電子設備結構設計精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇電子設備結構設計，期待它們能激發您的靈感。

篇1

關鍵詞：電子設備；屏蔽結構；功能設計

隨著電子設備使用頻率越來越高，但電磁環境不斷惡化，為了發揮電子設備的性能，提升抗干擾能力，避免受到電磁的干擾，這對電子設備電磁屏蔽性能提出了更高的要求和標準。因此，本文結合實際情況，針對電子設備電磁屏蔽的結構設計展開論述，并且提出合理化建議。

1電子設備屏蔽設計標準

就目前而言，電子設備主要包括骨架、蓋板以及前后板等，其中可拆連接的接觸面具有一定的導電接觸，因此，在實際設計過程中，電子設備內部的孔洞、縫隙要滿足屏蔽的需要。在實際設計過程中，屏蔽設計要求不盡相同。對電屏蔽而言，可以利用良導體隔離經電容性耦合傳遞的影響。電磁屏蔽主要應用在高頻設計過程中，主要原理是利用金屬反射和金屬層內吸收來限制電磁的干擾，在實際設計過程中，具體包括以下要求：第一，要保證材料質量，因此，設計人員在進行電磁屏蔽分析過程中，會認為屏蔽體導體在理想運行狀態下運行，導致在實際應用中，屏蔽體具有阻性，并且隨著屏蔽體阻抗的增加，屏蔽的性能就會越差。因此，在屏蔽材料選擇過程中，要選擇性能良好的導體。對電屏蔽厚度而言，需要根據電子設備屏蔽結構進行設計，保證金屬殼體封閉性，最大限度的減少孔洞和縫隙，并且采取必要的防護措施。屏蔽體要做好接地設計，根據行業標準，接觸電阻要小于2m譆。在進行屏蔽電子設備運行過程中，影響屏蔽效能的因素主要包括以下幾個方面：第一，縫隙問題，在實際的屏蔽體中，導電體具有很多不連續點，就會在各個部分結合處，產生電磁泄漏問題，解決這種問題的方法，就是在縫隙的位置，填充一些彈性的導電材料，從根本上消除不導電點。但是在實際應用過程中，不是所有的屏蔽體的縫隙需要電磁密封襯墊防止電磁泄漏。因為對實際的設計而言，縫隙泄漏電磁波主要取決于電磁波波長的尺寸。如果遇到較高頻率干擾的情況下，需要使用電磁密封襯墊。第二，孔洞問題。在電子設備上，會包括很多開關、連接器以及保險絲等，設計人員需要在面板上，加工出相應的安裝孔，為了提升機箱的散熱效果，設計人員要在機箱上設置側板孔、抽氣扇進風孔等，對開孔的形狀和周長要滿足實際設計標準，在電子設備運行過程中，電流通過孔洞時，就會通過輻射的方式發射能量，并且與孔洞的大小周長有著密切聯系。

2縫隙電磁屏蔽設計

下面主要分析縫隙電磁屏蔽設計。2.1控制好螺釘的間距在實際設計過程中，螺釘具有重要的連接作用，并且間距會直接影響了屏蔽的效果。螺釘能夠有效縮小接件的縫隙，提升屏蔽的效果。但是一旦螺釘過密，就會增加設備安裝的難度，增加了工作量和設計成本。因此，設計人員要從全局出發，結合電子設備的強度，確定科學合理的螺釘間距，在實際設計過程中，縫隙設計間距e咬/20。2.2采用簧片屏蔽設計針對螺釘設計過密的情況，對需要經常拆卸的電子設備而言，還要從其它方面做好電磁屏蔽設計，在設備的兩個接觸面上，設置屏蔽簧片。其中EMI屏蔽簧片具有良好的導電性能，并且運行空間比較大，可以滿足不同屏蔽要求。這種簧片材料主要以鈹青銅、磷青銅為主，具有很強的耐磨性和耐壓性，在高溫的條件下，也能正常運行。2.3導電襯墊的屏蔽設計這種設計方式主要實現屏蔽體的電接觸，提升導電的連續性，有效的防止縫隙電出現泄露，具有良好的密封作用，就目前而言，通常主要包括以下兩種形式：第一，平面安裝式。就是在把襯墊的背面通過背膠把襯墊和屏蔽體連接起來，保證襯墊具有一定的壓力，其中典型的C型導電布襯的平面安裝模式得到了廣泛的應用。第二，溝槽安裝形式。在溝槽安裝形式中，就是把襯墊裝在溝槽中，可以利用D型導電布襯墊粘裝到溝槽中，從而保證面板側面之間的相互配合，提升襯墊的壓力，保證通電正常。2.4凸包屏蔽結構設計為了有效減少屏蔽體縫隙線性尺寸，設計人員可以結合實際情況，在屏蔽體設計凸包，并且應用在屏蔽區域內，從而形成一個彈性的變量，實現兩個屏蔽體之間有效的連接，采用這種設計模式，能夠有效減少螺釘的密度，節約設計材料，降低設計強度，具有很強的實用性。2.5深縫隙結構設計在采用深縫隙結構設計過程中，深度越深，屏蔽的效果就會越明顯，因此，設計人員要結合實際情況，不斷加深縫隙的深度，從而提升電子設備電磁干擾性。

