龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/bf6736802.html, 大功率LED灯散热器结构设计 作者：潘裕向文江 来源：《山东工业技术》2018年第05期 摘要：针对大功率LED灯工作时散热性差、灯具光功率减小、灯芯片易老化等问题，对大功率LED灯的散热器结构进行研究。详细介绍了LED灯散热技术、灯具的热分析及散热片的优化设计，并就LED灯散热问题在ANSYS软件中搭建模型进行散热器结构参数设计与热分析。仿真结果表明，通过热分析实现对LED灯散热结构参数设计，理论上在大功率LED灯中安装优化设计后的散热片可以很好的解决灯具工作时的散热问题。 关键词：大功率LED灯；热分析；ANSYS软件 DOI：10.16640/https://www.doczj.com/doc/bf6736802.html,ki.37-1222/t.2018.05.005 0 引言 发光二极管（Light Emitting Diode，LED）属于21世纪具有好的发展前景的新型冷光源[1]。LED灯的发光原理理就是靠是靠发光二极管内部的PN结里的电子在能带间跃迁进而产生光能，但芯片会出现发热的现象，尤其是大功率型LED。若将多个LED串并联组装成一个模组，其散发出的热量会大大增加。目前，LED整体工作效能不是很好，只有15%-20%的电能量成功转化为光能，而剩余的80%-85%的电能量则通过其它形式转化为热能，致使芯片功率 密度变得很大。在行业内LED器件的散热性整体而言较差，首先，因为发白光的LED灯其发光的光谱中并不包含红外部分，即其工作时产生的热量不能依靠红外辐射进行释放；其次，LED灯具本身的扩散热阻与解除热阻很大，工作时产生热量较多。在LED灯工作时，若散热性不好将会产生十分严重的后果[2]，如缩减LED灯的光能量输出，减少器件的使用寿命，会造成LED发射光的主波长产生偏移等。 近年来，如何使LED灯工作时产生的热能以最快的方式散发出去这一关键问题被国内外学术界关注，进而相对应地进行各种研究。由于LED灯具多采用经验化设计进行散热，散热装置过于传统且专业性不高，导致当前LED灯具的散热问题仍未得到解决。因而，通过对大功率LED灯具的热分析与热设计后进行散热器的结构设计具有及其重要的现实意义。 论文详细介绍了LED灯的散热技术并建立相应散热器模型，然后选取了一款大功率的LED灯作为论文的研究模型，利用ANSYS有限元分析软件[3]对该款LED灯模型进行热分析，得到灯具各点的温度分布与芯片工作时产生的最高温度，在上述测量数据的基础上对该灯的散热结构进行优化设计，最终得到十分满意的散热效果。 1 LED灯散热技术及模型建立 1.1 LED灯散热技术
夏天到来，专注DIY的我们开始对CPU散热器“关怀备至”。其实，这个能让CPU“变废为宝”的小小玩意，始终都是众多DIYer们关心的热门话题，尤其是那些超频发烧友。近期AMD X2处理器不断降价，Intel新双核奔腾、单核酷睿赛扬各显神通，这些低端单/双核超频悍将给主流DIY市场留下了太多的想象空间。跃跃欲试的主流玩家希望购买到最匹配的散热器“压榨”CPU性能。 纵观市场上的CPU散热器，从低端的纯铝鳍片，到中端的纯铜、铝鳍塞铜式、铝鳍压铸铜式、热管式，再到高端的水冷、油冷、半导体制冷、压缩机制冷、干冰制冷、液氮制冷、液氦制冷等等一应俱全。散热方式从被动散热到主动散热，再到主动制冷，品种五花八门，种类极其繁多。 在如此琳琅满目的散热器产品中，如何才能挑选到适合自己的CPU散热器呢？下面我们就从“理论”入手，详细介绍一下各种材质、结构散热器的性能分析。 风冷散热器 作为中低端散热器市场的首要选择，风冷散热器在性价比上获得了很好的平衡。材质普通、结构简单的产品几十元即可买到，应付入门级处理器超频没有问题。而要想获得更高性能，风冷散热器一样可以提供材质高档、结构先进的“前卫”型产品。一套完整的风冷散热器应该是由散热片、风扇和扣具三部分组成，下面我们分别进行介绍。 散热片 1．纯铝散热片 纯铝散热片 这种散热片是目前使用率最高的散热片之一，整体采用纯铝制造。铝是地球上含量最高的金属，成本低和热容低是其主要特点。虽然吸慢，但放热快，散热效果跟其结构和做工成
正比。散热片数越多、底部抛光越好，散热效果越好。其散热原理非常简单：利用散热器上的散热片来增大与空气的接触面积，再利用风扇来加速空气流动从而带走散热片上的热量。采用纯铝材质的散热片价格低廉，搭配低端CPU使用性价比合理。 2．纯铜散热片 纯铜散热片 顾名思义，纯铜散热片的材质为纯铜。因为铜跟铝相比有个先天的优点：热传导效能为412w/mk，比铝的226w/mk提高了将近1倍，但铜也有个先天的缺点：热容太高了。也就是说这种散热片吸热快但放热慢，热量在铜片中大量聚集，需要配合高转速大尺寸风扇才能满足散热需求。 由于铜具有良好的韧性，因此制造上要比铝容易得多。散热片的密度也可以比铝做得更高，散热面积也相应更大，这些都可以弥补其热容高所导致散热慢的不足。但纯铜的成本要比铝高很多，还要搭配更高档次的风扇才能满足散热需求，直接导致纯铜散热器的价格居高不下，目前已经慢慢退出独立散热器的历史舞台。 3．铝鳍塞铜式散热片 铝鳍塞铜式散热片
