電子設備結構設計技術講座調格式_圖文

1、電子設備環(huán)境防護講座梁紹文2007年2月電子設備的環(huán)境防護設計 1第一章 電磁兼容（EMC）設計 21.1系統(tǒng)（整機）的電磁兼容（EMC）分析及防護措施 21.2機箱屏蔽設計 21.2.1基本概念 21.2.2屏蔽效能 31.2.3實心屏蔽體屏蔽效能的計算 41.2.4實際屏蔽體的屏蔽效能 51.2.5計算機系統(tǒng)的機箱屏蔽 71.3電纜的防護 91.3.1電纜的輻射/接收 91.3.2屏蔽電纜的選擇 111.3.3屏蔽電纜的端接及濾波 121.4接地 131.5濾波 15參考文獻 172.1一些基本概念 182.2熱量傳遞的基本方式及傳熱方程式 192.2.1導熱的基本方程 192.2.2對流

2、換熱的基本方程 202.2.3輻射換熱的基本方程 212.3電子設備的自然冷卻 222.3.1機殼的熱設計 222.3.2印制電路板組裝件的熱設計 232.3.3半導體器件用散熱器熱計算 262.4電子設備的強迫空氣冷卻 282.4.1強迫通風的風量計算 282.4.2通風管道設計及壓力損失計算 282.4.3風扇的分類及其特性曲線 292.4.4 系統(tǒng)(風道阻力特性和通風機工作點的確定 292.4.5通風機的選擇 302.5機載計算機系統(tǒng)的熱設計 302.5.1熱分析 302.5.2主機機箱的熱設計 312.5.3液晶顯示器的熱設計 32參考文獻 333.1概述 343.1.1橡膠減振器 3

3、43.1.2金屬彈簧減振器 353.2減振器設計 353.2.1設計、選用減振器的原則 353.2.2橡膠減振器的設計 353.3設備的重心 383.4隔振系統(tǒng)的設計計算 393.4.1設計資料 393.4.2隔振系統(tǒng)設計 393.5 機載計算機系統(tǒng)的隔振設計 453.5.1振動試驗要求 453.5.2振動試驗環(huán)境的分析 463.5.3機載計算機主機箱的隔振設計 463.5.4液晶顯示器的隔振防護 48參考文獻 484.1概述 494.1.1正確使用耐腐蝕材料 494.1.2陽極鍍層和陰極鍍層 494.2 金屬鍍層 504.2.1鋼鐵的金屬鍍層 504.2.2鋁及鋁合金鍍層 514.2.3功能

4、性鍍覆層 524.3金屬鍍層和化學覆蓋層適用溫度范圍 524.4 金屬接觸偶的選擇 534.5電子機箱(柜外表面的防護與裝飾 554.6防水密封機箱的結構設計 564.6.1防水密封機箱的設計要求 564.6.2防水密封機箱的結構設計 56參考文獻 59電子設備的環(huán)境防護設計為了更好地介紹系統(tǒng)（整機）的環(huán)境防護設計，下面用一個機載計算機系統(tǒng)并結合一些基本概念予以闡述。如圖所示，該系統(tǒng)由一臺主機（工控機）、液晶顯示器、鍵盤和鼠標組成，與其他設備一起構成一套組架式結構。機載計算機系統(tǒng)外形圖系統(tǒng)的環(huán)境條件要求如下：(1.氣候環(huán)境條件工作溫度 -25+55 貯存溫度 -55+70相對濕度 10%90%

5、(2.振動試驗要求正弦振動 1023Hz 0.44mm、2352Hz 15m/s²、522000Hz 50m/s²隨機振動 A、標準振動環(huán)境，總均方值加速度為4.12g，持續(xù)時間為1小時。1040Hz +6dB/oct、40500Hz 0.02g²/Hz、5002000Hz -6dB/octB、耐久振動環(huán)境，總均方值加速度為6.08g，持續(xù)時間為3小時 。 1040Hz +6dB/oct、40500Hz 0.04g²/Hz、5002000Hz -6dB/oct(3.電磁兼容測試要求按GJB151A97要求，進行如下頂目測試。 CE102 10KHz10M