3孔洞的電磁屏蔽設計

受到自身性能的影響，為了解決電子設備通風散熱和接線問題，在實際過程中，需要設置孔洞，從而降低了電子設備的屏蔽效果。下面就針對孔洞電磁屏蔽設計展開論述。3.1通風口電磁屏蔽設計3.1.1在電子設備通風口架設金屬絲網。在電子設備實際應用設計過程中，金屬絲網是比較常用的非實壁型屏蔽體，這種材料主要包括銅鋁等。電子設備通風口通常比較大，因此，可以采用鉬數較高的金屬絲網安裝在窗口的位置，設計人員要把窗口分成細小的通風口，從而獲得良好的屏蔽效果。對金屬絲網可以直接焊接在屏蔽體上，保證金屬絲與屏蔽體具有良好的電接觸，但是在實際裝配過程中，要做好金屬絲網的保護，提升屏蔽的效果。3.1.2在屏蔽體上開通風孔。在實際過程中，裝配金屬網在設計過程中，很容易出現一些屏蔽的缺陷，很容易出現接觸不良或者斷絲的情況，針對這些問題，可以在屏蔽體設置風孔，從而優化設計工藝流程。在實際應用過程中，設計人員可以采用圓形結構，避免采用異型孔，從而增加設計難度。3.1.3介質波導通風蜂窩板屏蔽體應用。設計人員在設計屏蔽要求很高設備過程中，為了提升通風效果和抗電磁屏蔽效果，在實際設計過程中，可以采用波導通風蜂窩板屏蔽體，就可以有效減少空氣阻力，降低風壓損失，提升機械強度，發揮電子設備良好的性能。3.2穿心電容與屏蔽罩的應用在電子設備設計過程中，需要設計人員做好開關、表頭、指示燈等的設計，明確設計標準。為了有效防止在開口處形成電磁泄露，可以在點在設備元件后，裝置屏蔽罩，加裝穿心電容，并且傳過屏蔽罩，連接元件，同時要保證屏蔽罩與面板良好的接觸性能，實現電磁屏蔽。3.3屏蔽窗設計對指示器、監視器等，設計人員可以結合實際情況，設計導電玻璃，然后連接到面板，對高頻電磁屏蔽結構，可以使用金屬夾絲層的導電玻璃。

4結束語

綜上所述，在進行電子設備屏蔽結構設計過程中，設計人員要結合實際屏蔽要求，采用合適的設計方式，針對設計不同的情況，選擇合理的材料，從而提高設備抗電磁干擾性，獲得良好的屏蔽效果，發揮電子設備的重要作用。

參考文獻

[1]白宏兵.某型電子設備電磁屏蔽的結構設計[J].電子世界，2013（15）：147.

[2]呂景峰，陳玲香.電子設備結構設計中的電磁兼容[J].電子世界，2013（12）：163+165.

[3]史廣偉，孫麗萍.電子設備的電磁屏蔽設計及復合材料屏蔽檢測的應用[J].制造業自動化，2011（05）：215-217.

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[5]張忠海.電子設備電磁屏蔽的結構設計[J].機械與電子，2005（05）：74-77.

篇2

【關鍵詞】電子設備 結構設計 可靠性

就目前形式下，人們借助電子學原理而制作成的各種設備、裝置、儀器、儀表等等都被統稱做電子設備。電子設備最主要的用途就是進行電子元器件的支撐，借助電纜聯系電路能夠最大程度的滿足各種電氣需求。在結構設計的過程中，不但需要對固定安裝的各種元器件規格有所了解，而且需要將驅動器、變頻器等一同納入進考慮范圍。

1 電子設備設計的基本方式

1.1 確立設計方案

設計工作人員在接到了設計任務之后，需要對設備協議之中的各種內容提出相應的技術指標。主要是因為其是設計、制造、檢驗與使用的參照標準。在電子設備方案之中需要將設備的使用方式、使用參照條件、外形大小、裝飾與表面涂飾等各方面的要求，同時還需要標注清楚具體的生產制造工藝、包裝運輸以及保存等等多方方面的要求。設計人員同時需要工作的實際情況，明確各項技術指標中的詳細內容。

1.2 設計人員與電氣人員的配合

二者需要有商有量，需要配合協商的問題包括了：要清楚附有外形大小和安裝尺寸的電子元器件的參數表、需要對設備的使用環境情況以及設備的功率要求有明確的認知、需要對各種重要元器件的屏蔽和散熱要求有清楚了解、需要對各種有關電子設備內部走線和外部電纜走線的方式有清楚了解。