第一章概述 1．1电子设备结构设计与制造工艺 1．1．1现代电子设备的特点 当前，电子技术广泛地应用于国防、国民经济各部门以及人民生活等各个领域。 由于生产和科学技术的发展，新工艺和新材料应用，超小型化元器件和中大规模、超大规模集成电路的研制和推广，使电子设备在电路上和结构上产生巨大的变化。小型化、超小型化、微型化结构的出现，使得一些传统的设计方法逐渐被机电结合、光点结合等新技术所取代，再加上电子设备要适应更加广泛的用途和恶劣苛刻的工作环境，就使当代电子设备具有不同于过去的特点。这些特点可归纳为以下几方面： 1．设备组成较复杂，组装密度大 现代电子设备要求具有多种功能，设备组成较复杂，元器件、零部件数量多，且设备体积要小，组装密度大。尤其是超大规模集成电路及其衍生的各种功能模块的出现，使电子设备的组装密度较过去提高了很多。 2．设备使用范围广，所处的工作环境条件复杂。 现代电子设备往往要在恶劣而苛刻的环境条件下工作。有时要承受高温、低温和巨大温差变化；高湿度和低气压；强烈的冲击和振动；外界的电磁干扰等。这些都会对电子设备的正常工作产生影响。 3．设备可靠性要求高、寿命长 现代电子设备要求具有较高的可靠性和足够的工作寿命。可靠性低的电子设备将失去使用价值。高可靠性的电子设备，不仅元器件质量要求高，在电路设计和结构设计中都要作出较大的努力。 4．设备要求高精度、多功能和自动化
现代电子设备往往要求高精度、多功能和自动化，有的还引入了计算机系统，因而其控制系统较为复杂。精密机械广泛地应用于电子设备是现代电子设备的一大特点。自控技术、遥控遥测技术、计算机数据处理技术和精密机械的紧密结合，有的电子设备要求有智能实现人机交流，使电子设备的精度和自动化程度达到了相当高的水平。 上述电子设备的特点，只是对整体而言，具体到某种设备又各具自己的特点。由于当代电子设备具有上述特点，对电路设计和结构设计的要求更高了，设计、生产人员充分了解电子设备的特点，对于确保电子设备的性能满足使用要求十分必要的。 1．1．2 电子设备的制造工艺和结构设计 工艺工作是企业生产技术的中心环节，是组织生产和指导生产的一种重要手段。在产品的设计阶段，它的内容是确定产品的制造方案并完善生产前的技术准备工作；在产品的生产制造阶段，它的主要内容是组织指导符合设计要求的加工生产，直至出厂为止而采取的必要的技术和管理措施。工艺工作按内容可分为工艺技术和工艺管理，前者是生产实践劳动技能和应用科学研究成果的积累和总结，是工艺工作的核心；后者是对工艺工作的计划、组织、协调与实施，是保证工艺技术在生产中贯彻和发展的管理科学。工艺技术的实现和发展是由科学的工艺管理工作来保证和实现的。工艺工作将各个部门、各个生产环节联系起来成为一个完整的整体。它的着眼点就是促进每项工作操作简单、流畅、高效率、低强度。 设计和制造电子设备，除满足工作性能的要求外，还必须满足加工制造的要求，电路性能指标的实现，要通过具体的产品结构体现出来。电子设备是随着电子技术的发展而发展的，其结构和构成形式也随之发生变化。初期的设备较简陋，考虑的主要问题是电路设计。到二十世纪四十年代，出现了将复杂设备分为若干部件，树立起结构级别的先进想法；为防止气候影响，研制出密封外壳；为防止机械过载而研制出减振器，设备结构功能进一步完善，结构设计成为电子设备设计的内容。随后，由于军用电子技术的发展和野战的需要，结构设计的内容逐步丰富起来。目前，结构设计在电子设备的设计中占有较大的
1．1电子设备结构设计与制造工艺 1．1．1现代电子设备的特点 当前，电子技术广泛地应用于国防、国民经济各部门以及人民生活等各个领域。 由于生产和科学技术的发展，新工艺和新材料应用，超小型化元器件和中大规模、超大规模集成电路的研制和推广，使电子设备在电路上和结构上产生巨大的变化。小型化、超小型化、微型化结构的出现，使得一些传统的设计方法逐渐被机电结合、光点结合等新技术所取代，再加上电子设备要适应更加广泛的用途和恶劣苛刻的工作环境，就使当代电子设备具有不同于过去的特点。这些特点可归纳为以下几方面： 1．设备组成较复杂，组装密度大 现代电子设备要求具有多种功能，设备组成较复杂，元器件、零部件数量多，且设备体积要小，组装密度大。尤其是超大规模集成电路及其衍生的各种功能模块的出现，使电子设备的组装密度较过去提高了很多。 2．设备使用范围广，所处的工作环境条件复杂。 现代电子设备往往要在恶劣而苛刻的环境条件下工作。有时要承受高温、低温和巨大温差变化；高湿度和低气压；强烈的冲击和振动；外界的电磁干扰等。这些都会对电子设备的正常工作产生影响。
3．设备可靠性要求高、寿命长 现代电子设备要求具有较高的可靠性和足够的工作寿命。可靠性低的电子设备将失去使用价值。高可靠性的电子设备，不仅元器件质量要求高，在电路设计和结构设计中都要作出较大的努力。 4．设备要求高精度、多功能和自动化 现代电子设备往往要求高精度、多功能和自动化，有的还引入了计算机系统，因而其控制系统较为复杂。精密机械广泛地应用于电子设备是现代电子设备的一大特点。自控技术、遥控遥测技术、计算机数据处理技术和精密机械的紧密结合，有的电子设备要求有智能实现人机交流，使电子设备的精度和自动化程度达到了相当高的水平。 上述电子设备的特点，只是对整体而言，具体到某种设备又各具自己的特点。由于当代电子设备具有上述特点，对电路设计和结构设计的要求更高了，设计、生产人员充分了解电子设备的特点，对于确保电子设备的性能满足使用要求十分必要的。 1．1．2 电子设备的制造工艺和结构设计 工艺工作是企业生产技术的中心环节，是组织生产和指导生产的一种重要手段。在产品的设计阶段，它的内容是确定产品的制造方案并完善生产前的技术准备工作；在产品的生产制造阶段，它的主要内容是组织指导符合设计要求的加
