前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。

電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計范文第1篇

【關(guān)鍵詞】電子設(shè)備；結(jié)構(gòu)；設(shè)計

1 模塊化設(shè)計基本原理

所謂模塊，就是可組合成系統(tǒng)的、具有某種特定功能和接口結(jié)構(gòu)的、典型的通用獨立單元。這個定義揭示了模塊的如下特征：

（1）具有確定功能的單元

模塊雖是系統(tǒng)的組成部分，但它不是簡單對系統(tǒng)分割的產(chǎn)物，它具有明確的特定功能，這一功能不依附于其它功能而能相對獨立的存在，并不接受其它功能的干擾。沒有確定功能的單元不能算為模塊。由于模塊具有獨立的特定功能，因而它可以作為一個單獨的設(shè)計單元而分頭進(jìn)行設(shè)計。可以單獨制造，甚至預(yù)制，儲備，以供急需及維修之用。當(dāng)由專業(yè)廠生產(chǎn)制造時，則成為單獨的商品。對模塊的功能及性能可以單獨的進(jìn)行檢驗、調(diào)試、測試和試驗。

（2）是一個標(biāo)準(zhǔn)單元

模塊結(jié)構(gòu)具有典型性、通用性，并且往往可構(gòu)成系列。這正是模塊與一般部件的區(qū)別，或者說模塊具有標(biāo)準(zhǔn)化的屬性。模塊是通過對同類產(chǎn)品的功能和結(jié)構(gòu)的分析而分解出來的，是運用標(biāo)準(zhǔn)化中簡化和統(tǒng)一化方法而得出的具有典型性的部件，這一典型性正是模塊具有廣泛通用性的基礎(chǔ)。模塊的通用性是通過其接口的標(biāo)準(zhǔn)化或通用化實現(xiàn)的。模塊還常常按照系列化原理使其功能和結(jié)構(gòu)形成系列，以滿足不同規(guī)格、不同產(chǎn)品的需要。

（3）具有能構(gòu)成系統(tǒng)的接口

模塊應(yīng)具有能傳遞功能以及組成系統(tǒng)的接口（輸入、輸出）結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)是一個有序的整體，組合成系統(tǒng)的模塊既有相對獨立的功能，又互有聯(lián)系。模塊通過接口進(jìn)行串聯(lián)、并聯(lián)、輻射狀或網(wǎng)狀連接而構(gòu)成具有一定功能的系統(tǒng)。

2 電子設(shè)備結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計系統(tǒng)總體設(shè)計

2.1 系統(tǒng)設(shè)計思路

系統(tǒng)應(yīng)用模塊化設(shè)計思想實現(xiàn)電子設(shè)備結(jié)構(gòu)的模型建立。首先對設(shè)計對象進(jìn)行模塊劃分，得到其模塊劃分方案。然后分析每一個模塊，得到其零件組成，最后以模塊為單位，逐模塊逐零件的組合，完成電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)建模工作。以機載電臺為例，經(jīng)過模塊劃分，得到其劃分方案：電臺=底座模塊十本振模塊+前面板模塊。分析各個模塊的零件裝配情況得到電臺的所有零件裝配信息。之后按模塊從零件庫中逐一提取這些零件進(jìn)行裝配，完成設(shè)備的整機模型生成。最后將描述整機模型的所有幾何及物性參數(shù)存入數(shù)據(jù)庫，供各分析調(diào)用。

2.2 系統(tǒng)設(shè)計原則

根據(jù)現(xiàn)代CAD技術(shù)的發(fā)展情況以及所需解決具體問題的發(fā)展趨勢，提出在現(xiàn)CAD基礎(chǔ)上針對特定產(chǎn)品進(jìn)行二次開發(fā)。CAD部分進(jìn)行三維實體造型，為之的各種分析提供幾何模型信息。課題的開發(fā)遵循以下幾個原則：（l）采用面向?qū)ο蟮木幊谭椒?；?）采用三維參數(shù)化特征造型；（3）采用數(shù)據(jù)庫集成統(tǒng)一技術(shù)；（4）采用成本最省的設(shè)計方法。

為了節(jié)省開支，加速軟件的開發(fā)過程，在軟件設(shè)計過程中，除必須設(shè)計的程序之外，其它主要采用現(xiàn)有的軟件解決問題。這樣主要工作集中在建立系統(tǒng)及設(shè)計與各軟件之間的接口上。

2.3 系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)總體分為兩個模塊：基礎(chǔ)信息維護(hù)模塊和快速模塊化建模模塊，

2.3.1 基礎(chǔ)信息維護(hù)模塊

電子設(shè)備結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計系統(tǒng)的基礎(chǔ)信息維護(hù)模塊完成系統(tǒng)公用信息的輸、顯示、存儲和轉(zhuǎn)換，該部分的模塊劃分及其關(guān)系如下。

（1）信息庫維護(hù)模塊

電子設(shè)備信息庫存儲的信息包括電子設(shè)備結(jié)構(gòu)的三維模型、振動分析模型、熱分析模型、電磁兼容分析模型、優(yōu)化分析信息以及系統(tǒng)信息庫和零件庫等。其中：三維模型庫存放電子設(shè)備結(jié)構(gòu)的邏輯描述信息，包括設(shè)計目標(biāo)、設(shè)計約束、概念模型、結(jié)構(gòu)參數(shù)、零部件選型、零部件尺寸與約束等描述電子設(shè)備結(jié)構(gòu)的信息；振動分析模型庫存放載荷、約束等信息；熱分析模型庫以及電磁兼容模型庫存放熱分析和電磁兼容分析時需要的結(jié)構(gòu)所有熱及電磁兼容信息。優(yōu)化分析模型庫存放優(yōu)化目標(biāo)、設(shè)計變量、設(shè)計約束、變量歸并等信息。系統(tǒng)信息庫模塊負(fù)責(zé)電子設(shè)備結(jié)構(gòu)信息庫數(shù)據(jù)的讀取、查詢和存儲。該模塊為系統(tǒng)其它的設(shè)計模塊提供方便、透明的數(shù)據(jù)操作方法。零件庫維護(hù)模塊負(fù)責(zé)系統(tǒng)所有零件的基本幾何及物性參數(shù)維護(hù)工作。