1.3 結合生產明確結構方式

電子設備結構中主要包含了插件的結構表現形式、單元盒結構組成形式、插箱組成結構形式、底板結構形式以及機體具體結構表現形式等等。在這之中，使用范圍最全面的就是插件的結構形式，詳見下圖，其構成主要是印制的電路板。除此之外機體的結構形式也被大范圍的使用在工業建設之上，樣式通常分成了柜式、箱式、臺式以及盒式。

1.4 外形尺寸的確立

依照具體設備對外形尺寸做確立，首先需要對電子設備內部零器件需要占用的空間大小做確定。車載船運以及航空使用的各種設備，當中的電子設備外形大小需要將門、艙、過道和安裝場地認真考慮分析。

插件小單元

2 設計規范化的基本原則

設計規范化就是要確保其實現各種有關的技術指標，針對一些可供維修使用的產品，指的是產品在規定的條件下和規定的時間內，依照具體規定的程序內容以及方式開展各項維修工作，這樣能夠讓產品始終維持或者恢復其工作的初始狀態。其針對著提升電子設備結構可靠性的各項要求，可以對以下幾方面內容做分析研究。

2.1 防腐蝕

首先，需要選擇有強耐腐蝕性的材料；另外，金屬結構的設計需要有合理化建設，防止發生接觸性腐蝕，在一些較容易出現腐蝕以及腐蝕程度最嚴重的部位需要將組織構建的厚度加厚。再次，對環境條件做調控，把設備抽成真空并且將干燥的氨氣以及氦氣等充進去，并且密封保存。另外使用電化學保護方式，其中包含了對陽極的保護以及對陰極的保護等等。

2.2 隔振緩沖

在電子設備之中使用的防振以及緩沖方式，總結起來有三方面的內容。第一，降低或者消除振動與沖擊造成的干擾源；第二，當出現外部環境有較高的振動情況時，能夠選擇在設備與基礎條件之間，加裝一個減振器，從而實現減少振動與沖擊等對設備造成危害的影響。第三，使用有阻尼的操作結構，針對各種撓性設備的振動分析需要充分考慮到設備彈性而誘發的各種共振效應，為了有效的降低共振的頻率，需要在結構之中添加入相應的阻尼材料。

2.3 電子設備散熱

相關實踐因素證明，電子元件的故障會伴隨著元件溫度的上升而遞增，電子設備的線路性能和溫度之間的變化呈反比的關系。電子設備散熱結構的可靠性設計，首先需要將各項主要參數要素加入考慮范圍之中，比如各個元件的發熱功率和具體的散熱面積等等。設備冷卻方式的確定以及冷卻介質的流量估計主要受制于這些數據的精準性。除此之外，還需要清楚的了解到各個設備適應的工作環境。

3 電子設備規范化設計中的因素要點

3.1 利于操作與維修

為了讓電子設備的操作更加的簡單可靠，設計人員在進行電子設備設計之前，需要先做一次深入全面的研究，對比了解各種同類產品的具體工作情形，將一些需要修理的部位做記錄。切實的了解清楚各個電子設備內部的零器件區位，比如維修過程中要使用到的區位等等。

3.2 提高生產率

電子設備的結構在技術上需要應該選擇現金、創新的結構。使用各種全新的技術和全新的操作工藝，進而不斷的提升勞動生產效率。在電子設備中的各個零部件和生產元器件的規格需要盡量的少，設備之中的機械零器件需要具備相對完好的結構工藝性特點。在整個電子設備之中，零部件和各種元器件的技術參數與尺寸大小需要盡量的實現標準化和規格化要求。整個設備之中需要使用到的各項原材料不管是品種還是規格都要盡量的少，設備的零部件加工精細程度和相應的技術條件需要有所匹配，不能夠無限制的追求高精度。

3.3 造型美觀

電子設備的造型設計其實就是將一些先進的科學技術和現代化的審美理念做有機的結合，找尋一個最和諧統一的使用環境，遵循基本的協調要素。電子設備結構設計的需要將美觀和實用的關系協調好，盡可能的創造出美觀且實用的產品。

4 結語

電子設備可靠性指的是在產品的限定時間內，在規定的使用條件之下，完成一些力所能及的事物。只有提升了電子設備的可靠性和設計的規范化，才可能保證工作的有效性與工作的質量。本次研究中對電子設備結構的可靠性和規范化設計進行了簡要的闡述，并且分析了幾項提升電子設備可靠性的方式，以期最大程度的提升電子設備的可靠性。

參考文獻

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[2]季馨.軍用電子設備結構設計水平評估體系淺議[J]. 現代雷達.2010，03（12）.

[3]王紅芳，趙玫，施兆昌，徐曉. 船用電子設備結構可靠性設計[J]. 中國儀器儀表.2011，05（23）.