航空电子产品结构设计中的电磁兼容性(EMC 设计 摘要 :本文简述了航空电子产品电磁兼容设计的重要性 , 着重介绍了电磁兼容性结构设计的重要内容之一——屏蔽设计的原理及几种屏蔽设计的实用方法。 关键词:电磁兼容性屏蔽 一引言 电磁兼容性技术又称环境电磁学,是近代发展起来的新的学科领域。它涉及到电路设计、结构设计、工艺及安装等方面的问题。随着电子技术的发展 ,电子设备的发射功率将更高, 无线电射频源的密度将更太, 未来的电磁环境也将更加严酷。现在我国已经将电磁兼容性能提高到与产品指标同等重要的地位 ,不满足电磁兼容性要求的军品不能装机。对于从事军工产品的设计人员来说 ,应该尤为重视产品的电磁兼容性设计。在飞机中,窄小的空间装备着大量的各种类型的电子设备,如接收系统、发射系统、控制设备、天线、雷达等等 ,导致电磁环境极为复杂 , 相互间的电磁干扰非常严重。系统电磁兼容性设计不良的飞机,发生防御电子系统和进攻电子系统的相互干扰不能同时工作 ,甚至发生通信设备导致武备系统误动作的情况都是不乏其例的。 二电磁干扰方式 电子设备结构设计中常见的电磁干扰方式主要有: 传导干扰 传导干扰一般是指通过电源,电缆,布线系统,接地系统引起的串扰。辐射干扰 在高频情况下,电磁能量比较容易产生辐射。通常,在 MHz 以上,辐射就较明显,当导线长度超过四分之一波长时,辐射功率将很大。 三电磁兼容(EMC 设计的主要内容及方法
电磁兼容设计的主要方法有屏蔽、滤波、接地等。屏蔽是结构设计中的主要使用方法。 3.1屏蔽 电磁屏蔽是利用金属板、网、盖、罩、盒等屏蔽体阻止或减小电磁能量传播所采取的一种结构措施。常用的方法有静电屏蔽,磁屏蔽和电磁屏蔽。 (1静电屏蔽 静电屏蔽主要是为了抑制寄生电容的耦合, 使电路由于分布电容泄漏出来的电磁能量经屏蔽接地而不致于串入其它电路,从而使干扰得到抑制。静电屏蔽的基本方法是采用低电阻率材料作屏蔽体, 在感应源与受感器之间加一块与机壳接触良好的金属隔板网、罩或盒。可用铜、铝材做屏蔽外壳,要求不高的也可用钢材。机壳必须是导电良好、稳定可靠的导电体。静电屏蔽必须保证良好的接地,否则屏蔽效果将大大下降。 (2磁屏蔽 磁屏蔽主要是针对一些低阻抗源。例如变压器、线圈及一些示波器、显示器就可考虑用磁屏蔽。良好的低频屏蔽必须具有合适的电导率和高磁导率。磁屏蔽的基本方法是用高磁导率材料,如铁镍合金、镍铅合金、纯铁、铜作屏蔽材料, 做成屏蔽罩。 (3电磁屏蔽 电磁屏蔽就是对高频电磁辐射的屏蔽。 电磁屏蔽的主要方法是用金属材料做成屏蔽壳体。电磁屏蔽理论指出:电磁干扰在通过屏蔽体时, 一部分被反射, 未被反射的部分进入屏蔽层而被吸收转化为热能, 剩余的部分则穿透屏蔽层, 继续向外传播。 四几种屏蔽设计的实用方法
散热在结构设计中的应用___专栏！ 包括，散热方式的选择，结构的设计，材料选用等 我先根据个人的一点经验，总结出来随便谈谈。 根据热传导的途径来说，散热相应有以下三种主要方式： 一、散热片导热式散热 1、良好接触面：要求发热件与散热片要有良好接触，尽可能降低接触热阻，所以最好有大的接触面，接触面还需要有较高的光洁度，为了弥补因接触面的粗糙而导致的贴合不良，可以在中间涂抹导热脂，可以有效降低接触热阻； 2、良好的导热材料：铜、铝都有较好的导热性能，铜的导热系数虽然优于铝，但铜有密度太高、价格贵的缺点，所以实际应用中铝材是应用最多； 3、散热片固定方式：这个也是比较重要的一环，如果不能把发热件与散热片良好接触，也是无法有效把热量传导到散热器上的，应用中有直接用螺丝钉紧固的，也有用弹簧片压固的，可以根据需要选择设计，需要说明的是，有些功率器件和散热片之间有绝缘要求，中间选用的绝缘材料就一定要选用低热阻的材料，比如：聚脂薄膜、云母片等，实际安装中还要注意固定位置应使用受力均匀分布； 4、散热片的形状：包括页片与基材的形状尺寸，要有尽可能加大散热表面积，这样散热片的热量才能快速与周围空气对流，比如说增加页片数目、在页片上做波浪纹都是好办法；基材要厚一些比较好，长而薄的散热片效率很差，在远端基本上是不起作用的了； 二、对流散热 1、自然对流：发热器件或者散热片的热量可以是依靠自然对流散热，这样的话，发热件或者散热片最好以长边取为垂直方向为佳，而且要尽量使散热片的横断面与水平面方向平行，因为热空气是上升的，这样才比较有利于空气流通，象单面页片式的散热器就比较适合安装在机体背板以自然对流方式散热； 2、强制对流：采用风扇强制吸、排的方式拉动一个风场来加强空气对流，是比较有效的散热方式，可以根据需要选择合适的风扇规格与数目，在设计上要注意的有这么几点： A、各风扇风场方向要一致，不要互相打架，否则效率肯定大打折扣，对机箱内部来说最好有相应的进风口与出风口，可以参考一下下面的附图，是一块显卡的散热设计； B、采用强制风冷时，对于页片式散热片来说，要使页片方向与风道气流方向一致 c、机箱上要根据风场的需要留出相应的散热孔，散热孔并非越多、越大就越好，首先散热孔的大小根据不同的安规等级有相应限制，还要考虑EMI的要求（可以参考一下附图）；另外，重为重要的是：散热孔的分布要与风道气流的流向吻合， 三、辐射散热 这种散热方式给设计者留出的空间相对较少，对于发热器件与散热片来说，表面光洁度越高，辐射效率越差，所以比较廉价而且较有效的一个手段是把铝型材散热器表面做氧化处理，这层氧化层可以大大改善辐射效率（比如，一个表面研磨光洁的散热片，表面辐射率可能在0.1左右，做过氧化处理后，辐射率的值可以升高到1）