（2）接口模塊

本系統(tǒng)以現(xiàn)有的商品化CAD軟件為基礎(chǔ)進(jìn)行開發(fā)，系統(tǒng)中包括UG等多種異構(gòu)的商品化軟件，因此軟件之間的集成工作就非常重要。接口模塊完成本系統(tǒng)與基礎(chǔ)平臺之間的無縫集成，其內(nèi)容包括界面集成和信息集成。我們采用了類似OLE的開發(fā)方案，即以C + +Builder開發(fā)的電子設(shè)備結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計系統(tǒng)的界面作為主界面，將UG等商品化軟件作為系統(tǒng)的某個功能模塊，以類似OEL的方式嵌入到電子設(shè)備結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計系統(tǒng)的主界面。數(shù)據(jù)操作時，從C++Builder主界面發(fā)送信息到應(yīng)用軟件，完成操作。

2.3.2 快速模塊化建模模塊

（1）工程維護(hù)

主要負(fù)責(zé)完成工程信息的維護(hù)工作，包括：工程號、版本號以及工程名稱的新建、修改和刪除操作。

（2）節(jié)點信息維護(hù)

維護(hù)工程中所用到的所有零件節(jié)點信息。類別維護(hù)：存儲了零件的類別信息。對于不同的零件，之后的振動等分析將進(jìn)行不同的處理；裝配關(guān)系維護(hù)：存儲零件在當(dāng)前工程中的零件號及其父零件號，根據(jù)這些信息可以唯一確定一個零件在當(dāng)前工程中的裝配情況；節(jié)點數(shù)據(jù)讀寫：完成節(jié)點信息從數(shù)據(jù)庫的讀取及寫入工作。

3 結(jié)論

本文把模塊化設(shè)計技術(shù)引入到電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計中，建立了計算機輔助模塊化設(shè)計系統(tǒng)，力圖解決現(xiàn)階段電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計方法落后、設(shè)計效率低下等問題。在模塊化設(shè)計思想的指導(dǎo)下，以通用CAD軟件UG為平臺，解決了UG內(nèi)外部環(huán)境聯(lián)合開發(fā)、異構(gòu)系統(tǒng)集成以及SQLSevrer數(shù)據(jù)庫操作三項技術(shù)難點，完成了電子設(shè)備結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計系統(tǒng)的開發(fā)。

參考文獻(xiàn)：

[1]童時中.模塊化原理設(shè)計方法及應(yīng)用.第l版.北京：機械工業(yè)出版社，2003年

電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計范文第2篇

【關(guān)鍵詞】電磁干擾；電子通信設(shè)備；機箱機柜；結(jié)構(gòu)設(shè)計

前言：

近年來，在通信技術(shù)不斷發(fā)展的環(huán)境背景下，通信技術(shù)的產(chǎn)品種類也在不斷的增多，其在發(fā)展的過程中，也面臨著很大的競爭壓力和更高的設(shè)計要求。針對于電子通訊設(shè)備的設(shè)計，我們不僅要保證其外形的美觀，更要保證其在應(yīng)用過程中的信號穩(wěn)定性，以及較強的抗干擾能力。為此，相關(guān)的人員必須對電磁干擾與電子通信設(shè)備機箱機柜的結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行認(rèn)真的研究和分析。

1.電子通信設(shè)備機箱機柜的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計

眾所周知，美國是最早開發(fā)電子控制裝置機箱機柜的國家，其逐步發(fā)展和完善，并日趨成熟。隨著電子行業(yè)的日益發(fā)展，中國的電子控制裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計也面臨著急需更新的局面。骨架主體是機柜構(gòu)成的重要組成部分，骨架也是其主要的荷載受力者。其整個強度和整個裝置的剛度直接影響設(shè)備的長期使用效果，其對設(shè)備使用的安全性和耐久性具有重要的意義和作用。通常情況下，機柜的骨架基本上在靜態(tài)的使用過程中不會出現(xiàn)問題，但是如果在起重、運輸以及突然的外部沖擊的過程中，其剛性就會大大的降低，進(jìn)而產(chǎn)生不穩(wěn)定和變形的效果，這樣就會對元器件造成了很大的損壞，在一定程度上，阻礙了電路的正常工作[1]。

2.機箱機柜的電磁干擾相關(guān)設(shè)計研究

首先，我們在設(shè)計的過程中，應(yīng)該加強對屏蔽體材料厚度的有效控制，我們?yōu)榱擞行У谋ＷC其屏蔽的效果，我們就需要對屏蔽體材料的厚度進(jìn)行有效研究，并且通過合理的公式來對其進(jìn)行科學(xué)的估算。通常情況下，我們將材料的厚度取值確定為鍍鋅鐵板相對導(dǎo)電率和鍍鋅鐵板相對導(dǎo)磁率的乘積。屏蔽材料的導(dǎo)磁率和導(dǎo)電率的成績越大，其干擾頻率也就及越強，其屏蔽的效果也就更好。通過材料的合理設(shè)計，我們就能夠更好的確定金屬屏蔽的厚度，進(jìn)而加強對電子設(shè)備的有效保護(hù)[2]。

