Разработать в среде KiCAD и промоделировать в любом доступном симуляторе (Multisim, Matlab-Simulink, LtSpice) схему источника высоковольтного напряжения.

Рисунок 4.7 – Конденсаторы К30-35Таблица 4.4 – К30-35, размерыD, мм56.3810131618F, мм22.53.55.05.07.57.5d, мм0.50.5---0.80.8Для подсчета площади занимаемой ЭРЭ на плате составляем таблицу 4.5Таблица 4.5 – Площадь занимаемая элементами ЭРЭТип элементаКоличествошт.Площадь одногоэлемента, мм2Общая площадьпод элементами, мм21234МикросхемаAtmega8535115.88·52 = 825.76825.76МикросхемаHKL-PM01129·15.4 = 446.6446.6МикросхемаIR210425·6.2 = 3162КонденсаторыК30-3561526.04РезисторыС2-23-0.5416·3.2 = 51.2204.8ДиодC3D10060A210.5·10.16 = 246.38492.76Индукторы230·201200Трансформатор140·401600ТранзисторыIRF740415.49·10.41=161.25645.00Коннекторы220·20=400800Итого7803Площадь платы будет равна:По расчетным данным согласно ГОСТ 10317-79 выбираем габаритные размеры печатной платы, при этом учитывается, что размеры должны быть кратны 5.Принимаем размеры печатной платыОпределяем реальный коэффициент заполнения по формуле (4.5):Где, – выбранные длина и ширина печатной платы.Спроектированная плата имеет малые габариты и среднюю заполняемость элементами.Рассчитаем диаметры монтажных отверстий. Они должны быть несколько больше диаметров выводов ЭРЭ. Если диаметр вывода меньше или равен 0.8 мм, то зазор между краем отверстия и диаметром вывода, должен быть равен 0.2 мм (Δ = 0.2 мм) При Δ = 0.3 мм, Δ = 0.4 мм, если ЭРЭ устанавливается на плату автоматизировано.Где, – диаметр монтажного отверстия, мм; – диаметр вывода ЭРЭ, мм; – зазор между выводами и краем отверстия, для захода припоя.Берем из справочника при , при Если ЭРЭ устанавливается автоматизировано, то Δ = 0.4 мм.Диаметры отверстий просверливаемых на плате сводим в таблицу 4.6Таблица 4.6 – Диаметры отверстий ЭРЭВид ЭРЭКол-воЭРЭ, штКол-воотверстий,штДиаметрвывода, ммДиаметрмонтажн.отверстий,ммВыбранныйдиаметр123456МикросхемаAtmega85351400.40.60.8МикросхемаHLK-PM011611.31.6МикросхемаIR2104280.720.921.6КонденсаторыК30-35620.50.70.8РезисторыС2-23-0.5420.60.81.6Индукторы221.82.12.1ДиодC3D10060A231.21.51.6Трансформатор140.50.70.8ТранзисторыIRF740430.861.161.6Так как на плате рекомендуется иметь не более трех различных диаметров монтажных отверстий, то увеличиваем диаметры близкие по значению в сторону большего. Таким образом, на плате просверлим:- 60 отверстий Ø 0.8 мм- 66 отверстий Ø 1.6 мм- 2 отверстия Ø 2.1 мм.Диаметры контактных площадок определяем по формуле (4.7):Где, – радиальная ширина контактной площадки, мм; – предельное отклонение диаметра монтажного отверстия, мм; – значение позиционного допуска расположения осей отверстий, мм; – значение позиционного допуска расположения центров контактных площадок, мм; – ширина гарантийного пояска между краем отверстия и краем контактной площадки. Согласно ГОСТ 23751-86 для третьего класса точности изготовления печатной платы ширина гарантийного пояска контактной площадки – 0.10 мм.Таким образом, исходя из формулы (4.7), диаметры контактных площадок при диаметре отверстий Ø 0.8 мм будут равны:Диаметры контактных площадок при диаметре отверстий Ø 2.1 мм равны:Минимальное расстояние между центрами двух соседних отверстий для прокладки нужного количества проводников определяем по формуле (4.8):Где, – диаметры монтажных отверстий, между которыми прокладывают проводники, мм: – количество прокладываемых проводников; – предельное отклонение ширины печатного проводника, мм; – значение позиционного допуска расположения печатного проводника, мм.Основной частью проектируемого устройства будет двусторонняя печатная плата из фольгированного стеклотекстолита СФ1-50-1.5 ГОСТ 10316-78.5. Трассировка печатной платы в САПРВ САПР KiCad проектирование печатной платы выполняется вредакторе печатных плат. Рабочее окно программы показано на рисунке 3.1.