新机台的开发没有什么可借鉴,完全就是设计师凭借自身的专业知识与多年的经验积累,设计相应的模组与机构,再将结构进行组合、变动再转嫁接,从无到有,由繁到简,从静止到设备正常运作,每一次都就是发明创造。 第一合理的定位与基准 非标设计过程中,工件A与工件B安装固定的方式有多种,如销钉定位、台阶槽定位、卡键槽定位等。机构的方向调节涉及到基准点,基准点在设备中通过定位孔、限位块等体现,设计之初工程师应思考的问题就是: 1、我的设计如何满足到该机构的定位性功能？ 2、从整体来瞧,怎样的基准定位就是装配师傅最易调试的？ 3、细节来瞧,维修工具放不放的下？甚至连操作工人的使用习惯也要考虑在内。此外杜绝少定位,也要避免过多定位,控制成本。 第二合理的结构 第三合理使用材料 在选用的材料能满足使用要求的条件下,尽量用廉价材料来代替价格相对昂贵的稀有材料,如在一些耐磨部位的套用球墨替代铜套,速度负载不大的情况下,用尼 龙替代钢件齿轮或者铜蜗轮等等。有些情况下,通过材料的更换能用一组机构代替两组机构。设计要避免在圆弧面上钻孔,如果一定要钻或就是通过中心,或就是先加工平台再钻孔。板材能对角开孔螺丝固定的时候,就不要四周均开孔了。 问:死定位与可调机构哪一种更好？ 答:能做死的定位坚决做死,需要配定位的配定位;将误差集中,尽量减少可调机构,避免设备调试多个可调相互匹配以达到最终调试效果,调节机构粗条精调分明。 4、问:机械设计中注意哪些问题？ 答:定位 1)、加工对象的定位,关系到大的蓝图的确定,解决的就是客户的需求问题; 2)、单机与单机之间的对接定位,决定连线生产可靠性; 3)、组件在单机设备中的定位,决定功能模块间的匹配性; 4)、零件在组件中的定位,决定机构动作的可定性; 5)、明确定位与锁紧概念,杜绝少定位,避免过定位;
军用电子设备结构设计“六性” 发表时间：2019-05-10T16:14:15.637Z 来源：《防护工程》2019年第2期作者：秦俊沛[导读] 六性，即可靠性、保障性、维修性、安全性、测试性和环境适应性。 广州广电计量检测股份有限公司广东省广州市 510000摘要：六性，即可靠性、保障性、维修性、安全性、测试性和环境适应性。随着当今社会科学技术的不断发展，军用设备的性能和使用要求越来越高，为适应现代化作战的高标准，高要求，科学家们对军用电子设备的性能不断进行优化。基于此，本文将对军用电子设备的“六性”问题进行简要阐述并提出自己的看法。 关键词：军用电子设备；结构设计；环境适应性 随着科技的不断进步，各种设备在日常生活中的应用越来越广泛，军用电子设备相较于其他设备，不仅在设备制造过程中有着严格的要求，而且由于军事信息安全的特殊性和机密性，对军用设备各方面的性能也有着超高的标准。产品指标在军用电子设备的研发过程中十分重要，社会的不断发展也使得军用设备的“六性”逐渐拥有与产品指标同等重要的地位。军用电子设备使用的特殊性，内容应用的广泛性，以及信息的安全性等问题，都要求产品的生产达到更高标准。所以明确军用电子产品结构设计工作，注重“六性”问题，是科学家们关心的重点内容。 1 “六性”的产生 2011年11月1日《武器装备质量管理条例》正式颁布，其中第二十条提出军用电子设备的保障性、测试性、安全性、可靠性以及维修性等五项内容。而在GJB 9001《质量管理体系要求》中，相对于《武器装备质量管理条例》多增加一项性能，即环境适应性。此外，除去本文所说“六性”中的测试性，另外有军用电子产品的稳定性、电磁兼容性，互换性和运输性等均在GJB 6000《标准编写规定》中出现。本文中只对军用电子设备的“六性”进行分析。 2 结构设计中的“六性” 2.1可靠性根据GJB 450中可靠性定义，我们可以将可靠性理解为所用设备的系统，零部件等各个组成部分，在一定时间内根据不同工作要求，完成要求任务的基本能力。而可靠度作为衡量设备可靠性的重要标准，指的是设备在规定时间和条件下完成工作要求的概率。为了使军用设备高标准产生，我们要从源头提高产品的可靠性，通过采用成熟的加工工艺，将新工艺，新材料融入到设备生产，在设计上减少操作步骤，并选择优秀的组装原件，可靠的电路等等，这些符合要求的生产过程都可以大大提高军用电子设备的性能。 2.2保障性保障性是指装备性能满足军队战备和战斗过程中的要求，可以给与官兵保障的能力。而设备的保障性关系到它的质量好坏，一个真正合格的产品在没有特殊因素的情况下，不会轻易失去工作能力，使用者的保障也就不会随意发生变化。所以为提高设备保障性，提出以下措施：1、尽可能优化设备，既可以降低人员的劳动强度，也可以从源头减少问题出现的机会；2、注重设备原材料，元器件的选择，从正规渠道选择正规商家；3，对设备零部件的维修提供相应的参考资料，方便使用者平时的维修保养；4、在可以用通用设备代替的基础上，尽量减少特殊设备的存在，方便工作应用。 2.3维修性维修性是指产品在一定时间内，根据特定条件，进行规定程序的维修，而重新达到工作要求的能力。设备的维修度则是指维修性的概率。