其次，我們要能夠?qū)V波進(jìn)行合理的設(shè)計，我們要能夠?qū)﹄娫淳€的引出和引入信號線的傳導(dǎo)干擾進(jìn)行合理的設(shè)計。信號線和電源線是一個重要的載體類的干擾，其很容易通過兩個通道進(jìn)入機箱的內(nèi)部。因此，電源線的干擾應(yīng)該能夠根據(jù)頻率范圍的大小，按照相應(yīng)的規(guī)格和要求，有效實現(xiàn)對電路的保護(hù)。而且，電子設(shè)備的機箱接地是非常重要的，機箱本身是個掉電的物體，如果其干擾了發(fā)射體和接受體，就會直接嚴(yán)重的影響電子設(shè)備的運行。

最后，我們還應(yīng)該對電磁兼容性的設(shè)計給予完善，電子通信產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作組成部分包含很多，影響其性能的因素也有很多。一方面，電路模塊本身具有較強的抗干擾能力，抗電磁干擾屏蔽能力強。另一方面，電磁泄露的部分主要是在房屋的連接結(jié)構(gòu)處進(jìn)行集中。

我們要想處理好相應(yīng)的設(shè)備，使其能夠具有良好的電磁兼容性，那么我們就應(yīng)該加強對相關(guān)設(shè)計參數(shù)的有效和合理的控制[3]。

3.加強對電子通信產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的散熱設(shè)計

我們在實際的設(shè)計過程中，應(yīng)該選擇具有較大的熱導(dǎo)率材料，有效的增大其傳熱的面積，這樣就能夠更好的縮短熱導(dǎo)傳出的路徑。其次，我們要能夠根據(jù)的實際的情況，設(shè)計具有一個特殊的通道，實現(xiàn)有效的通風(fēng)。我們主要采用的方法就是在機箱的相對面或者溫差較大的面上開設(shè)熱控裝置，通過這樣的方式，有效的增加風(fēng)扇的強制散熱能力。最后，我們可以采用一些鋁合金或者金屬材料，這樣能夠更好的提高熱輻射效率，使其具有更好的散熱效果。

4.機箱機柜的減震設(shè)計

我們在實際的設(shè)計過程中，還應(yīng)該對震源的強度進(jìn)行合理和有效的控制，為了有效的保證動態(tài)平衡，我們可通過對降低整體設(shè)備的不平衡，提高其阻尼能力，對于天線的部分，我們應(yīng)該對相關(guān)的設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化，實現(xiàn)有效的減震目的。針對于一些會產(chǎn)生摩擦的零部件，我們應(yīng)該其進(jìn)行一些緩沖設(shè)計，采用精密的軸承，有效的減少摩擦，更好的降低震源的強度。并且在設(shè)計的過程中，我們還要能夠?qū)ο鄳?yīng)的性能指標(biāo)參數(shù)給予合理的優(yōu)化，這樣就能夠?qū)τ嬎愕姆椒ê蛿?shù)據(jù)進(jìn)行合理的治療，進(jìn)而實現(xiàn)良好的設(shè)計效果[4]。

5.機箱機柜整體造型的設(shè)計

機柜的框架對于整體形狀是非常重要的，櫬耍我們也要對結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行合理的設(shè)計。當(dāng)對相應(yīng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，也要能夠充分的意識到工作的重點，合理的處理前門操作和人際交互，這也是機柜設(shè)計的核心。門前結(jié)構(gòu)是非常復(fù)雜的，我們通過對統(tǒng)一的顏色特征和分割功能的顏色設(shè)計的使用，能夠更好的實現(xiàn)對相應(yīng)造型的首要設(shè)計。

6.加強對機箱機柜的環(huán)境設(shè)計

我們在實際的環(huán)境設(shè)計的過程中，應(yīng)該加強對室內(nèi)環(huán)境和室外環(huán)境的設(shè)計，針對于室內(nèi)的環(huán)境，我們要保證電子設(shè)備能夠正常工作，任何電子設(shè)備應(yīng)該能夠有效的抵抗一些電磁波，這樣才能夠減少對其它電子設(shè)備的電磁干擾。與此同時，我們還應(yīng)該意識到電子設(shè)備在戶外，其面臨的環(huán)境更加惡劣，我們在對其進(jìn)行使用的過程中要考慮雨水、陽光照射等多種因素的影響，這樣均能夠有效的降低損壞，更好的抵御惡劣的環(huán)境。如果外部的環(huán)境的較為惡劣，我們要能夠?qū)ζ浣o予特殊的保護(hù)，根據(jù)不同的環(huán)境對電子設(shè)備進(jìn)行防塵處理，使其更好的適應(yīng)環(huán)境的變化，從而在一定程度上，提高相關(guān)設(shè)備的可靠性。

結(jié)語：

綜上所述電子通訊設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計，能夠有效的保證相關(guān)產(chǎn)品的可靠性和適用，為人們的生產(chǎn)和生活提供便利的條件，使其更好的符合社會現(xiàn)代化的發(fā)展進(jìn)程。為此，相關(guān)的人員在研究和設(shè)計的過程中，應(yīng)該對相關(guān)的問題環(huán)節(jié)給予合理的完善和優(yōu)化，更好的提高產(chǎn)品的電磁兼容性和散熱能力，協(xié)調(diào)產(chǎn)品設(shè)計的結(jié)構(gòu)，促進(jìn)電子產(chǎn)業(yè)更快更好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]葉志紅. 電子設(shè)備電磁干擾分析的高效時域算法研究[D].西南交通大學(xué)，2016.