6、Hz電源線傳導發(fā)射； CS101 25Hz50KHz電源線傳導敏感度； CS114 10KHz400MHz 電纜束注入傳導敏感度； CS115 電纜束注入脈沖激勵敏感度； CS116 10KHz100MHz電纜和電源線阻尼正弦瞬變傳導敏感度； RE102 2MHz18GHz 電場輻射發(fā)射； RS103 30MHz18GHz 電場輻射敏感度。第一章 電磁兼容（EMC）設計1.1系統(tǒng)（整機）的電磁兼容（EMC）分析及防護措施該系統(tǒng)的主機采用工業(yè)擋的計算機，機殼重新設計為面板寬19高4U的組架式插箱。顯示器也重新設汁為8U標準19組架插箱，屏幕為15.1TFT液晶顯示器。還有鍵盤和鼠標，在使用時安裝

7、在控制臺上。由于工業(yè)擋計算機不能滿足國軍標GJB151A-97的測試要求及其他使用要求，因此對整個系統(tǒng)都進行重新結構設計。我們曾經(jīng)對一套沒有進行電磁兼容加固的工控機系統(tǒng)進行過摸底測試，結果發(fā)現(xiàn)相差甚遠，圖1-1是對它們的RE102電場發(fā)射輻射測試的曲線。圖1-1、工控機系統(tǒng)（主機、顯示器、鍵盤、鼠標EMC加固前的測試曲線可以看出，工控機系統(tǒng)在14KHz1GHz的頻段內幾乎全部超出曲線的極限值，尤其在30KHz300KHz的頻段的輻射發(fā)射值高達100分貝微伏。盡管工控機系統(tǒng)是通過了民品EMC標準的，但是它們的要求低得多，必須重新進行加固才能滿足軍品的要求。計算機是一套數(shù)據(jù)處理和存儲系統(tǒng)，它的主要

8、線路由脈沖數(shù)字電路和工作于開關狀態(tài)的電路組成。由于它所處理的是脈沖信號，因而易受外界脈沖干擾的影響，同時它也向外界產(chǎn)生干擾脈沖。由圖1-1可以看出，計算機系統(tǒng)的輻射頻率處于很寬的頻譜范圍，包括長波、中波、短波、米波、分米波等很寬的波段，與電力設備、廣播、電視、通信、雷達等設備的基本工作波段相同，因此它工作在一個相當復雜的工作環(huán)境。這些干擾主要來自射頻干擾、工頻電源干擾、靜電干擾及雷電脈沖干擾等，它們都會使計算機出現(xiàn)運行錯誤或故障，甚至破壞機內某些部件，因此它是一套敏感設備；而計算機所產(chǎn)生的寄生輻射和傳導所造成的電磁泄漏又是外部敏感設備的噪聲源，其中CPU、內存、I/O接口、時鐘、視頻、字庫、傳

9、輸線、電源線等部位都有較強的電磁輻射。針對本系統(tǒng)的結構特點，我們把防護設計的重點放在屏蔽機箱的設計和連接電纜（包括電源線）的防護上，后面我們分別介紹。1.2機箱屏蔽設計1.2.1基本概念屏蔽設計中要用到一些基本概念：近場、遠場、波阻抗、電場波、磁場波、平面波、媒介特性阻抗、屏蔽效能等。近場區(qū)：到輻射源的距離小于/2米的區(qū)域。遠場區(qū)：到輻射源的距離大于/2米的區(qū)域。波阻抗：電磁波中電場分量E與磁場分量H的比值叫波阻抗Zw：Zw=E/H（）遠場波阻抗：等于傳播媒介的特性阻抗，真空中為377。近場波阻抗：由源的阻抗和觀測點到源的距離決定，隨著觀測點到源的距離增加，趨近遠場波阻抗（377）。磁場波阻抗