篇3

電子設備結構設計電磁兼容設計中，常見問題體現在PCB設計、屏蔽設計、濾波設計、接地設計等方面，它們的出現，不僅降低工作效率，還可能導致安全事故發生。為應對這些問題，實際工作中應該有針對性采取處理措施，并重視電子設備的養護管理，提高設備綜合性能。

關鍵詞：

電子設備；結構設計；電磁兼容設計

1前言

電子設備結構設計構成比較復雜，它是由PCB、屏蔽系統、濾波、接地系統組合而成的綜合設備。隨著技術創新發展，綜合性能更為強大，功能更加多元化，內部結構也更加復雜。但不能否定的是，如果忽視設計和管理工作，往往容易出現故障，不僅影響工作進度，還可能引發安全事故，降低電子設備的工作效率和綜合效益。文章結合電子設備結構設計和運行作業的基本情況，探討常見的不足，并有針對性的提出設計對策，希望能為實際工作提供指導與借鑒。

2電子設備電磁干擾源分析

電子設備運行過程中，往往受到內部和外部干擾，影響設備的正常運行，需要提高設計水平，促進設備作用的充分發揮。

2．1內部干擾

內部各元器件之間相互作用，進而產生干擾現象，對設備運行帶來不利影響。常見形式如下:元器件發生漏電現象而引起干擾，無線電信號出現耦合，導線之間出現互感現象引起內部干擾。元器件工作時間過長導致發熱，影響元器件運行的穩定性。公共地線上匯集電流，當電子設備在運營時，會出現電壓降低現象，對設備產生不必要的干擾。

2．2外部干擾

外部電源及高電壓出現絕緣漏電現象，對電子設備產生干擾。功率大的外部設備產生較強的磁場，出現耦合進而導致干擾現象發生。外部空間電磁波干擾電子設備正常運行，設備在溫度不穩定的環境下工作，導致設備參數改變，也會干擾電子設備正常運行。

3電子設備結構設計電磁兼容設計的不足

電子設備結構設計中，有些設備存在質量缺陷，操作人員的綜合技能不高，存在違規違章操作現象，可能導致電子設備出現相應的故障，制約設備綜合性能的發揮，常見故障體現在PCB設計、屏蔽設計、濾波設計、接地設計等方面。

3．1PCB設計的不足

例如，PCB尺寸設計不合理，忽視對其綜合性能的考慮，PCB板和元器件布局設計不到位，未能對各項參數全面考慮，難以提高設備的抗干擾能力，也制約電磁兼容性能提升。

3．2屏蔽設計的不足

組合體之間的電接觸設計不合理，屏蔽材料選擇不到位。設備機箱縫隙的屏蔽設備設計不到位，制約屏蔽設計水平提升，也難以提高電子設備的抗干擾性能。

3．3濾波設計的不足

設計過程中忽視對設備性能進行全面考慮，未能采取有效措施切斷電磁干擾源，出現電磁干擾現象。

3．4接地設計的不足

接地點位置不合理，忽視考慮接地工作需要。電路組合接地方案不科學，抑制接電干擾措施不到位，降低接電設計水平，對設備運行也帶來不利影響。

4電子設備結構設計電磁兼容設計的對策

為避免結構設計中可能出現的故障，提高施工作業效率，更好處理作業中遇到的問題，結合實際工作需要，筆者認為今后應該采取以下處理措施。

4．1PCB設計對策

首先，合理進行PCB尺寸設計。考慮抗噪音和抗串擾性能，提高尺寸合理性，避免出現尺寸過大或過小情況，使其更好發揮作用。其次，PCB板布局設計。盡量縮短高頻元器件之間的連線，合理布置電路各功能單位的位置，確保信號流通性良好，盡量讓信號流通方向保持一致。合理確定元器件參數，提高設備性能，并讓元器件平行排列，增強抗干擾能力。最后，元器件布局設計。采用集成電路元器件，增強其抗干擾性能，提高電磁兼容性能。

4．2屏蔽設計對策

合理設計屏蔽組合體各部分之間的電接觸，將接觸電阻降到最小。屏蔽材料選用導磁率和導電率較高的材料，可在高導磁材料表面增加一層高導電率材料，促進材料的抗干擾能力增強。采取相應措施，提高設備機箱縫隙的屏蔽效果。將帶背膠的鈹青銅簧片粘貼于機箱縫隙結合面處，促進屏蔽效果提升。機箱制作時，應該合理采用焊接措施，確保焊縫平滑和連續，讓接縫處和金屬板的射頻電阻盡可能相等，有效提升屏蔽效果。

4．3濾波設計對策

切斷沿導線傳播的干擾源，從而有效落實電磁兼容設計方法。采用兩個電容器和一個電感器組成π型濾波器，作為濾波形式，并消除電路間的耦合，促進電磁兼容設計水平提升。將差模和共模濾波單元組合起來，抑制電流，降低高頻段噪聲衰減，提高兼容設計水平，促進設備綜合性能提升。