電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計范文第3篇

【關(guān)鍵詞】溫度；電子設(shè)備；干擾影響；抑制方法

為了保證電子設(shè)備的使用功能和使用壽命，要盡量消除溫度對電子設(shè)備的干擾影響，結(jié)合溫度干擾因素，制定完善的溫度抑制解決方案，防止溫度過高造成電子設(shè)備的損壞，進(jìn)而為電子設(shè)備的安全高效運行提供重要保障。在這樣的環(huán)境背景下，探究溫度對電子設(shè)備的干擾影響及抑制方法具有非常重要的現(xiàn)實意義。

1溫度對電子設(shè)備的干擾影響

1.1發(fā)生設(shè)備故障

在電子設(shè)備實際運行中，產(chǎn)生熱量會帶動環(huán)境溫度的變化，形成溫度波動，改變電子設(shè)備內(nèi)部電子元器件參數(shù)，造成熱擾動。這種熱擾動現(xiàn)象和溫度成正比，溫度越高，熱擾動就會越劇烈。在這樣的環(huán)境下，電子設(shè)備中的電子元期間發(fā)生故障的幾率會大大增強，甚至?xí)斐呻娮釉骷挠谰眯允?，破壞電子元器件的運行穩(wěn)定性，進(jìn)而縮短電子設(shè)備的使用壽命，對電子產(chǎn)品綜合使用性能形成極大的抑制。從另一個角度上看，當(dāng)電流流經(jīng)阻值導(dǎo)體后，會產(chǎn)生一定熱量，盡管熱量很小，但這種熱量會逐漸累積，進(jìn)而造成溫度過高而發(fā)生電子設(shè)備故障。

1.2產(chǎn)生熱噪聲

除了引發(fā)電子元器件的故障和失效之外，過高的溫度會促使電子器件產(chǎn)生熱噪聲，從電阻元件上看，電阻器在實際運行中產(chǎn)生熱量而提高環(huán)境溫度，而過高的環(huán)境溫度會形成噪聲電壓，噪聲電壓是電阻器運行中的必然產(chǎn)物，屬于固有噪聲源。這種熱噪聲是連續(xù)性不規(guī)則寬頻譜噪聲，會隨著溫度的升高而加劇。除了電阻元件之外，半導(dǎo)體二極管和三極管也會產(chǎn)生熱噪聲，并隨著溫度的升高改變元件運行參數(shù)，這種參數(shù)變化具有極大的危害性，破壞電路實際運行，不利于工作效率的提升。

2抑制電子設(shè)備溫度升高的有效方式

2.1熱傳導(dǎo)

在電氣設(shè)備各個電器元件不發(fā)生相對位移的過程中，借助分子、原子和自由電子等微觀離子熱運動性而形成熱量傳遞，稱為熱傳導(dǎo)。一般而言，強化傳導(dǎo)散熱的的主要措施為：（1）選擇導(dǎo)熱系數(shù)較大的原材料進(jìn)行傳導(dǎo)零件制造：（2）增加和導(dǎo)熱零件的實際接觸面積；（3）減少熱傳導(dǎo)路徑，提高導(dǎo)熱效率。值得注意的是，在熱傳導(dǎo)路徑中杜絕絕熱元件或是隔熱元件的設(shè)置，防止影響導(dǎo)熱效果。特別是在線導(dǎo)熱過程中，單位時間內(nèi)面積固定面積熱量和該點溫度日度、垂直導(dǎo)向方向截面積存在成比例關(guān)系，即為傅立葉導(dǎo)熱定律，其向量表達(dá)為ф=-λA•аt/аx，其中，ф為熱流量；λ為導(dǎo)熱系數(shù)；A為垂直于熱流方向截面積；аt/аx表示在X方向上溫度變化率。

2.2對流散熱

對流散熱主要是流動氣體或是液體和固體壁面接觸中，由于二者存在溫度差而引起的熱能傳遞，在實際應(yīng)用中包括自然對流與強迫對流兩種形式。自然對流是指流體的冷熱兩部分存在密度差而形成的熱量對流傳遞，其熱量對流的劇烈程度主要由流體溫差、類型和所處空間位置決定。若流動氣體或是液體由于泵、風(fēng)機等外力因素影響，在流體內(nèi)部形成壓力差，則為熱量強迫對流，其對流激烈程度主要由流體內(nèi)部壓力差、流體類型和流道結(jié)構(gòu)環(huán)境等因素決定。針對電子設(shè)備而言，這種流體一般為空氣，強化對流散熱措施為：（1）加大空氣冷熱溫差；（2）加大空氣和固體壁面的實際接觸面積；（3）加大環(huán)境介質(zhì)的流動速度，其對流換熱公式為ф=hcA(tw-tf)，其中hc為對流換熱系數(shù)；A為對流換熱面積；tw為熱表面溫度；tf為冷卻流體溫度。

2.3輻射散熱

輻射換熱和對流換熱、熱傳導(dǎo)等散熱方式存在本質(zhì)上的區(qū)別，主要將熱量以光速透過真空，實現(xiàn)熱量的轉(zhuǎn)移和傳遞。依據(jù)熱轄射研究理論，將波長為0.1μ-100μ線視為熱射線，其傳播過程極為熱輻射。強化輻射散熱具體措施為：一是在發(fā)熱體表面設(shè)置散熱涂層；二是提高熱射線和周圍間的溫度差；三是增加輻射體表面積，其中物體熱輻射能力計算公式為：ф=ßAσ0T4（tw-tf），其中，ß為物體表面黑度；A為輻射表面積；σ0為斯蒂芬-玻爾茲曼常，取值為5.67x10-8/m2•K4；T為物體表面熱力學(xué)溫度。