修复性维修和预防性维修是除设备日常维修以外的产品维修性的主要内容，对于如何提高设备维修性，总结出以下几点建议：1、简化设备结构，方便日常维护维修工作的开展；2，将设备体积进行缩减，减轻拆卸、运输、搬运等压力；3、对设备零部件进行详细分类，比如根据使用时间的长短，可以分为单寿件，长寿件和短寿件，以便于维修人员工作和记录；4、对设备容易出现问题的地方加以标记，为维修工作提供便利；5、注意防差错识别标识，安全警示必须醒目，设备零件的编号、功能详细记录，这些不仅使用时需要，在设备的日常维修过程中也必不可少。 2.4安全性 GJB 900给出的安全性定义是指不会导致人员伤亡、危害身体健康及自然环境、设备或财产造成破坏或损失的能力。安全性作为军用电子设备的一个重要特征，可以用来描述装备对其他事物存在的潜在危险，同时对装备性能进行评价的过程中，安全性也是必不可少的因素之一。所以提高设备安全性至关重要，基于这种情况，技术人员可以事先通过精密的计算和合理的设计来降低危险出现的可能性，在无法避免使用危险器材的情况下，选择风险最小的。而为了保证不相关人员的安全，需要将有危险的物品单独放置，与其他活动区域进行隔离。与此同时，在对设备进行日常维护时，减少天气等因素带来的问题，同时注意操作保养过程中的危险，避免意外的发生。 2.5测试性和环境适应性在GJB 2547中对设备测试性是这样定义的，即指产品可以及时、准确地确定设备无论是否在工作过程中时的状态并与内部故障相隔离的一种设计特性。而环境适应性则是说，在设备的使用年限内，根据不同环境影响，比如电场环境，磁场坏境，力学环境，生物环境等特殊环境，依旧可以实现预定功能以及不会被破坏的能力。对设备的这两种性能问题的出现，我们也在找寻解决的方法，比如对设备进行热设计，选择适合环境温度的零部件并对其开展热设计工作；在海洋环境下注重对设备的保护，防止其受海风，潮湿空气等影响；设置检测系统，及时对出现的故障报警等等。 3 “六性”的结构工作工程研制是军用电子设备研制过程中的重要节点，在此阶段工程中以参加到军用电子设备的工作计划中，使得设备的方案设计达到“六性”的各个要求指标，在结构方面对军用电子设备的“六性”进行设计，分析，评审，试验等过程，将设计想法落实到实处，积极开展该种设备的结构工作。结束语
散热器设计 型材散热器的几何结构由肋片和基座构成，主要几何参数包括肋片长、肋片厚，肋片数、基座厚、基座宽等，研究了型材散热器几何因素对其热性能的影响，通过改变散热器的几何参数，可以有效的降低散热器的热阻，获得好的散热效果。本文的研究为型材散热器的的选择及优化设计提供了依据。 关键词：功率器件；热设计；散热器；热阻 功率器件是多数电子设备中的关键器件，其工作状态的好坏直接影响整机可靠性。功率器件尤其是大功率器件发热量大，仅靠封装外壳散热无法满足散热要求，需要配置合理散热器有效散热，而散热器的选择是否合理又直接影响功率器件的可靠性，因此分析影响散热器散热性能的因素，有利于合理选取散热器，提高功率器件的可靠性。 1 散热器的选择 在电子设备热设计中，型材散热器由于结构简单，加工方便、散热效果好而得到了广泛的应用，其物理模型示意图如图1所示。 它由肋片和基座构成，主要的几何参数包括肋片长、肋片厚，肋片数、基座厚、基座宽等。在选择散热器时一般需要依据散热器热阻来合理选择，同时还需要考虑以下几点：安装散热器允许的空间、气流流量和散热器的成本等。散热器散热的效果与散热器热阻的大小密切相关，而散热器的热阻除了与散热器材料有关之外，还与散热器的形状、尺寸大小以及安装方式和环境通风条件等有关，目前没有精确的数学表达式能够用来计算散热器的热阻，通常是通过实际测量得到。而散热器的有效面积与散热器几何参数密切相关。 2 影响散热器散热性能的几何因素分析 通过实验发现，散热器的几何因素对散热器的散热性能有很大的影响，现以一典型型材散热器为例，分析散热器各几何参数对散热器散热性能的影响。 选定某一功率器件（LM317）为热源，其工作电路原理图如图2所示。工作在自然冷却条件下，环境温度为30℃，功耗为3．2 W，选取的散热器为型材散热器SYX－YDE（物理模型如图3所示），散热器各个几何参数如表1所示。 热源与散热器表面为金属与金属的干接触,无绝缘片也未涂硅脂或导热胶,查有关手册取热 源与散热器之间的接触热阻为0.9℃／W。通过散热器设计分析软件进行初步分析,散热器优化设计分析软件采用的是美国Flunt公司的Qfin软件,它采用计算流体动力学求解器,有限体积法,非结构化网格可以逼近复杂的几何形状,同时能实现散热器肋片高度、长度等几何参数的优化。中国可靠性网https://www.doczj.com/doc/bf6736802.html, 通过散热器优化设计分析软件得到的散热器和热源相关热参数见表2。
非标自动化设备机械技术规范 为了在今后设备前期管理过程中，加强非标设备的质量控制工作，改善设备初期状态，确保设备在生产服役过程中有良好的开动率，特制定本规范。希望参和前期管理的技术人员参照执行，使技术要求更全面、准确、严密。 一、技术要求 一）、结构要求 1）．机械机构设计需符合人机工程学，方便人员操作和维修； 2）．机械结构设计需经过计算，达到正常使用的强度要求，并在安全余量之内； 3）．机械结构设计需根据我方具体要求，对关键点进行FEMA分析和验证； 4）．机械结构总体设计需考虑经济、环保、安全的原则。 二）、材料要求 1）．结构件、面板类钢材要求Q235，传动件、一般零部件材料要求45#、需热处理部件材料要求20-40Cr或指定其他材料，各类型材必须是国标型材，特殊要求根据设备设计需求具体提出来； 2）．所有材料必需有相应的合格证或符合质量要求的检验证书； 3）．对于特殊部件的材料，需同时提供检测报告，报告内容主要涉及：成分、力学性能、物理性能等。 三）、钢构表面要求 1）．钢结构件表面需经喷砂处理，除锈等级Sa2.5；若手工进行表面处理，需介于St2和St3之间。 2）．喷砂后需喷涂底漆为红丹防锈漆一遍,面漆为醇酸调和漆两遍，总干膜厚度为125μm；附着力达到ISO等级1级或ASTM等级4B级； 3）．结构件表面不能有明显的变形、划伤、撞伤、凹槽、凸现、缺失、分层等缺陷。四）、焊接要求 1）．所有焊接都需有相应的焊接规范和标准，并进行焊接工艺验证； 2）．现场焊接时，需满足焊接规范的要求； 3）．焊缝表面不能有裂纹、气孔、夹渣、未熔合、未焊透、虚焊、形状缺陷及上述以外的其