10、： Zw=377（2r/） （）電場波阻抗： Zw=377（/2r） （）r觀測點到源的距離平面波阻抗：Zw=377（）電場波：高阻抗源（高電壓、小電流）產(chǎn)生的電磁波，其波阻抗較高，因此也叫高阻抗波。例如電子設備的電纜產(chǎn)生的共模輻射。磁場波：低阻抗源（低電壓、大電流）產(chǎn)生的電磁波，其波阻抗較低，因此也叫低阻抗波。例如電子設備的電源線、變壓器產(chǎn)生的輻射。CRT顯示器受到附近大變壓器產(chǎn)生的磁場干擾是一種十分普遍的現(xiàn)象。平面波：無論電場波還是磁場波，進入遠場區(qū)后都稱為平面波。傳播媒介特征阻抗：傳播媒介特征阻抗定義為：Z=式中：電磁波的角頻率；媒介的磁導率；媒介的電導率；媒介的介電常數(shù)。絕緣體的場合：

11、j，特征阻抗與頻率無關 ：Z0=導體的場合：jZ0= Z0= 任何導體的特征阻抗可以用下式表示：Z0=3.68×10-7這里f為頻率(Hz、 r、r 分別為金屬板的相對電導率和相對磁導率，見表11.2.2屏蔽效能一個屏蔽體的屏蔽效能SE由下式計算：SE=20lg（E0 /E1 ） （ 電場 ） SE=20lg（H0 /H1 ） （ 磁場 ）式中：E0（H0）是沒有屏蔽時測得的電場場強（磁場場強），E1（H1）是有了屏蔽后測得的電場場強（磁場場強）。屏蔽效能的單位是分貝（dB）。1.2.3實心屏蔽體屏蔽效能的計算屏蔽效能 SE=A+R+B式中 吸收損耗A：電磁波在屏蔽體內傳播時的能量損

12、耗，形成吸收損耗；反射損耗R；當一束電磁波入射到屏蔽體上時，在屏蔽體與空氣的接觸面上發(fā)生反射，形成反射損R；多次反射因子B：電磁波在屏蔽體內多次反射，產(chǎn)生額外的電磁泄漏B。.吸收損耗A的計算：A=20lg（E1/E0）=20lg（et/）=8.69（t/）=0.131t式中：金屬材料的集膚深度，電磁波強度衰減為原來的1/e或37%時的傳播距離。 t金屬厚度（mm）f頻率（Hz）r金屬板的相對磁導率r金屬板的相對電導率.由于反射損耗與電磁波的波阻抗有關，因此不同類型的電磁波其反射損耗不同。近區(qū)電場（高阻抗場）： R=141-10lg（rf3r/r） （dB）近區(qū)磁場（低阻抗場）： R=74.6-

13、10lg（r/frr2） （dB）平面波（遠場）： R=108.1-10lg（rf/r） （dB）式中：r輻射源至機箱壁的距離(mf頻率(MHz.多次反射修正系數(shù)電磁波在屏蔽體內的多次反射會導致額外的電磁波泄漏，為了在屏蔽效能計算中修正這部分額外電磁泄漏，引入多次反射修正因子B：B=20lg(1-e-2t/ (dBA. B值為負值，其作用是削弱屏蔽效能。B. 當吸收損耗A>10dB時，B可以忽略。C. 電場波的場合，大部分能量在第一個反射面發(fā)生反射，只有很少的能量進入屏蔽體，因此可以忽略多次反射因子。1.2.4實際屏蔽體的屏蔽效能除了低頻磁場外，一般的金屬材料提供100dB以上的屏蔽效果

14、并不難。但實際的屏蔽體由于種種原因，要達到100dB以上屏蔽效果是非常困難的。降低屏蔽體屏蔽效能的因素有：A. 組成屏蔽體的不同部分材料之間的縫隙。B. 屏蔽體上必須開口。C. 穿過屏蔽體的導線。縫隙和孔洞對電磁場泄漏最大?？卓p的不連續(xù)結構為電磁波通過接縫耦合提供了可能，降低了屏蔽效能。電磁泄漏的程度取決于下列5個因素：A 孔洞最大的尺寸d，而不是孔的面積。B 電磁波的波長。C 孔的深度，孔的深度越大，吸收損耗越大。D 波阻抗（電場波、磁場波、平面波）。E 孔到輻射源的距離。 當波長小于兩倍的最大孔縫尺寸（2d時，電磁波會毫無衰減地通過縫隙； 當波長等于兩倍的最大孔縫尺寸2d時，屏蔽為零，所對