3電子設(shè)備熱結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.1電子箱熱結(jié)構(gòu)設(shè)計

電子箱熱結(jié)構(gòu)設(shè)計主要將自然對流散熱方式和熱傳導(dǎo)有效的結(jié)合在一起，將元件板與電子箱均熱化，為了提高設(shè)備檢測要求和檢修標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計人員要將電子設(shè)備中的元件板更換為可替換插入式印版，結(jié)合設(shè)計結(jié)構(gòu)規(guī)劃插拔模塊，讓插入式印版可以對準(zhǔn)插座，進(jìn)而接電運行。各個插拔模塊以楔形塊為主要鎖緊元件，降低插入式印版結(jié)構(gòu)熱阻，通過插拔模塊和印版間接觸壓力、面積進(jìn)行熱量傳導(dǎo)，形成導(dǎo)熱通道，進(jìn)而實現(xiàn)對電子設(shè)備溫度干擾的抑制。

3.2元器件熱安裝

由于印板組裝密度高，為了提高導(dǎo)熱效率，除了使用散熱型印板外，還要在電子設(shè)備元器件進(jìn)行熱安裝，將元器件設(shè)置在導(dǎo)熱條中，減少元器件到印板之間的熱阻。在大功率熱器件安裝中，安裝人員要在元器件表面涂抹導(dǎo)熱脂，降低界面熱阻，進(jìn)而提高元器件導(dǎo)熱效率。由于電子設(shè)備工作頻率和工作范圍的不穩(wěn)定，使得元器件引線與印板熱系數(shù)存在差距。在這種溫度循環(huán)下，工作人員要盡量消除熱應(yīng)力，將軸向引線柱形元件熱應(yīng)力控制在2.54mm以下，如圖1所示，提高預(yù)留應(yīng)變量，采取各種有效的導(dǎo)熱途徑減少熱阻，方便各個器件的熱耗通過最小的熱阻傳遞到冷卻通道，提高電子設(shè)備散熱效果。

3.3元器件布局結(jié)構(gòu)

在進(jìn)行電子設(shè)備元器件熱結(jié)構(gòu)布局中，一般同一印板中的元器件要依據(jù)熱量大小和耐熱程度進(jìn)行排列，電解、電容等耐熱性較差的元器件要設(shè)置在冷卻氣流上游位置，即為進(jìn)風(fēng)口處；而電阻、變壓器等耐熱效果較好的元器件則要設(shè)置在冷卻氣流最下游，即為出風(fēng)口處。針對集成混合電路安裝環(huán)境而言，設(shè)計人員要將大規(guī)模集成電路設(shè)置在冷卻氣流上游處，而小規(guī)模集成電路則設(shè)置在冷卻氣流下游處，平衡印板元器件溫度，防止局部溫度過高的情況發(fā)生。一般在水平方向上，大功率器件要貼近印板邊緣位置，減少傳熱路徑，提高散熱效率；在垂直方向上，大功率器件要貼近印板上方位置，防止器件運行中各個器件溫度干擾，遵循均熱化原理，進(jìn)而提高元器件布局的合理性，有效抑制溫度對電子設(shè)備的影響。

4結(jié)束語

本文通過研究溫度對電子設(shè)備的干擾影響及抑制方法，提出熱傳導(dǎo)、對流散熱、輻射散熱等溫度抑制方法，設(shè)計電子設(shè)備熱結(jié)構(gòu)，采取各種有效的途徑減少熱阻，方便各個器件的熱耗通過最小的熱阻傳遞到冷卻通道，提高電子設(shè)備散熱效果，為電子設(shè)備穩(wěn)定運行提供重要的保障。

參考文獻(xiàn)

[1]周景民.密閉電子設(shè)備散熱技術(shù)研究及元器件布局優(yōu)化模擬[D].吉林建筑大學(xué),2016.

[2]李力,郭仲歧,張登舟.溫度對電子設(shè)備可靠性的影響及熱控制的經(jīng)濟效益[J].航空計算技術(shù),2016(02):23-26.

電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計范文第4篇

【關(guān)鍵詞】艦船;電子設(shè)備;熱設(shè)計

1.引言

艦船電子設(shè)備內(nèi)部存在大量的元器件，電子設(shè)備在工作過程中這些元器件會產(chǎn)生大量的熱量，設(shè)備內(nèi)部的溫度也隨之升高，當(dāng)溫度升高到一定的程度將會影響設(shè)備的正常工作，需要結(jié)構(gòu)設(shè)計時對艦船電子設(shè)備進(jìn)行散熱設(shè)計。散熱設(shè)計是艦船電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要內(nèi)容，是保證艦船電子設(shè)備能否安全可靠工作的重要條件之一，它對于提高艦船電子設(shè)備的工作可靠性，延長其使用壽命具有非常重要的意義。

2.傳熱的基本形式及原理

2.1 熱傳導(dǎo)

傳導(dǎo)是熱量在直接接觸的兩個物體之間傳遞。其物理本質(zhì)是物質(zhì)微粒通過微觀熱運動以內(nèi)能的形式在接觸面上傳遞。

利用熱傳導(dǎo)散熱可采用以下措施：（1）采用導(dǎo)熱系數(shù)大的材料制作導(dǎo)熱零件。導(dǎo)熱系數(shù)以金屬為最大，非金屬次之;―般采用鋁型材作為散熱零件。（2）加大與熱傳導(dǎo)零件的接觸面積。空氣導(dǎo)熱系數(shù)小，如果兩物體之間接觸不好有空氣，則空氣起到隔熱作用，導(dǎo)熱量減少;因此應(yīng)壓力均勻地增大接觸壓力（減小接觸面粗糙度）以排除空氣減小熱阻。