非标设备通用技术规范
宁波汇驰电子有限公司 NingBo HuiChi Electronics Co., Ltd 页次：文件属性：版本号/修订次：1/13(封面）内部学习资料 非标设备通用技术规范 编制：饶云飞 审核：________________ 承认：________________
宁波汇驰电子有限公司NING BO HUICHI ELECTRONICS CO .，LTD 非标设备通用技术 规范 文件编号 版本次 普通文件页次2/13 文件修改履历 序号修订单编号修订日期 修订 修订原因修订内容修订者部分全部 1 20161125 2016年11月25 日 新版发 行全部 饶云 飞
宁波汇驰电子有限公司NING BO HUICHI ELECTRONICS CO .，LTD 非标设备通用技术 规范 文件编号 版本次 普通文件页次3/13 一、目的 规范非标设备定制，提升设备供方定制能力。 二、适用范围 本公司所有非标设备（不包含大型外购设备）定制。 三、规范内容 Ⅰ、整机 （一）、结构可靠 1.结构件功能确定；机构稳定可靠，机构定位准确，满足使用要求； 2.重复精度满足使用要求；机构运动无干扰。 3. 机架、机座及零部件刚性足够，工作时不致于变形（如气缸座等）； 4. 整机尺寸规范：塑料脚垫与机箱底部高度：15cm，机箱高度：80cm，整机防护罩顶部离地高度：180cm。产品运行轨道离地高度：110cm。 5.整机尺寸1.5*1.2*1.8米。 （二）、安全防尘措施 1. 设计防止意外事故以及防尘防护罩（如皮带轨道、运动机构等）； 2. 必要时，设计双手操作按钮（如冲床等运动机构）；设置安全光栅； 3. 设置极限位置限位器（机械限位与油压缓冲阀限位双保险）； 4. 整机增加防护罩，使用4*4mm的铝型材与4mm透明亚克力搭建，铝型材边缘使用黑色密封胶条进行防护。 5. 防护罩需前后对开门，尺寸：40cm（亚克力板）其它多余部分为固定板。
军用电子产品可靠性设计 研究 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
军用电子产品可靠性设计研究 摘要：现代战争是信息化战争，电子产品在战争中起着举足轻重的作用；军用电子产品的可靠性直接关系战争成败；如何保证军用电子产品的高可靠性可以作橐桓鲎门研究课题。本文针对如何提高军用电子产品可靠性进行讨论。 关键词：电子产品；可靠性；设计 DOI： 电子产品已深入人们生活。军队信息化也离不开电子产品的使用；电子产品已深入到军队作战指挥和日常生活中，其可靠性直接决定军队的战斗力。如何保证军用电子产品可靠性成为军用电子产品研制生产的首要问题。笔者根据多年来的实践经验，对军用电子产品可靠性设计进行了一些深入研究，论文将从五个方面进行阐述。 1 需求分析准确性 对比民用电子产品来说，军用电子产品除了对电子产品的基本需求外，还有一些特殊需求――可靠、耐用、抗摔、抗震动冲击和适应复杂恶劣环境；因此，在军用电子产品研制时，必须考虑军品的特殊需求和使用场合，只有需求准确，才可能制定合适的实现方案和方法。 2 结构设计可靠性 首先根据军用电子产品的使用场合考虑结构设计，包括大小、高度、机壳材质、外观喷涂材质、全密封机箱还是非全密封机箱、板卡布局、外部接口使用航空插座还是普通插座、散热方式选择等等。下面将对结构设计的几个重要考虑因素进行讨论：布局
结构布局好坏直接影响电子产品的加工难度、散热性能、使用维护、维修。 结构布局始终应坚持一个原则：简单；简单包含两层含义：（1）装配简单、拆卸简单；（2）使用维护简单。如果结构布局不合理，就可能装配效率低，拆卸难；外部接口布局不合理，导致使用不便，同时也会带来可靠性降低的问题。 内部线路走线必须整齐、规范，模拟信号线应该远离板卡高频信号和时钟信号。 热敏感模块或器件应该远离发热源；针对高功率或发热部件进行散热处理。 电磁兼容性 电磁兼容性作为军用电子产品的一个重要考核指标，在设计之初应整体考虑：首先应充分了解各种元器件的工作特性；各板卡的排版布局走线符合电气特性要求；电源模块及滤波模块设计、屏蔽结构设计和机壳设计都应作为整体考虑因素。只有全面考虑设备的电磁兼容性，才可能满足军用电子产品对EMC要求。 持续工作稳定性及保养维护便利性 高发热模块或元器件必须采取散热措施；如果风冷散热，必须考虑风机的持续工作可靠性和持续工作时间。根据笔者经验，合格风机持续工作时间为5年左右，部分风机可能寿命会延长。对于军用电子产品来说，如果持续工作5年后需要对风冷设备进行维护保养。风机更换必须简单便捷。如果采用散热片散热，必须考虑散热片的散热面积能够满足模块或器件要求。 设备供电模块至少需要考虑板级更换，目前电源供电模块持续工作的有效时间一般在5年至8年，部分模块工作寿命会延长。因此，必须考虑5年至8年后更换电源模块的可能性和便利性。