15、應的頻率稱為孔洞的截止頻率：fc=c/2d 其中c為電磁波傳播速率（C=3×108Hz） 當波長大于兩倍的最大孔縫尺寸2d時，孔對波長有一定的損耗，稱為孔的反射損耗：R=20lg/2d反射損耗的最大值是沒有孔的實心材料的損耗值?？椎皆吹木嚯x對泄漏的影響：當源到開口的距離大于開口的最大尺寸時，以上的結論都適用，但當源到開口的距離r很近時，泄漏會有所增加。這種情況非常復雜，但可以用下面近似的方法估算截止頻率： fc=C/2dr/d此時反射損耗為： R=20lgfc/f=20lg(/2d(r/d截止波導管：當金屬滿足一定的邊界條件時，可以傳輸TEM波，因此稱為波導管。波導管具有高通特性，即

16、有一個截止頻率fc，當通過波導管的頻率低于截止頻率時，對電磁波有很大的損耗。利用這個特性，可以適當?shù)卦O計波導管的截止頻率，達到物理連通和衰減電磁波的雙重目的。矩形波導的截止頻率： fc=1.5×108/d (Hz圓形波導的截止頻率： fc=1.76×108/d (Hz式中：d為矩形波導的最大尺寸，或圓形波導的直徑 (米。截止波導管的衰減：對于低于截止頻率的電磁波，波導管的衰減為：A=(2/c 式中：c對應截止頻率的波長。當電磁波的頻率遠小于波導管的截止頻率(f/fc2 « 1時，波導管的吸收損耗為：矩形截止波導： A=27.3(t/d圓形截止波導： A=32(t/

17、d截止波導總的衰減為吸收損耗加上反射損耗：矩形截止波導： SE=27.3(t/d+20lg(/2d(r/d圓形截止波導： SE=32(t/d+20lg(/2d(r/d孔陣的電磁泄漏：孔陣的屏蔽效能比單個孔的屏蔽效能有所降低，降低的程度與孔間距、電磁波的波長、孔的數(shù)量等有關。當孔間距大于半波長(/2時，降低很小，可以忽略。當孔間距小于半波長時，孔陣的反射損耗為： R=20lg(/2d(r/d-10lgan式中：a每一孔眼的表面積； n每平方厘米內的孔眼數(shù)。一般設計中應遵循：在標準工業(yè)產(chǎn)品中避免開大于/20的孔洞；工作在微波環(huán)境中的產(chǎn)品，其孔洞不能大于/50。通風波導板：當屏蔽機箱的通風量與屏蔽效

18、能均要求很高時，可以使用通風波導板。通風波導板由許多截止波導構成 ，通常截止波導的截面為六角形，如圖1-2所示：圖1-2 蜂窩波導結構圖截止波導板的屏蔽效能為：SE=20lg(fc/f+27.3(t/w-10lgn實際截止波導板的屏蔽效能還決定于每個波導管之間的電接觸阻抗和蜂窩板芯框架之間的搭接阻抗?？p隙泄漏：任何實用機箱上都有縫隙，這些縫隙是由于屏蔽體不同部分的臨時性搭接造成的。由于縫隙的導電不連續(xù)性，在縫隙處會產(chǎn)生電磁泄漏，縫隙處導電性越差，電磁泄漏越大。對于永久性搭接，可以使用焊接的方法消除縫隙；如果使用鉚接或螺釘連接，間距心須足夠小；對于非永久性搭接，電磁密封襯墊是十分有效的措施。電磁