4．4接地設計對策

合理選擇接地點，提高電路組合接地方案科學性。采用多點就近接地方式，讓接地點間的電位差盡量接近，避免相互之間產生干擾。要確保接地線和接地面的直流搭接阻抗小于2．5mW，確保電氣連接的可靠性。注重接地面處理，提升抗氧化和抗腐蝕性能，促進接地設計水平提升。

4．5電子設備結構其他設計對策

重視接電保護工作，當電子設備出現損壞現象時，要檢查各項設備，掌握設備的綜合性能，確保滿足要求。結構出現損失時，應該及時更換新的設備，保證設備運行的安全。還要提高電子設備設計和維修人員素質，完善設計措施和管理制度，加強電子設備的性能監測，及時排除故障，確保電子設備性能良好。

5結語

電子設備在日常運行中，由于受到自身質量狀況、所在環境、工作人員操作技能等因素的影響，可能出現相應故障。如果未能及時處理，會影響作業順利進行。實際工作中應該認真分析形成原因，有針對性的采取控制和完善措施，將故障及時排除，提高電磁兼容設計水平，促進電子設備有效運行。

參考文獻:

［1］張敏．電子設備的電磁兼容設計［J］．科技風，2016(5)，86．

［2］劉麗平．電子設備電磁兼容設計研究［J］．信息與電腦，2013(1)，16～17．

［3］劉興俊．電子設備結構設計中的電磁兼容［J］．中國新技術新產品，2015(3)，2～3．

篇4

我國是一個有高原、多山的國家，我國高原主要有黃土高原、云貴高原、青藏高原。由于各高原地理緯度不同、地面性質不一樣，氣候也有差別。在我國的高原地區擁有得天獨厚的風、光資源，對清潔可再生能源的利用具備很好的自然條件。因此，近年來，隨著一批風電項目、光伏項目、風-光-儲項目進軍高原，可再生新能源項目在高原的建設加快，在未來將在我國的高原地區形成“高原風谷”、“高原光谷”的獨特風景。

關鍵詞：高原型，結構設計

Abstract：Our country is a plateau, mountainous country, China's main plateau of loess plateau, eastern yunnan-guizhou plateau, the qinghai-tibet plateau. Because each plateau geographical latitude, the ground is not the same as the nature of the different, climate also have a difference. In our plateau has advantaged wind, light resources, to clean the use of renewable energy has very good natural conditions. Therefore, in recent years, with a number of wind power projects, the wind, and photovoltaic project-light-store project into the plateau, renewable energy projects in the highlands of new construction speed up, in the future will be in China's plateau form "plateau of the wind", "plateau optical valley" the unique scenery.

Keywords: plateau type, the structure design

中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：

引言：

由于高原運行環境與普通低海拔環境有很大差異，作為產品結構設計人員需要針對高原的環境特點進行特殊的結構處理來滿足設備在高原環境的安全可靠運行。本文結合我公司的風、光變流器變器以及SVG設備等產品的在高原環境下的應用情況分析高原型電力電子設備結構設計要點。首先介紹了高壓環境的主要特點；接著針對高原環境特點對設備的性能影響分析；根據高原環境對設備性能影響的分析從結構設計方面提出具有的解決辦法，其中結構設計也主要考慮從散熱、絕緣、凝露以及機械結構件及材料的設計考慮等方面處理。

（一）高原氣候特點：

高原具有較惡劣的自然氣候條件，對電力電子的設備性能影響較大，高原氣候的主要特點有：

（1）空氣壓力或空氣密度低；

（2）空氣溫度較低，變化較大；

（3）空氣絕對濕度較小；

（4）雷暴日多；

（5）太陽幅射照度（紫外線）較高；

（6）降水量較少；

（7）年大風日多；

（8）土壤溫度較低，且凍結期長。

以上特點是行業內針對高原氣候形成的普遍共識，但我國的高原地區分布較廣，各高原地區的氣候也存在差異。其中尤其以西南地區的云貴高原氣候存在一定的特殊性。云貴地區河流眾多，地形復雜，山谷間的水汽不易發散，在清晨和傍晚經常起霧。在相對濕度接近飽和的情況下，晝夜溫差將造成嚴重的凝露。而且，云貴高原的高濕季節持續時間較長。因此，設備在高原氣候應用必須考慮各高原地區的氣候差異。

（二）高原氣候條件對電力電子設備性能的影響：

 空氣壓力或空氣密度對性能的影響：

氣壓低 電氣間隙的擊穿電壓降低絕緣強度降低

空氣稀薄風流量減小相對散熱能力減弱

 空氣溫度較低及溫度變化對性能的影響：

溫度低凍結器件壽命受影響

溫度變化大凝露爬電

 空氣濕度對性能的影響：

濕度小電氣間隙的擊穿電壓降低絕緣強度降低

濕度大積水爬電

 太陽幅射照度（紫外線）較高對性能的影響：

紫外線高破壞功率器件的空間電荷區電場器件失效

紫外線高有機保護材料老化絕緣強度降低

（三）高原型電力電子設備的結構設計要點：

1. 高原型電力電子設備絕緣的設計：

空氣壓力或空氣密度的降低，引起外絕緣強度的降低。在海拔至5000m范圍內，每升高1000m，即平均氣壓每降低7.7～10.5kPa,外絕緣強度降低8%～13%.根據安規（如IEC60664-1）對絕緣的相關規定：由系統電壓、過壓等級和絕緣等級確定所需電氣間隙距離，并按海拔高度進行修正。