电子产品结构设计技术高级班 招生对象 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 系统设计师、电子结构设计工程师、总质量师、产品质量师、工艺师、质量可靠性管理者。【主办单位】中国电子标准协会 【咨询热线】0 7 5 5 – 2 6 5 0 6 7 5 7 1 3 7 9 8 4 7 2 9 3 6 李生 【报名邮箱】martin#https://www.doczj.com/doc/bf6736802.html, （请将#换成@） 课程内容 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 如今的中国已成为世界电子设备制造中心，整个电子制造业的结构正在发生新的变化与调整，新器件、新材料、新工艺不断问世，特别是日新月异的微电子技术正在向各个领域广泛渗透。因此传统的电子设备结构设计和工艺方法受到严重挑战，中国电子制造业迫切需要大量精通各方面知识的设计、制造工程师。现代电子设备所处的环境主要包括气候环境、机械环境、电磁环境、生物化学环境和核辐射环境等。各种环境因素的影响可能导致电子设备可靠性降低、失效甚至损坏，必须采取防护措施。 培训对象: 系统设计师、电子结构设计工程师、总质量师、产品质量师、工艺师、质量可靠性管理者。 课程大纲：（根据学员反映，授课内容可能会有所调整） (一)、阐述电子产品结构设计的突破与创新 1、结构设计对电子产品整机的影响有哪些？ 2、怎样突破传统的设计概念？ 3、怎样学会运用创新理念？设计出让人满意的产品。 4、国外结构设计技术的介绍与借鉴。 (二)、电子产品的造型设计与结构设计 1、什么是电子设备的造型设计？ 2、工业造型设计的要素有哪些？ 3、工业造型设计所遵循的基本原则。 4、造型设计的程序介绍。 5、造型设计中的色彩是怎么考虑的？用色彩弥补造型的不足。 6、造型设计的几个美学原则。
电子电气产品结构设计 在电子行业中的结构设计一般是：在电子设备中，由工程材料按合理的连接方式进行连接，且能安装电子元、器件及机械零、部件，使设备成为一个整体的基础结构，能够实现预定的电气、结构等功能。 而在电子行业中由于各种标准（国家标准、国际标准、行业标准等）对我们的设备提出了不同的要求。如标准YD-T 1095-2000《通信用不间断电源UPS》标准、《UL1778》等。 其中标准要求有： 4.1 环境条件 4.1.1 正常使用条件 环境温度：5°C~40°C；相对湿度≤93%[（40±2）°C，无凝露] 海拔高度应不超过1000m；若超过1000m时按GB/T3859.2规定降容使用。 4.1.2 贮存运输环境及机械条件 温度：-25°C ~ +55°C（不含电池） 振动、冲击条件应符合GB/T 14715-93中的5.3.2规定。 4.2 外观与结构 4.2.1 机箱镀层牢固，漆面均匀，无剥落、锈蚀及裂痕等现象。 4.2.2 机箱表面平整，所有标牌、标记、文字符号应清晰、正确、整齐。 4.2.3 各种开关便于操作，灵活可靠。 4.4 电磁兼容限值 4.4.1传导干扰 在150KHz~30MHz频段内，系统电源线上的传导干扰电平应符合YD/T 983-1998 中5.1表2中规定的限制。 4.4.2 电磁辐射干扰 在30MHz~1000MHz频段内系统的电磁辐射干扰电压电平应符合YD/T 983-1998 中5.2表4中规定的限值。 4.4.3 抗干扰性能要求 应符合YD/T 983-1998中7.3表9中规定的判断准则。 第一讲结构设计与热设计 电子电气行业中的热设计是指，采用适当可靠的方法控制电子设备内部所有电子元器件的温度，使其在所处的工作环境条件下不超过稳定运行要求的最高温度，以保证设备正常运行的安全性和长期运行的可靠性。 在UPS中，主要的热源来自于开关管（IGBT、三极管、二极管等）、磁性元件（变压器、电感等）等。由于开关管体积较小，其热密度较高，开关管的散热主要是采用传导的方式将热量传递到散热器上，再通过对流的方式散发到空气中。磁性元件体积相对较大，其主要的散热方式为对流散热。在UPS的热设计中除了主要考虑开关管、磁性元件外还需要考虑寿命受温度影响很大的电容。 1．结构设计与热设计的关系 1．1开关元件与散热器的安装，安装开关元件与散热器的扭矩应合适，使两者之间有较小的接触热阻：安装扭矩太小不能使元件与散热器良好接触，形成较大的热阻；扭矩过大能导致管荷产生应力和构件产生塑性变形，接触面反而减小，甚至结构破坏。因而在设计安装时应对元件采用厂家或标准中给出的预紧力。在我们产品中开关元件与散热器安装主要有三种方式：
中国矿业大学艺术与设计学院 工业设计工程基础课程设计选题报告 姓名：学号： 专业：工业设计班级： 09级3班 设计题目：散热器内部结构的改良设计 时间： 2011年5月 指导教师： 2011年5月
目录 选题的意义 (2) 已有产品情况 (3) 典型产品的设计分析 (4) 改良或创新设计方案 (8) 时间进度表 (14) 参考文献 (15)