19、密封襯墊是一種彈性好、高導電性的材料。其使用的主要機理是利用其彈性，將縫隙填充滿，達到連續(xù)導電的目的。主要電磁密封襯墊如下表所列：材料名稱平均屏蔽效能（dB）性能及屏蔽特點金屬編織網(wǎng)襯墊75110純金屬接觸，直流接觸電阻低，但金屬絲呈現(xiàn)較大電感，因此在高頻時感抗較大，所以低頻屏蔽效能高，高頻屏蔽效能低。適合于1GHz以下的頻率范圍。鈹青銅指形簧片90130純金屬接觸，直流接觸電阻低，由于簧片的電感很小，因此在高頻時的感抗較低，所以低頻、高頻都具有較高的屏效。填充導電顆粒的導電橡膠80120不是純金屬接觸，直流接觸電阻較大，導電橡膠中的導電顆粒之間電容容抗在高頻時降低，所以低頻的屏蔽效能低，高頻

20、時的屏蔽效能高。填充定向金屬絲的導電橡膠80120純金屬接觸，直流接觸電阻低，金屬絲有較大的電感，高頻時呈現(xiàn)較大的感抗，所以低頻的屏蔽效能高，高頻時屏蔽效能低。螺旋管襯墊90140具有與簧片相同的特點，鍍錫鈹青銅螺旋管襯墊是目前屏蔽效能最高的襯墊。此外，還有EMC箔帶、EMI連接器襯墊、O型導電密封圈、波導襯墊、導電膠、導電填充劑以及導電涂料等作為孔縫的密封屏蔽材料。1.2.5計算機系統(tǒng)的機箱屏蔽.主機機箱的電磁屏蔽 主機機箱由薄鋼板折彎成型，外殼分別由底座、上蓋和面板三部分組成，如圖1-3所示。圖1-3 主機機箱屏蔽示圖面板采用4mm厚的鋁板加工，面板左側是通風散熱的迸風口，進風口做成16&

21、#215;21個4mm的孔陣，每兩孔的中心距為6mm，面板內側裝有濾塵防電磁干擾屏蔽通風板和軸流風扇；面板右側是一屏蔽小門，門內的面板開口處是計算機光驅、軟驅等操作區(qū)，小門可以翻轉，內側裝有一圈導電橡膠圈，關緊時與面板保持嚴密接觸。箱體和上蓋由1.2mm厚的鋼板做成，它們之間的接觸面裝有鈹銅指簧，當上蓋插入面板槽（槽內裝有矩形屏蔽絲網(wǎng)襯墊）并蓋上底座和鎖緊時，則達到密封屏蔽的目的。圖1-4 主機機箱后視圖 如圖1-4所示，主機箱的后部左側是通風散熱的出風口，它是由多個4mm的小圓孔構成一個圓形排列的孔陣，對應孔陣的內側也裝有濾塵防電磁干擾屏蔽通風板和軸流風扇。后部右側裝有多個電纜連接插座和電源

22、插座等。可以看出，機箱的孔洞和縫隙是比較多的。前面板的右側小門與門洞已用導電橡膠圈整體密封，只有通風散熱的進風口；機箱后部除了有散熱排風口之外，還有多個連接插座和電源插座。所有的孔洞都采取了有效的密封措施：前后通風口都裝有濾塵防電磁干擾屏蔽通風板，這種屏蔽板是由三層鋁制金廠屬絲屏夾在堅固的拉制金屬中間，然后裝配在框架內構成，其屏蔽效能（平面波）達80dB（1GHz）60dB（10GHz）。各個連接插座與機箱的接觸面之間都裝有專用鈹銅軟指簧，使插座與機箱保持緊密接觸。這種沖制的小簧片的屏蔽效能可達95dB（100KHz）75dB（1GHz）。因此主機機箱的孔洞是滿足屏蔽要求的，圖1-5為面板通風

23、孔示圖。下面用前面板的通風口的屏蔽效能來驗算一下：圖1-5 面板通風孔示圖面板的厚度為4mm，為了減小風阻，在面板的內表面加工了2mm深的坑，因此通風口處的厚度實際上只有2mm厚，即t=2mm。其它參數(shù)為：取CPU的主頻800MHz，=3×108/800×106=3/8（m）=37.5（cm）d孔徑，d=4mma孔眼的表面積，a=3.14×d2/4=0.126（cm）n每平方厘米的孔眼數(shù)。通風孔數(shù)=16×21=336（個）通風孔區(qū)的面積=（15×0.6+0.4）（20×0.6+0.4）=116.56（cm2）n=336/116.56=