2.2 熱對流

對流是依靠發(fā)熱物體周圍的流體介質(zhì)的流動將熱量轉(zhuǎn)移的過程。由于流體運動的原因不同，可分為自然對流和強迫對流兩種。自然對流由溫差引起.是由于流體冷熱不均，各部分密度不同引起介質(zhì)自然的運動。強迫對流是受機械力作用（如軸流風(fēng)機）促使流體運動，促使流體高速流過發(fā)熱物體表面以加強對流作用。兩種對流方式的比較如表1所示：

表1 自然對流與強迫對流的比較

對流方式 熱阻 結(jié)構(gòu) 控制

自然對流 較高 簡單 被動的，不可以控制

強迫對流 較低 復(fù)雜，需外加能源使散熱劑流動 主動的，可以控制

利用熱對流散熱可采用以下措施：（1）加大溫差t，即降低散熱物體周圍對流介質(zhì)的溫度。（2）加大散熱器的散熱面積;采用有利于對流散熱的形狀：將散熱器做成肋片、直尾形和叉指形等。（3）加大對流介質(zhì)的流動速度，選用有利于對流散熱的介質(zhì)，帶走更多的熱量。

2.3 熱輻射

輻射是熱量以電磁波的形式向外傳播。由于溫度升高，物體原子中電子振動的結(jié)果引起了輻射，任何物體都在不斷地輻射能量;這種能量落在其他物體上，一部分被吸收，一部分被反射，另一部分要穿透該物體;物體所吸收的那部分能量就轉(zhuǎn)化為熱能。

利用熱輻射散熱可采用以下措施：（1）增加散熱表面粗糙度，粗糙表面熱輻射的能力較大。如將艦船用加固計算機箱體表面噴無光黑漆以增加熱輻射作用。（2）加大輻射體與周圍環(huán)境溫差，即周圍介質(zhì)溫度越低越好。

（3）增大輻射體表面積。

3.散熱方式的選擇

艦船電子設(shè)備的散熱方式主要有自然散熱、強迫風(fēng)冷、液體散熱等幾種。散熱方式的選擇需根據(jù)具體情況確定;通常主要考慮艦船電子設(shè)備的體積功率密度。

3.1 自然散熱

自然散熱是指在不使用外部輔助能量的情況下，通過傳導(dǎo)、對流和輻射的方式將熱量帶走。因此在設(shè)計中盡量減小大功耗器件和外殼之間的熱阻，讓熱量快速傳到外部。如在柜體上開通風(fēng)孔利于空氣對流作用;同時，進(jìn)出風(fēng)口要開在溫差最大的兩處，進(jìn)風(fēng)口設(shè)計在柜低，出風(fēng)口設(shè)計在柜頂，這樣會大幅增加散熱的效率。

3.2 強迫風(fēng)冷

強迫風(fēng)冷關(guān)鍵是要建立有效的氣流通道，將熱量按設(shè)計好的路徑從各單元傳送到設(shè)備外部。系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口不可太近，否則容易出現(xiàn)氣流短路現(xiàn)象。強迫風(fēng)冷系統(tǒng)中風(fēng)源的產(chǎn)生有兩種方法：一是在艦船電子設(shè)備內(nèi)部采用軸流風(fēng)機抽風(fēng)，以加速空氣流量，利于電子器件的快速散熱;二是在柜體本身開設(shè)多個通風(fēng)孔，通過外部氣源經(jīng)通風(fēng)孔鼓風(fēng)，以達(dá)到散熱的效果。

3.3 液體散熱

液體散熱系統(tǒng)的設(shè)計流程：確定散熱方式―選擇散熱液―傳熱計算―確定散熱流量和流速―選擇熱交換機―計算散熱液的溫差―確定二次散熱的流量―計算熱交換機中換熱系數(shù)、傳熱面積，并對交換機進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計―計算散熱系統(tǒng)的阻力損失―選擇泵和電機。在選擇液體散熱時，首選直接液體散熱，如果達(dá)不到要求，可選擇間接液體散熱的方式。

3.4 各種散熱方法的熱流密度和體積功率密度

溫升為40℃時，各種散熱方法的熱流密度和體積功率密度值如圖1和圖2所示。

圖1 溫升為40℃時的各種散熱方法對應(yīng)熱流密度

圖2 溫升為40℃時各種散熱方法對應(yīng)體積功率密度

3.5 根據(jù)熱流密度和溫升的要求進(jìn)行選擇

按照圖3關(guān)系進(jìn)行散熱方法的選擇，適用于溫升要求不同的各類設(shè)備的散熱。

圖3 溫升要求不同的各類設(shè)備的散熱

3.6 散熱方法選擇示例

一功耗300W的電子組件，將其安裝在248mm×381mm×432mm的機箱里，在正常室溫的空氣中工作，是否需要對機箱采取特殊的散熱措施？

體積功率密度：

熱流密度：

由于很小，而值與圖l中空氣自然散熱的最大熱流密度比較接近，因此不需要采取特殊的散熱方法，依靠空氣的自然對流散熱就可以了。若采用強迫風(fēng)冷，熱流密度為820W/m2時，可以將機箱表面積設(shè)計減小一半。

