Идет набор

    Проект: Разработка конфигурируемых вторичных источников питания постоянного напряжения для медицинского приборостроения

    Аннотация проекта:
    Современное медицинское приборостроение – это важнейшая и очень динамично развивающаяся отрасль современного машиностроения. Именно от ее развития во многом зависит уровень здравоохранения любой страны мира. В очень короткие промежутки времени появляются более совершенные медицинские приборы как для диагностики, лечения, реабилитации, так и для поддержания жизнедеятельности пациентов. Все это повышает общий уровень здравоохранения. Важной составляющей любого медицинского прибора является его система электропитания. И если мобильные изделия, такие как пульсометр, глюкометр и подобные, в качестве первичного источника энергии используют аккумуляторные батареи, то стационарные приборы, подобные аппаратам МРТ, ИВЛ и др. обеспечивают свою работоспособность только за счет электросети переменного тока. В рамках проекта планируется разработка конфигурируемых вторичных источников питания мощностью от 50 до 2500 Вт, обеспечивающих электроснабжение составных частей медицинских приборов различных фирм производителей. Данные источники питания должны удовлетворять требованиям нормативной документации для медицинской техники, в частности ГОСТ Р 50444- 2020.
    Вакансии:
    ИнженерИнженерИнженерИнженер-программистКонструктор
    Классификация работы:
    НИР прикладная
    Направление исследований и разработок:
    Н2. Медицина и технологии здоровьесбережения

    Конечный продукт

    -

    Актуальность и востребованность

    Данный проект является актуальным поскольку его выполнение обеспечивает развитие отечественного медицинского приборостроения, в том числе снижение зависимости от зарубежных изготовителей аналогичного оборудования. Вторичные источники питания постоянного напряжения являются ключевым элементов любого медицинского оборудования с энергопитанием от сети переменного тока. Именно от качества выходного напряжения подобных вторичных источников питания зависит точность проводимых медицинских исследований, а как следствие постановка правильных диагнозов, и проводимых операций. Надежность подобных источников обеспечивает поддержание работоспособности медицинского оборудования, в том числе то, которое отвечает за поддержание жизнедеятельности пациентов. В рамках проекта разрабатываются вторичные источники питания, которые могут встраиваться в различное медицинское оборудование взамен существующих зарубежных аналогов. Научная значимость проекта заключается в комплексном подходе к разработке источников подобного типа, а также создание методики проектирования преобразователей с высокой стабильностью выходного напряжения и стойкости к воздействию разрядов импульсов напряжения большой амплитуды.

    Предмет разработки/исследования

    Предметом разработки и исследования являются схемы преобразователей вторичных источников питания, методики их расчета и выбора элементов, синтез их алгоритмов управления, а также их энергетические и конструкторские характеристики.

    Способы и методы реализации проекта

    -

    Новизна предлагаемых в проекте решений

    -

    Задел по тематике проекта

    -

    Конкурентные преимущества создаваемого продукта

    -

    Календарный план

    1 этап:
    Анализ требований к конфигурируемым вторичным источникам питания. Патентно-информационный поиск
    Продолжительность:
    3 месяца
    Работы, выполняемые на этапе:
    1. Анализ патентной и научной литературы в части вторичных источников питания для медицинского приборостроения. 2. Анализ основных схем построения вторичных источников питания. 3. Определение дополнительных технических требований и функций для реализации в разрабатываемых источников. 4. Выбор схем преобразователей для вторичных источников питания и требуемых основных функциональных узлов. 5. Выбор основных электрорадиоизделий (управляющий микроконтроллер, силовые компоненты). 6. Определение основных конструкторских требований к разрабатываемым вторичным источникам питания
    Результаты выполнения этапа:
    1. Результаты патентно-информационного поиска. 2. Выбор и обоснование схем силовых преобразователей. 3. Выбор и обоснование основных электрорадиоизделий 4. Техническое задание на разработку
    2 этап:
    Разработка рабочей конструкторской документации для изготовления опытных образцов вторичных источников питания. Разработка управляющей программы для микроконтроллера
    Продолжительность:
    6 месяцев
    Работы, выполняемые на этапе:
    1. Разработка рабочей конструкторской документации для изготовления опытных образцов конфигурируемых вторичных источников питания (в том числе: схемы электрические принципиальные, сборочные чертежи, моточные записки, инструкция по настройке, программа испытаний и др.). 2. Проведение имитационного моделирования работы силовых преобразователей в прикладном САПР. 3. Написание управляющей программы для микроконтроллера, создание необходимых библиотек. 4. Проведение отладки файла прошивки микроконтроллера в прикладном САПР. 5. Проведение теплового и механического анализа разрабатываемых конструкций конфигурируемых источников питания в прикладном САПР.
    Результаты выполнения этапа:
    1. Комплект рабочей конструкторской документации для изготовления опытных образцов. 2. Код прошивки управляющего микроконтроллера. 3. Результаты имитационного моделирования работы силовых преобразователей для разрабатываемых вторичных источников питания и работы прошивки для микроконтроллера. 4. Результаты теплового и механического анализа конструкций источников питания.
    3 этап:
    Изготовление опытных образцов конфигурируемых вторичных источников питания
    Продолжительность:
    6 месяцев
    Работы, выполняемые на этапе:
    1. Изготовление печатных плат вторичных источников питания. 2. Монтаж электрорадиоизделий на изготовленные печатные платы. 3. Изготовление элементов конструкции. 4. Сборка вторичных источников питания. 5. Настройка работы опытных образцов.
    Результаты выполнения этапа:
    1. Собранные опытные образцы конфигурируемых вторичных источников питания. 2. Протоколы настройки.
    4 этап:
    Лабораторно-отработочные испытания опытных образцов
    Продолжительность:
    6 месяцев
    Работы, выполняемые на этапе:
    1. Проведение испытаний изготовленных опытных образцов конфигурируемых вторичных источников питания в соответствии с программой испытаний (в том числе в части электромагнитной совместимости и устойчивости к воздействию электрических разрядов). 2. Получение энергетических характеристик опытных образцов. 3. Верификация результатов имитационного моделирования и результатов экспериментального исследования. 4. Оформление методики расчета конфигурируемых вторичных источников питания. 5. Корректировка разработанной рабочей конструкторской документации и файла прошивки управляющего микроконтроллера по результатам испытаний.
    Результаты выполнения этапа:
    1. Откорректированная рабочая конструкторская документация для изготовления опытных образцов. 2. Протоколы испытаний опытных образцов конфигурируемых вторичных источников питания. 3. Методика расчета конфигурируемых вторичных источников питания.

    Вакансии для обучающихся

    Идет набор

    Инженер

    Знание ЕСКД, навык работы в САПР Altium Designer, MathCAD, LTspice, Matlab/ Simulink.

    Идет набор

    Инженер

    Знание ЕСКД, навык работы в САПР Altium Designer, MathCAD, LTspice, Matlab/ Simulink.

    Идет набор

    Инженер

    Знание ЕСКД, навык работы в САПР Altium Designer, MathCAD, LTspice, Matlab/ Simulink.

    Идет набор

    Инженер-программист

    Знание ЕСКД, навык работы в САПР STM32CubeIDE, Keil MDK-ARM (или аналогичные), Matlab/ Simulink.

    Идет набор

    Конструктор

    Знание ЕСКД, навык работы в САПР SolidWorks (Компас)