24、2.88（個/cm2）屏蔽效能 SE=32t/d+20lg（/2d）（r/d）-10lgan »2d SE=32t/d+20lg（/2d）-10lgan=32×0.2/0.4+20lg（37.5/2×0.4）-10lg（0.126×2.88）=16+33.42-4.4=45.02（dB）面板通風口在800MHz時的屏蔽效能只有45dB，顯然是不能滿足屏蔽要求的，只有加入濾塵防電磁干擾屏蔽通風板后使屏蔽效能達到100dB以上，才能滿足屏蔽要求。上述的驗算只是在一個頻率點上運算，如果在8GHz時它的屏蔽效能就會下降到25dB了。由于數(shù)字電路的驅動電流較大，致

25、使輻射的強度也較大；而高速時鐘和數(shù)字信號又使得輻射頻帶加寬：由于時鐘電路產(chǎn)生的信號一般是周期方波，其諧波分量都是以基頻為倍頻的分立頻譜，而數(shù)字化信息信號一般都是非周期信號，其輻射頻譜將以窄帶和寬帶兩種輻射疊加，頻率可以以幾兆赫茲到數(shù)十吉赫茲。因此要對不同頻段抑制量的預估及其干擾偶合結構的確定是比較復雜的。加上屏蔽體上電纜的結構及數(shù)量、濾波及接地的狀況、各種孔縫的狀態(tài)、材料厚度和特性等等諸多因素的影響，要對屏蔽體進行定量計算其難度是很大的，因此一般采用定性的方法進行屏蔽設計。.液晶顯示器的屏蔽設計液晶顯示器的外殼采用金屬機箱結構，由合金鋁板加工成型。如圖1-6所示，液晶顯示器的外殼主要由面板和后

26、蓋構成。面板與后蓋連接的四周的接觸面裝有鈹銅指簧；液晶屏的前面安裝了一塊導電玻璃，這種導電玻璃是在兩層玻璃之間夾一層金屬絲網(wǎng)經(jīng)特殊工藝加工而成，由于金屬絲網(wǎng)是采用250目的不銹鋼絲編織，每個網(wǎng)孔再經(jīng)特殊工藝焊接，金屬網(wǎng)表面再進行鍍銀、鍍鎳復合材料，這樣的屏蔽玻璃可以有80dB的屏蔽效能（安裝導電玻璃時必須將其四周暴露的絲網(wǎng)壓緊，使它與面板保持緊密接觸）。此外，在機箱后面還有電源插座和接口插座，它們與機箱的接觸面之間都裝有鈹銅軟指簧襯墊，從而保證這些孔洞的屏蔽性能。圖1-6 液晶顯示器結構示圖.鍵盤與鼠標的屏蔽設計鍵盤的工作原理是應用電容技術來實現(xiàn)的：在兩層薄膠片上印制了與按鍵相應的圖形或S形金

27、屬電極和相關的行列矩陣連接線路，當按鍵操作時，改變了相對兩電極之間的距離，產(chǎn)生電耦合信號，從而使鍵盤的微處理器獲得掃描碼，并傳送到主機，再由主機譯成與按鍵一致的字符代碼。也就是說，它的內部結構主要由兩部分組成：一部分是兩層重疊在一起的嵌有導電橡膠的膠板和矩陣線路薄膜的印制板，以及相應的各種按鍵；另一部分是裝有微處理器的小印制板。由于鍵盤是外購的，其外殼一般是塑壓而成，因此是一個完全沒有屏蔽措施的外部設備。為了解決鍵盤的屏蔽，首先采取了塑壓外殼內表面噴涂導電涂料。這種涂料主要由銀（鎳）粉和樹脂加入添加劑經(jīng)特殊工藝處理而成 ，它的表面附著力強、體積電阻0.04歐姆·厘米，高、低溫及濕熱等