電氣間隙修正系數

15 000 12.00 6.67

平均絕對濕度隨海拔升高而降低。絕對濕度降低時，電工產品的外絕緣強度降低，因此要考慮工頻放電電壓與沖擊閃絡電壓的濕度修正。濕度修正以零海拔時的平均絕對濕度：11g/m3為基準，具體修正按GB311.2中有關規定。

我司的高原型設備嚴格執行安規審查，按照海拔4000m考核電氣間隙與爬電距離，保證足夠的電氣間隙與爬電距離。

其中結構布置時分項審查主要有：

單板：PCB改板，加大電氣間隙

主功率回路：增加絕緣防護

隔離帶：一次回路與二次回路隔離，確保電氣間隙符合要求，如設置變壓器隔離、UPS隔離等

配電器件：更換部分器件，如用高原型斷路器替換普通型斷路器。所有配電器件逐一分類審查：開關類、接觸器類等。

同時結構件設計時候優化導電體形狀，加大電氣間隙與爬電距離。嚴格按照標準測試驗證，測試電壓5000Vdc/1min，漏電流

2. 高原型電力電子設備散熱設計：

空氣壓力或空氣密度的降低引起空氣介質冷卻效應的降低。對于以自然對流、強迫通風或空氣散熱器為主要散熱方式的電工產品，由于散熱能力的下降，溫升增加。在海拔至5000m范圍內，每升高1000m，即平均氣壓每降低7.7～10.5kPa,溫升增加3%～10%.

空氣溫度最高值與平均值隨海拔的升高而降低。高原環境空氣溫度的降低可以部分或全部補償因氣壓降低而引起的電氣設備溫升的增加。環境空氣溫度補償值為 0.5K/100m。

高原環境對采用空氣冷卻方式的電力電子設備的散熱有利也有弊，所以散熱結構設計時候要綜合考慮雙方面的影響。設計要點：保證良好的風道設計；高可靠性的器件選擇；合適的散熱風機選擇；合理的器件布局；增加柜內擾流措施。

3. 高原型電力電子設備凝露處理的設計：

高原環境溫差變化大容易產生凝露現象，我司主要通過以下方式來解決凝露問題

 加熱除濕

通過加熱除濕裝置使柜內溫度高于環境溫度，實時檢測柜內溫度濕度，嚴格控制濕度小于85%。

 增大爬電距離

在易發生爬電的位置增加安全柵格。

 將可能的放電點密封

密封放電點，使之與外部完全隔離。

 柜內擾流

增加擾流裝置，使凝露不易發生。

 三防處理

對單板噴涂三防漆。

4. 高原型電力電子設備機械結構件及材料的設計考慮：-

對于器件內部機械傳動件，如操作手車、脫扣器等要考慮高原溫度變化大而造成材料變形對公差的影響，這些在設計對應器件時要加以考慮；

絕緣材料的選擇，應盡量選用受溫差變化不大和防老化程度高的絕緣材料（如DMC或SMS模塑料等），在保證高強度的同時，變形量和老化程度較小，適應其對絕緣配合要求較高的地方。

參考文獻

[1] JB/T7573-94《高原環境條件下電力電子產品通用技術條件》

[2] 安規IEC60664-1

[3] 廣東明陽龍源電力電力電子有限公司結構設計規范.

篇5

關鍵詞：電子設備;結構設計;工藝設計

結構設計是為了滿足電子產品的各項功能和電性能，使設備在各種既定環境下都能正常工作所進行的設計。它可以把產品的外觀直接展現出來，在一定程度上決定了產品的可靠性、壽命及性價比。好的設計應合理滿足整機的性能要求，在市場上具有競爭力。產品的工藝性能直接影響到產品性能和戰術技術指標的實現。工藝設計的最高原則是以最少的社會勞動消耗創造出最大的物質財富，這個原則也是企業賴以生存和發展的基礎。無論哪類電子設備的設計都離不開結構，整機結構設計水平的高低和工藝技術的好壞對于產品質量至關重要。電子設備的故障或失效大都可歸結為設計上沒有想到或沒意識到某些細節或約束，一些通用設計的技術、準則、理念和方法必須被予以重視并深入貫徹到產品研發中去。