一、选题的意义 CPU作为一个电子计算机的核心，包括运算和控制，而且现在的集成度已经越来越高，电脑中的所有操作都由CPU负责读取指令，对指令译码并执行指令，这个核心部件随着科技研发的进步已经成长成为热量高温高度集中的一个核心区域，而且有很大一部分DIY玩家或热爱硬件的朋友都喜欢超频，但是超频效果越好，CPU的温度热量就越大，所以对CPU进行散热便是正常使用电脑和进行超频的必备硬件，缺一不可，而随着CPU集成度的密集和提高，对CPU散热也是大势所需，必须要做的事情。 如今，显卡的功耗已经大有超越CPU之势，因此显卡的散热系统已经成为显卡做工好坏的评判标准之一。目前高端显卡由于发热量较大，因此对散热的要求也格外严格，正值暑假之时，不少玩家反映显卡满载运行时，温度可达70～80度，而待机时也接近40度。由此可以看出，显卡散热系统绝不是简单的散热片+散热风扇就可应付的。
二、已有产品或相关产品的情况
三、典型产品的设计分析 散热风扇的原理 原理： 风扇的工作原理是按能量转化来实现的，即：电能→电磁能→机械能→动能。其电路原理一般分为多种形式，采用的电路不同，风扇的性能就会有差异。 风扇在CPU风冷散热装置中起主动散热的核心作用。风扇本身的效能不佳，制作工艺不精，会导致散热片局部过热，不停烤烧风扇本身的材质塑料，继而引起风扇变形，转速下降的恶性循环，更严重的时候，会发生风扇停转，马达电路短路，烧毁CPU甚至引起起火的事故。 轴流式风扇的组成： 扇框、扇叶、轴承、PCB控制电路、驱动电机
非标准设备制造和管理规程 1定义 非标准设备（工装、治具、设备、仪器等）是指生产需要而又不能直接采购的专用设备，本规程的原则是保证能够经济有效地获得和使用非标准设备。对于加工和装配过程（包含自制及外购外协）的非标准设备，由使用部门提出申请，直接按本管理规程执行。 2目的 为了方便对非标准设备的申请、设计、制作、验收、移交及使用的标准化管理 3 立项流程 3.1立项依据 3.1.1根据自身生产实际并经使用部门评审需要改进和增添的非标准设备项目。 3.1.2公司发展规划或技改技措计划中规定的非标准设备等项目。 3.2 立项顺序 3.2.1由使用部门提出申请并填制及申报《工装治具仪器 设备需求单》，设备制造部门凭申请单同使用部门（有需要时， 同外购外协供应商）进行方案设计《设计方案书》并提出预算， 财务部门、设备制造部门和使用部门对预算进行审核，通过后由 使用部门提出申请《设备固定资产购入申请决裁书》的审批，然 后按申请审批流程，设备制造部门收到《设备固定资产购入申请 决裁书》后根据《设计方案书》进行审核并下达工作令。 3.2.2 非标设备须考虑设备的后期维护和可能的修改。委外须考虑外购外协供应商持久、可信，且在设备出现故障或提出修改时随叫随到等因素。 3.2.3《设计方案书》的内容要求详细、明确，使用部门应提供使用的产品或需加工产品的尺寸及要求图，尺寸及要求图必须和产品实物一致。 2.3非标准设计人员对所承接的《设计方案书》，要编写可行性分析报告，并按规定履行各栏签字手续。如有分歧意见，最终以设备制造部门主管或使用部门主管的意见为准。 4 预算审核 4.1 设备制造部门或外购外协供应商负责对预算审核过程中的所有问题做出解答，所有单件预算的零部件必须注明品牌和型号。设备制造部门的预算（对预算由采购部门协助报价）作为最终预算承接此项目。 4.2 设备制造部门前期工作进行后，因制造费用大于预算费用，则超出部分设备制造部门需按实列支，并由设备制造部门重新提出申请及说明。
电子产品的结构设计过程 一个完整产品的结构设计过程 1.ID 造型; a. .......................... I D 草绘 b. ............................. ID 外形图 c. ............................. MD 外形图 2.建模; a. 资料核对 ..... b. 绘制一个基本形状...... c. 初步拆画零部件 ..... 1.ID 造型; 一个完整产品的设计过程, 是从ID 造型开始的，收到客户的原始资料（可以是草图，也可以是文 字说明），ID即开始外形的设计；ID绘制满足客户要求的外形图方案，交客户确认，逐步修改直至客户认同；也有的公司是ID 绘制几种草案，由客户选定一种，ID 再在此草案基础上绘制外形图；外形图的类型，可以是2D的工程图，含必要的投影视图；也可以是JPG彩图；不管是哪一种，一般需注名整体尺寸，至于表面工艺的要求则根据实际情况，尽量完整；外形图确定以后，接下来的工作就是结构设计工程师（以下简称MD的了； 顺便提一下，如果客户的创意比较完整，有的公司就不用ID直接用MD故外形图； 如果产品对内部结构有明确的要求，有的公司在ID绘制外形图同时MD就要参与进来协助外形的调整；MD开始启动，先是资料核对，ID给MD的资料可以是JPG彩图，MD将彩图导入PROEt描线；ID 给MD勺资料还可以是IGES线画图，MD各IGES线画图导入PROE!描线，这种方法精度较高；此外，如果是手机设计，还需要客户提供完整的电子方案，甚至实物； 2。建摸阶段， 以我的工作方法为例，MD根据ID提供的资料，先绘制一个基本形状（我习惯用BASE乍为文件名）；BASE就象大楼的基石，所有的表面元件都要以BASB的曲面作为参考依据； 所以MD故3D的BASE和ID做的有所不同，ID侧重造型，不必理会拔模角度，而MD不但要在BASE 里做出拔模角度，还要清楚各个零件的装配关系，建议结构部的同事之间做一下小范围的沟通，交换一下意见，以免走弯路；