28、試驗中能滿足國軍標GJB367.287的環(huán)境要求，。據(jù)報導，在完全封閉的塑料體內表面噴涂4050m厚的涂料時，其屏蔽效能在頻率為150KHz450MHz時可達60dB46dB。因為實際上不可能有一個完全電氣連接的屏蔽體，鍵盤的外殼也不例外，除了上、下蓋四周的接縫外，面板上還有許多孔洞。我們曾經(jīng)在一部電話機的外殼內表面噴涂導電涂料后測試過，結果其屏蔽效能提高了20dB左右。顯然鍵盤外殼光靠內表面噴涂導電涂料是不能滿足屏蔽要求的，為此采取了雙層屏蔽措施：在底層矩陣線路印制板上加入一層EMC箔膜，并使它的周邊良好接地；在上蓋內側安裝了與鍵盤孔一致的屏蔽夾片。此外，還將微處理器小印制板做了一個單獨的屏

29、蔽盒，以及連接電纜采用屏蔽線纜并在端口加濾波等措施，以達到抑制EMI的輻射。鼠標器的屏蔽也與鍵盤一樣，外殼的內表面噴涂導電材料，并在內部的連接縫隙上包上金屬箔帶，其連接電纜也采用屏蔽線纜。1.3電纜的防護1.3.1電纜的輻射/接收電纜是系統(tǒng)輻射干擾的最主要原因，在EMC測試時大多數(shù)的失敗是因為電纜引起的。經(jīng)常有這樣的情況：兩臺屏蔽性能完美的設備各自都順利地通過了EMC測試，但當它們互相連接時，如果電纜的屏蔽層不理想，或者電纜兩端的連接器不能提供連續(xù)屏蔽或濾波，因此就有可能為電磁干擾的輻射/接收提供了路徑，使系統(tǒng)不能滿足EMC的測試要求。圖1-7是某微機系統(tǒng)的電纜連接示圖，從圖中可以看出，除了I

30、/O接口電纜之外，微機系統(tǒng)本身的連接電纜就多達17根（接地線未計入），這些電纜有的長達4.5米，因此，電纜的防護問題非常突出。圖1-7 某微機系統(tǒng)電纜連接示圖圖1-8和圖1-9是初始時的EMC測試記錄，分別為230MHz及30200MHz的電場輻射發(fā)射曲線。由于互聯(lián)電纜多且長，在測試時電纜布局比較混亂，沒有理順好，而且鍵盤和鼠標的電纜是單層（鋁箔）屏蔽的，并長達8根（其中有6根長達4米），因此在整個頻段內出現(xiàn)多處超標。后來更換了鼠標和鍵盤的電纜為雙層屏蔽電纜并縮短其長度為2米，并在測試將各種電纜排列理順好，從而使EMC測試達到理想的結果，如圖1-10所示。圖1-8 230MHz的電場輻射發(fā)射曲

31、線圖1-9 30200MHz的電場輻射發(fā)射曲線圖1-10 電纜處理后的電場輻射發(fā)射曲線現(xiàn)代電子設備中的微處理器和數(shù)字電路的芯片產(chǎn)生的電磁干擾，其頻譜范圍可達數(shù)吉赫茲以上。由于電纜總有一定的長度，其輻射/接收的能力往往比機箱內部的各種引線和印制板的走線更強。據(jù)報道，在甚高頻（VHF）段的輻射發(fā)射主要來自電纜發(fā)射，原因是常用的電纜在30150MHz頻率要諧振。電纜可以等效為偶極子/接收天線，電纜屏蔽層上流過的干擾電流能在電纜內導體感應出干擾電壓；同理，電纜內導體干擾電流的變化也會在電纜外部引起輻射場，其輻射場強是干擾電流、電纜長度和距離的函數(shù)。可見，電纜是系統(tǒng)中僅次于天線、而令人煩惱的輻射/接收器

32、。如圖1-11所示，電纜產(chǎn)生電磁輻射的原因是有差模電流和共模電流，差模電流IDM是沿著一根電纜方向上流動，而在另一根電纜上相反方向流動。差模電流通常等于信號電流或電源電流，而不在屏蔽體中流動。只要兩根導線形成的環(huán)路面積是小的，凈輻射也是小的；共模電流ICM在同一方向上沿電纜中所有導體平均地流動，包括屏蔽體，與信號無關，經(jīng)有關的接地網(wǎng)絡返回，因此輻射環(huán)路是很大的，如不加控制，結果是甚至小的ICM也會導致大的發(fā)射信號。因此，在系統(tǒng)中電纜的安排應當盡量減小共模環(huán)路面積，避免懸空，使它們盡量靠近地平面（機架）。圖1-11 電纜中的差模電流IDM和共模電流ICM1.3.2屏蔽電纜的選擇抑制電纜輻射/接收