1某系統電子設備結構設計

1.1概述

某系統主要由多路耦合器、終端機和信號分配器組成，采用19英寸標準機柜上架安裝方式。各設備遵循標準化、系列化、通用化設計原則，顏色、標識、銘牌、把手和接口連接器選擇均符合系統設計規范要求。根據研制方案確定電氣功能、性能及使用環境要求，經研究分析整機結構形式和尺寸約束后，初步進行元器件布局、布線和組裝設計，合理選用材料、涂鍍、加工手段，采用通用件和標準件，簡化制造工藝，積極運用成熟技術。后通過軟件進行三維實體建模、裝配仿真、應力應變分析、熱流分析，進一步優化零部件結構。

1.2多路耦合器機

箱箱體及內部隔板全選用鋁合金板，銑削成型，并通過相互搭接、螺釘擰緊固定。選用鋁合金板，是因其具有重量輕、加工定位準確、易開溝槽安裝固定屏蔽材料、裝配拆卸簡便、外形美觀等優點。多路耦合器采用模塊化設計理念，將防雷電路、放大電路和功率分配電路分別安裝在鋁合金板銑削成型的屏蔽盒內，構成單獨的防雷模塊、放大模塊和功率分配模塊。為便于器件散熱，將散熱器緊貼機箱左側板，電源模塊緊貼機箱右側板，放大模塊和功率分配模塊固定在散熱器上，并分別在安裝貼合面涂敷導熱硅脂。由于電源模塊較重，為滿足沖擊、振動試驗要求，設計固定架使其一側與底板連接，另一側包住電源與右側板。防雷模塊安裝在前隔板預設位置，并與中隔板和后隔板一起組成隔板部件，組裝時將其整體插入機箱。各模塊用隔板隔開，分別安裝在3個相對封閉獨立的隔段內，盡可能避免電源與模塊、模塊與模塊間的電磁互擾。多路耦合器結構形式如圖1所示。

1.2.1終端機

箱體是機箱結構的主體部分，是設備功能模塊的安裝載體，也是機箱結構的集中受力體。根據安裝器件的尺寸、重量和位置，同時考慮振動、沖擊對結構強度的影響，參考壓鉚螺釘、壓鉚螺母柱的鉚接裝配要求，核算確定各面板材料及厚度。終端機結構形式如圖2所示。終端機由16個解調模塊組成，外部線纜通過航空插座進入機箱并通過雙絞塑膠線與母板歐式插座連接。由于結構尺寸的限制，一個航空插座需通過8路音頻信號或8路串口數據，為避免設備內部多路信號互相串擾，走線及母板設計盡量將多路同類信號線分開。另外所有解調板都安裝了背板進行電磁屏蔽隔離、安全防護和固定，以提高電氣連接的可靠性。導軌支撐部件由托板、導軌和連接條構成，主要起約束解調模塊自由度的作用，模塊的插拔、固定簡單方便。終端機前面板左、右兩側各開設一個進風口，出風口安在后面板中部，風扇裝在機箱外側向外抽風。由于風扇轉動把箱內的熱空氣強制抽出，使機箱內產生負壓，吸引機箱外的冷空氣由進風孔口進入，從而形成空氣交換。為避免導軌支撐部件阻擋、妨礙空氣在箱內流通，導軌上設計有導風孔，冷空氣經導風孔流過帶走解調模塊散發的熱量。其基本任務是在熱源至熱沉之間設計一條低熱阻的通道，保證熱量迅速傳遞出去，以便滿足可靠性要求[1]。另一方面，設計導風孔還起到減輕設備重量的作用。兼顧電磁屏蔽和良好通風的雙重要求，通風開口處分別安裝了屏蔽通風窗，為進一步提高屏蔽效果，屏蔽通風窗與箱體固定貼合面還粘結橡膠密封絲網組合襯墊。終端機風道設計如圖3所示。

1.2.2信號分配器

以前設計的機箱大多采用零部件搭接、螺釘擰緊固定的結構形式，為滿足強度和電磁兼容性要求，完成箱體組裝往往要使用很多螺釘，這使得設備拆卸、裝配十分繁瑣，維修性不好。為解決此問題，信號分配器設計采用插裝結構形式，如圖4所示。根據裝配順序將底板插入前面板、后面板、左側板和右側板底部對應的溝槽，推動左、右側板使其與前、后面板互相卡住，然后用螺釘進行固定。把隔板插入箱內使其與底板和后面板配合，分別將濾波器、電源模塊和主板模塊安裝在隔板分開的兩個封閉隔段內，盡可能避免電源對主板模塊的電磁騷擾。將蓋板榫齒插入前面板頂部后面的溝槽中，往前推動蓋板使其后端向下插入左、右側板卡槽，用螺釘將蓋板與箱體固定。信號分配器全部零部件共計12個，結構簡單，組裝方便。

