработку, доплаты по районному коэффициенту, премии и др. (k_д= 1.5).

Результаты расчета основной заработной платы производственных рабочих сведены в таблицу 7.5.

Таблица 7.5 - Трудовые затраты

Наименование операции, вида	Разряд	Часовая тар.	Время на	Тарифный
работ	работ	Ставка,	операци	фонд зар.
		руб/ч	ю, ч.	платы, руб
Извлечение из упаковки и
входной контроль	5	7.65	0.2	1.53
Формовка выводов	3	7.05	0.3	2.115
Установка ИС и пайка	3	7.05	2	14.1
выводов
Установка R, С, VD и пайка	3	7.55	2	15.1
выводов
Установка VT и пайка выводов	3	7.45	0.3	2.235
Визуальный контроль	5	7.18	0.1	0.718
Промывка	3	7.45	0.05	0.373
Технический контроль	5	7.20	0.3	2.16
Сборка	3	7.57	0.2	1.514
Выходной контроль	5	7.20	0.1	0.72
Упаковка в тару	2	8.88	0.1	0.888
Итого				41,453

Основная заработная плата производственных рабочих составляет 41.453руб.

Дополнительная заработная плата включает в себя выплаты, установленные законодательством и устанавливается в процентах от основной заработной платы (руб):

Cд= 10%Со = 41,453·10% /100% =4.1453 (7.17)

Отчисление на единый социальный налог рассчитывают в процентах от суммы основной и дополнительной заработной платы производственных рабочих (руб.):

Отчисления на социальные нужды составляют 38.5%, из них:

- 28 % - в пенсионный фонд;

- 1.5 % - в фонд занятости населения;

- 5.4 % + 4.3% = 9.7% - в фонд социального страхования;

- 3.6 % - на обязательное медицинское страхование;

Сс=38.5%(Со+Сд)= 17.56 (руб.) (7.18)

Сз/п =41.453 + 4.1453 + 17.56 = 63.16 (руб.) (7.19)

В соответствии с данными, полученными на предприятии:

Общехозяйственные расходы включают затраты, связанные с обслуживанием производства на уровне цеха и предприятия.

Общезаводские расходы составляют 70 - 80 %, пропорционально основной заработной плате производственных рабочих (руб.):

Собщехоз = 80% С₀ = 41.453·80%/100% = 33.16 (руб.) (7.20)

Величину коммерческих расходов принимают равной 30-40 % от производственной себестоимости продукции.

Полная себестоимость продукции (С) есть сумма производственной себестоимости и внепроизводственных затрат.

Производственная себестоимость (руб):

См + Сзп + Собщехоз = 1603.82 + 63.16 +33.16 = 1700.14 (руб.) (7.21)

Коммерческие расходы =1700.14·35% /100%= 595.05 (руб.)

Полная себестоимость продукции:

С = производственная себестоимость + коммерческие расходы

С =1700.14 + 594.05 =2295.19 (руб.) (7.22)

НДС составляет 18 % от цены которую определяют исходя из предполагаемой прибыли (до 50 % от себестоимости). Заложенная прибыль составляет 25% (руб.):

П = 0.25·С = 0.25·2295.19 = 573.80 (руб.) (7.23)

Цена, при таком проценте заложенной прибыли, составит (руб.):

Ц = С + П = 2295.19 + 573.80 = 2868.99 (7.24)

НДС =0.2Ц= 0.2·2868.99 = 573.80 (7.25)

Оптовая цена с учетом себестоимости, прибыли и НДС составляет:

Ц_опт = П + НДС +Ц = 573.80 + 2868.99 + 573.80 = 4016.59 (руб.) (7.26)

Стоимость эксплуатации прибора за год определяется по формуле:

Зэкс = Зтр + Зэ + За (7.27)

где Зтр - затраты на текущий ремонт РЭА (3% от стоимости РЭА) (руб);

Зэ - затраты на электроэнергию (руб.),

За- амортизационные отчисления. Затраты на текущий ремонт:

Зтр =0.03С = 0.03·2295.19 =68.86 (руб.) (7.28)

Средняя стоимость одного киловатта электроэнергии составляет 1руб. Тогда затраты на электроэнергию составят (руб.):

Зэ = 8760 *10 *10 ^-3 * 1 = 87.60 (7.29)

Учитывая выше перечисленное, затраты на эксплуатацию в год составят (руб.):

Ззкс/год = Зтр + Зэ = 68.86 + 87.60 = 156.46 (7.30)

7.4 Цена потребления изделия

Цена потребления включает в себя цену приобретения и эксплуатационные расходы в течении срока службы. Срок службы выберем с учетом надежности и морального старения прибора. Он составит 5 лет.

Цпотр = Цприоб + Зэкспл/год ·Тсл (7.31)

Цена приобретения складывается из оптовой цены прибора и затрат на транспортировку (5% от Цн) (руб.):

Цприоб=Цопт* 1.05 = 4016.59 * 1.05 = 4217.42 (7.32)

Цена потребления за 5 лет составит (руб):

Цпотр = 4217.42+ 156.46 * 5 = 4999 .72 (7.33)

7.5 Алгоритм выбора наиболее конкурентоспособной модели изделия бальным методом

Для определения значимости параметров качества изделия может быть использована матрица смежности, в которой осуществляется попарно сравнение параметров изделия (каждый с каждым) но не по величине, а по их значению, влиянию на качество, технический уровень, потребительские свойства изделия.

Для удобства каждый из оцениваемых параметров следует обозначить соответствующим индексом:

XI - число функциональных возможностей;