作為艦船上艙室外的設(shè)備，由于海上環(huán)境比較潮濕、酸性比較大;對設(shè)備內(nèi)部的元器件腐蝕很嚴(yán)重，一般考慮密閉設(shè)計。一般在密閉設(shè)備的印制插件上加裝導(dǎo)熱板，使器件產(chǎn)生的熱量通過導(dǎo)熱板傳到機殼上，然后通過機殼將熱量散到機外。

作為艦船上艙室內(nèi)的設(shè)備，一般采用“自然散熱+強迫風(fēng)冷”的組合方式。

4.艦船電子設(shè)備的自然散熱設(shè)計

4.1 元器件熱設(shè)計

印制板上的元器件散熱，主要依靠傳導(dǎo)提供一條從元器件到印制板的低熱阻路徑以帶走元器件的熱量，降低元器件的溫升。

為了降低熱阻，一般用導(dǎo)熱硅膠將元器件直接粘到印制板上;安裝大功率器件時，一般先用導(dǎo)熱硅膠將其與散熱型材粘接在一起然后再將一整體固定到印制板上;有大、小規(guī)模的集成電路混合安裝的情況下，應(yīng)盡量把大規(guī)模的集成電路放在散熱氣流的上游，小規(guī)模的放在下游，以使印制板上的器件溫升趨于均勻。

4.2 印制板熱設(shè)計

常用的PCB板為多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，多層板結(jié)構(gòu)有利于PCB的散熱;其法向和平行方向的導(dǎo)熱性能差異很大，通常平行方向的導(dǎo)熱能力要強于法向方向。為了增加PCB的導(dǎo)熱能力，可采用鉚接導(dǎo)熱條進(jìn)行散熱。

由于印制板導(dǎo)線通電后溫升過高，需選擇厚一點的銅箔，同時增大銅箔表面積。對于雙面裝有器件的區(qū)域，為改善散熱，可以在焊膏中摻入少量的細(xì)小銅料，以增加焊點高度，使器件與印制板間隙加大，增大對流散熱的效果。金屬化過孔時孔徑、盤面大一些利于散熱。大功耗的器件如無法避免需集中放置，則要將矮的元器件放在氣流的上游，以保證冷卻風(fēng)量經(jīng)過熱耗集中區(qū)。

4.3 傳導(dǎo)熱設(shè)計

導(dǎo)熱通路中的接觸熱阻是由于兩個相互接觸的面之間的貼合不完全，而是只有某些點接觸所致。因此在降低表面粗糙度的同時適當(dāng)增加兩個接觸面上的壓力可以減小接觸熱阻。一般將發(fā)熱量大的器件直接與安裝底板剛性聯(lián)接，通過底板將熱量傳導(dǎo)到機殼上。

4.4 結(jié)構(gòu)熱設(shè)計

采用自然散熱的艦船電子設(shè)備機箱、機柜、顯控臺等熱設(shè)計的主要任務(wù)是在保證設(shè)備承受外部各種電磁環(huán)境、機械應(yīng)力的前提下，充分利用傳導(dǎo)、對流、輻射，最大限度地把元器件產(chǎn)生的熱量散發(fā)出去以保證設(shè)備正?？煽康毓ぷ?。

具體設(shè)計要點如下：（1）艦船電子設(shè)備機箱在滿足電磁兼容環(huán)境及結(jié)構(gòu)強度要求的前提下，應(yīng)盡量多開一些散熱通風(fēng)孔，以及通過箱體利用傳導(dǎo)進(jìn)行散熱;（2）艦船電子設(shè)備機柜上發(fā)熱量大的器件固定在底板上時與機殼之間應(yīng)留有一定的散熱空間，距離一般應(yīng)大于35 mm，同時要靠近通風(fēng)口安裝，利用對流進(jìn)行散熱;（3）艦船電子設(shè)備機柜后蓋板開孔以作為氣流的通道，開孔的大小與散熱空氣進(jìn)出流速相適應(yīng);遵循進(jìn)出風(fēng)口距離盡量遠(yuǎn)，且進(jìn)風(fēng)口在柜底，出風(fēng)口在柜頂?shù)脑瓌t;柜體與底座要剛性聯(lián)接，接觸面清潔、光滑、面積盡可能大;（4）艦船電子設(shè)備機柜柜體、顯控臺臺體內(nèi)外表面涂漆利用輻射降低內(nèi)部器件的溫度;（5）艦船電子設(shè)備機柜、顯控臺在利用軸流風(fēng)機進(jìn)行強迫風(fēng)冷結(jié)構(gòu)設(shè)計時，為避免氣流回流，進(jìn)風(fēng)口面積應(yīng)大于各分支風(fēng)道截面積之和。

5.結(jié)束語

艦船電子設(shè)備的熱設(shè)計是一項十分復(fù)雜的工作，有待解決的問題很多。在艦船電子設(shè)備的散熱中，必須將元器件產(chǎn)生的熱量從元器件傳到最終散熱體。為了使器件保持較低溫度，必須使器件與最終散熱體的熱阻最小，提高工作可靠性，減少經(jīng)濟損失，這樣才能保證艦船電子設(shè)備正常可靠地工作。

參考文獻(xiàn)

[1]謝德仁.電子設(shè)備熱設(shè)計[M].南京：東南大學(xué)出版社，1989.

[2]斯坦伯格.DS 電子設(shè)備冷卻設(shè)計[M].北京：航空工業(yè)出版社，1995.