2某系統電子設備工藝設計

2.1概述

某系統電子設備環境適應性要求比較苛刻，設計人員不僅要將“六性”設計理念融入、貫徹到研發工作中去，還需清楚產品的工藝流程。電子設備環境適應性主要取決于所選材料、構件、元器件的耐環境能力和結構設計、工藝設計采取的耐環境措施是否合理和有效[2]。裝聯工人應積極主動地提出合理化建議，配合工藝人員共同完善產品設計，這樣才能使設備滿足低溫、高溫、濕熱、鹽霧、霉菌、振動、沖擊、顛震等環境試驗要求。裝配、組裝質量不僅影響設備外觀，而且影響系統的性能，可以說系統的質量直接體現在焊接和組裝上。應合理安排裝配順序，注意前后工序的銜接，連接應牢固可靠，安裝方向、位置要正確，不損傷設備單元和零部件，不損傷面板等機殼表面涂覆層，確保電性能穩定和機械強度足夠。

2.2通用工藝技術

根據各種材料在實際應用中的表現，內部設計規范應明確禁止使用預鍍鋅鋼板。以前鈑金件多采用冷軋鋼板，加工后進行鍍鋅工藝處理，但其防護能力還是偏弱，長時間使用時會產生銹斑腐蝕，相關零件要求全部換成奧氏體不繡鋼，新產品設計不再使用冷軋鋼板。除鈍化處理外，奧氏體不繡鋼零件可不再做其他表面處理。電磁兼容設計應采取主動預防、整體規劃、“對抗”與“疏導”相結合的方針[3]。某系統電子設備的箱體材料全部選用鋁合金板材，機加工后進行導電氧化處理，使機箱內表面形成理論上連續的導電面。箱體搭接縫隙處全部安裝橡膠芯金屬絲網屏蔽條，這種屏蔽條既有很好的彈性，又抗永久壓縮形變，在潮濕及鹽霧環境中具有很強的抗電化學腐蝕性能。由于屏蔽條有彈塑性，按設計尺寸截取時不要用力拉伸，可先從一端塞入溝槽并順著按壓到另一端再截取，剪切屏蔽條時應使其端頭的橡膠芯微縮在絲網內，切忌安裝后屏蔽條端頭的橡膠芯露出金屬絲網很長。在設備通風開口處安裝屏蔽通風窗，利用截止波導原理解決通風和屏蔽這對矛盾。具體設計可參考GJB1046-1990《艦船搭接、接地、屏蔽、濾波及電纜的電磁兼容性要求和方法》(6.2.2.3截止波導通風孔)。電源線穿過箱體會使機箱整體屏蔽效能降低，為提高設備電磁兼容性，電源輸入接口采用將航空插座與電源濾波器做成一體的結構形式。在濾波器與后面板安裝固定面粘接扭角鈹銅簧片或導電襯墊，使殼體和機箱貼合并保證接觸良好，輸入輸出線不能靠得太近，引線盡量短且不能交叉，電源線不要與其他電纜捆綁走線。電源輸入接口旁邊就近設計安裝安全的螺栓，并將電源線安全地連接。帶有螺紋連接、壓合、搭接、鉚接、點焊、單面焊接等組合件，原則上不允許進行電化學處理，不同金屬材料組合在一起的部件不能進行溶液處理，這些組合件應盡可能采用涂漆，或分別進行電化學處理后再組裝。所有電化學處理都應在零件狀態(即非組合件)下進行。鋼鐵件在噴涂前應進行磷化處理，鋁件噴涂前應進行氧化處理(鑄鋁合金可采用噴砂處理)，以增加涂層附著力。體積和質量較大的模塊、晶振、線圈可用硅橡膠封裝或加固管腳。盡量降低元器件的安裝高度，縮短其管腳引線。導線穿過金屬孔或靠近金屬零部件時需用絕緣套管將導線套住，線束的安裝和支撐應當牢固，以免使用期間絕緣材料因磨損而短路。電路GND通過金屬化螺釘以及對應的阻焊亮銅帶和結構件良好搭接，對應的結構件不作噴漆處理。使用不銹鋼錯齒彈墊、棘爪彈墊、止退螺母等緊固件防止裝配松動。

3結語

隨著社會發展及加工技術的進步，產品的結構形式有了很大變化，從單機到系統，從最初主要使用型材、鈑金結構發展到數控銑削成型的零件實現形式，精密加工技術已開始影響電子設備的設計和生產。電子設備的結構及工藝設計是項目研制過程的重要組成部分，直接影響到產品的可靠性、穩定性和品質指標，并不僅是為硬件平臺做個外殼那樣簡單，需考慮多方面的約束因素以選擇最合理最可靠的設計技術。綜合某系統裝備介紹，可了解電子設備的結構形式及設計方法和在工程實際應用時采取的具體措施，對其他電子產品的結構及工藝設計具有一定的指導意義。某系統電子設備裝配拆卸簡單，生產維護方便，具備較高的標準化、系列化、通用化程度，符合國家標準有關要求。系統通過公司內部功能、性能測試和第三方電磁兼容試驗、環境試驗、信道試驗驗證，所有設備均滿足研制方案要求。

作者:彭輝 單位:

參考文獻

[1]邱成悌,趙惇殳,蔣全興.電子設備結構設計原理(修訂本)[M].南京:東南大學出版社,2005.