Рисунок 3.1 – Главное окно программы редактора плат KiCadВыполним размещение компонентов электрической схемы на рабочем поле, разведенная печатная плата в KiCadпоказана нарисунке3.2.Рисунок 3.2 – Печатная плата устройства6. Получение 3Dмодели устройстваДля получения 3D модели устройства на главной панели включим 3DViewer, модель приведена на рисунке 3.3.Рисунок 3.3 – 3D модель устройства, вид сверхуРисунок 3.4 – 3D модель устройстваНа рис.3.4 показана 3Dмодель устройства, полученная в KiCad.ЗАКЛЮЧЕНИЕВ результате выполнения курсовой работы был разработан «высоковольтный импульсный источник питания» на основе микроконтроллера ATMEGA8535 в САПР KiCad.В ходе выполнения работы выполнены следующие этапы:- разработана электрическая принципиальная схема устройства в KiCad;-произведен выбор элементной базы устройства;-выполнено моделирование работы устройства в среде Multisim;-Рассчитаны геометрические параметры печатной платы устройства;-Выполнена трассировка печатной платы устройства в среде KiCadс помощью автотрассировщикаTopor.В общем результаты выполнения курсовой работы вполне соответствуют поставленным задачам и целям.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВМэк Р. Импульсные источники питания. Теоретические основы проектирования и руководство по практическому применению/Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Додэка - XXI», 2008. – 272 с.Браун М. Источники питания. Расчет и конструирование.: Пер. с англ. – К.: «МК-Пресс», 2007. – 288 с.Ефимов И.П. Источники питания РЭА: Учебное пособие. – 2-е изд., испр. Ульяновск: УлГТУ, 2002. – 136 с.Савелов А.А. Расчет импульсных источников питания устройств авионики: учебное пособие. - М.: МГТУ ГА, 2015. – 96 с., 66 ил., 30 табл., лит.: 24 наим.Иванов-Цыганов А.И. Электропреобразовательные устройства РЭС.: Учеб. для вузов по спец. «Радиотехника». – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1991. – 272 с. Арсеньев Г.Н., Литовко И.В. Электропреобразовательные устройства РЭС: учебное пособие / Под ред. Г.Н. Арсеньева. – М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФВА-М, 2008. – 496 с.Березин О.К., Костиков В.Г., Шахиов В.А. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. – М.: «Три Л», 2000. – 400 с.Бушуев В.М., Деминский В.А., Захаров Л.Ф. Электропитание устройств и систем телекоммуникаций: Учебное пособие для вузов / В.М. Бушуев, В.А. Деминский, Л.Ф. Захаров и др. – М.: Горячая линия – Телеком, 2009. – 384 с.Гейтенко Е.Н. Источники вторичного электропитания. Схемотехника и расчет. Учебное пособие. – М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2008. – 448 с. Обрусник В.П., Шадрин Г.А. Стабилизированные источники питания радиоэлектронных устройств :моногр. / В.П. Обрусник, Г.А. Шадрин. – Томск : Томск. гос.ун-т систем упр. и радиоэлектроники, 2011. – 280 с.Жерненко А. С., Виноградов П. Ю., Копылова И.В..Маракулин В.В., Шамсиев Б.Г. Электропитание устройств и систем телекоммуникаций: методические указания и контрольная работа для студентов-заочников, обучающихся по программе бакалавров, (спец. 210700).Пирогова Е.В. Проектирование и технология печатных плат: учебное пособие – М.: Форум-Инфа, 2005, - 400 с.ПРИЛОЖЕНИЕА. Схема электрическая принципиальнаяв KiCadПРИЛОЖЕНИЕБ. Перечень элементовЗонаПоз. обозначениеНаименованиеКолПримечаниеКонденсаторыС1,C6К30-35-500 мкФ 20%2С2-C5К30-35-10 мкФ 20%4C7-C8K53-22пФ2РезисторыR1-R6С2-23H-0.5-1 кОм 2%6RV1СП5-3-0.5-10 кОм 2%1ИндуктивностиL1КИГ-100 мГн1L2КИГ-1 мГн1ДиодыVD1-VD2C3D10060A2ТрансформаторыT1ADT4-6-CD6371 МодулиPS1HLK-PM011BR1-BR2OnSemi-SPDIP-4L2ТранзисторыQ1-Q4IRF7404МикросхемыDD1ATmega85351DD2,DD3IR21042Кварцевые резонаторыZQ1HC-49U1ПРИЛОЖЕНИЕВ. Печатная плата