電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計范文第5篇

【關(guān)鍵詞】電源 熱設(shè)計；數(shù)值仿真；Flotherm

1.引言

復(fù)雜的機載電子設(shè)備由于內(nèi)部各功能模塊需要各種不同量值的電壓，需要將機上輸入的單一電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換以滿足設(shè)備工作需求，所以一般都需要自帶電源模塊。另一方面由于機上空間及有效核載有限，機載電子設(shè)備向小型化發(fā)展，由于設(shè)備從傳遞文本信號向傳遞語音、視頻等高密度信號發(fā)展，實時數(shù)據(jù)處理量急劇增大，設(shè)備向高速化、集成化發(fā)展，這對設(shè)備的電源模塊提出了很高的要求。同時，由于電源模塊轉(zhuǎn)換效率有限，平臺輸入功率的很大一部分都成為了熱功耗。這部分熱功耗會造成元器件溫度的急劇升高，進(jìn)而影響到電源模塊的工作性能。

某高速寬帶通信設(shè)備由數(shù)據(jù)處理、功放和電源等模塊組成。根據(jù)系統(tǒng)功能計算出設(shè)備正常工作時電源模塊的熱功耗約為120W。高溫（70℃）下器件工作溫度不超過100℃。受設(shè)備整機尺寸限制，分配到電源模塊的外形尺寸為寬X高X深=50X190X300（mm）。通過計算可得設(shè)備體積熱功率密度為4.2×104W/m3。由參考文獻(xiàn)[1、2]可知，在溫升40℃時空氣自然冷卻的體積功率最大為0.9×104W /m3，故自然散熱已經(jīng)無法滿足本模塊散熱要求，而強迫風(fēng)冷散熱能力足夠。經(jīng)溝通，機上可提供入口為5℃的冷卻風(fēng)，風(fēng)量可選，但要求設(shè)備出風(fēng)口溫度不低于60℃，以達(dá)到機上冷卻源的有效利用，故該設(shè)備最終采用風(fēng)冷冷卻方式。

2.模塊結(jié)構(gòu)熱設(shè)計

從風(fēng)冷具體形式上看，冷卻風(fēng)掠過電源板直接冷卻雖然效率高，但根椐以往同類設(shè)備設(shè)計經(jīng)驗，考慮到設(shè)備需要進(jìn)行濕熱、鹽霧、電磁屏蔽等環(huán)境試驗，電源板直接在風(fēng)道中的形式較難通過。故采用風(fēng)冷殼體的形式，將器件發(fā)熱導(dǎo)至殼體，再由冷卻風(fēng)帶出。電源模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計為：模塊由電源殼體、電源板和蓋板組成。

殼體正面腔體中安裝電源板，用蓋板密封，背面腔體與數(shù)據(jù)處理模塊的殼體間為風(fēng)道。風(fēng)道殼體表面做導(dǎo)電氧化處理。

電源板上主要發(fā)熱器件有6個，為了減少界面熱阻，各主要發(fā)熱器件先固定在殼體腔底，再將其管腳焊接在印制板上，器件和安裝面間隙填充高導(dǎo)熱系數(shù)的軟錫箔紙以減小界面熱阻[3]。殼體正面布局如圖1所示。

風(fēng)道一個進(jìn)口，兩個出口，進(jìn)出口的大小和位置由設(shè)備整機給定。風(fēng)道內(nèi)部設(shè)計散熱齒（風(fēng)道深度10mm，散熱齒高9.5mm）以提高散熱效率，設(shè)計散熱齒后風(fēng)道布局如圖2所示。

3.模塊散熱仿真分析

CFD仿真軟件可以在設(shè)計初期模擬驗證設(shè)計方案的可行性，目前常用的專業(yè)電子設(shè)備散熱分析軟件有Icepak、FLOTHERM等。本文應(yīng)用FLOTHERM分析模塊的散熱。將簡化后的電源模塊結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)入Flotherm建立熱仿真模型，分析常溫和高溫下模塊散熱性能。

仿真條件如下[4]：環(huán)境溫度分別設(shè)置為25℃和70℃，入口冷卻風(fēng)5℃，固定流量入口。殼體材料Al5A06，器件材料設(shè)為Si_typical，錫箔紙由于厚度太小用一界面熱阻代替。

風(fēng)道部分和器件部位網(wǎng)格局部加密，考核入口流量在0.0016m3/s至0.0051m3/s之間變化時，器件工作溫度和出口溫度，仿真分析得到器件穩(wěn)態(tài)工作溫度和出口平均溫度隨流量變化曲線如圖3所示（前期仿真分析表明D5溫度最高，故器件僅以D5代表）。

從圖中可以看出，流量大于0.0023m3/s后，高溫下器件工作溫度低于100℃，流量小于0.0036m3/s，常溫下出口流體平均溫度高于60℃。兩者都滿足的模塊散熱風(fēng)量應(yīng)在0.0023-0.0036m3/s之間選擇。此區(qū)間風(fēng)道隨力曲線如圖4所示。

4.結(jié)論

（1）對該電源模塊，強迫風(fēng)冷入口流量在0.0023-0.0036m3/s之間時，既可滿足高溫下器件工作溫度不高于100℃，又可滿足常溫下出口風(fēng)溫不低于60℃的要求。

（2）應(yīng)用CFD軟件Flotherm可以在模塊設(shè)計初期方便快速地模擬出設(shè)備的熱性能，對強迫風(fēng)冷設(shè)備還可計算出風(fēng)阻特性曲線。從而快速確定設(shè)計方案，從而縮短整個設(shè)備的研發(fā)周期，在激烈的市場競爭中贏得先機。

參考文獻(xiàn)

[1]電子設(shè)備可靠性熱設(shè)計手冊[M].北京：電子工業(yè)出版社，1989.

[2]張瑜，電子設(shè)備熱設(shè)計與分析[J].航空兵器，2011，2.