33、的主要手段是屏蔽和濾波。除了通過良好濾波的電源線和低頻接口以外，許多場合必須使用屏蔽電纜，電纜屏蔽層的效果取決于它們的結構，常見的屏蔽電纜有以下幾種，如圖1-12所示。圖1-12 常見的幾種屏蔽電纜重疊線屏蔽層由許多導線螺旋狀在電纜上構成，十分柔軟，但屏蔽效果差，在高頻時電感很大，因此只限于音頻的場合使用。單層編織網(wǎng)屏蔽層由導線編織網(wǎng)來構成電纜的金屬覆蓋層，能提供8095%的覆蓋率和較好的高頻特性，能對低阻抗源提供防護，例如對來自電動機控制電路、磁性線圈、過程控制設備和一般家用電器的干擾提供防護。帶有接地拖線的金屬帶或箔層屏蔽層提供了完全覆蓋，但有較高的電阻，因此屏蔽效能較低。其特點是重量輕、

34、柔軟、直徑小和價格低。這種電纜的適當端接比較困難，屏蔽電流將主要集中在拖線上，這使它不適合磁場的屏蔽，不過其電場屏蔽還是很理想的。雙層編織網(wǎng)電纜除了電纜有金屬覆蓋外，電纜中的每根導線也有網(wǎng)狀金屬覆蓋層，有較好的高頻屏蔽效能，能提供來自更高頻率，如計算機、CAD/CAM和局域網(wǎng)系統(tǒng)等的干擾或泄漏防護。金屬箔和編織網(wǎng)組合封裝電纜兼有金屬箔和編織網(wǎng)的優(yōu)點，使覆蓋率大大增加，高頻特性得到很大改善，。內導體使用多股雙絞線還可減小串擾問題，能對頻率接近1GHz或需要全屏蔽的設備提供防護，可應用于軍事通信和安全部門。機載計算機系統(tǒng)的互連電纜基本上都是選用金屬箔和編織網(wǎng)組合封裝電纜，但由于這種電纜比較堅硬，用

35、作鼠標連線使得操作困難，因此鼠標的電纜線是特制的：內導體選用帶軟編織網(wǎng)的導線，外層再用金屬箔層屏蔽，并對電纜兩端進行特殊處理后再進行端接。1.3.3屏蔽電纜的端接及濾波對電纜屏蔽層端接的嚴格要求是直接連到阻抗盡可能低的金屬機箱或機箱地上，化為屏蔽機箱的延伸。保證屏蔽連續(xù)性的方法取決于電纜屏蔽層與連接器外殼的360°連接和連接器外殼與機箱接觸面的密封（即加入屏蔽襯墊）。因此，為了保證滿足EMC要求，電纜與連接器的組合設計與工藝以及封裝是互聯(lián)設備屏蔽系統(tǒng)設計的一個重要領域。為了進一步抑制電纜和連接器的輻射/接收能力，還必須阻止干擾電流流入/流出電纜的芯線和屏蔽層。圖1-14及圖1-15是

36、計算機系統(tǒng)采用的D型連接器，其插頭的電纜屏蔽層采取了360°端接；插座在每個插針中安裝了低通濾波器。在50系統(tǒng)中可提供衰減量化10MHz時20dB，而在100MHz時可高達80dB。連接器中安裝的低通濾波器有單個電容型、單個電感型、L型、型。圖1-16是某設備在EMC測試時，由于電話手機電纜插座沒有采取濾波措施，通過手機電纜的傳導發(fā)射在20MHz附近十分嚴重。而將手機電纜拔下測試時，這個現(xiàn)象就完全消失了，如圖1-17所示。圖中可以清楚地說明電纜接口的濾波是十分重要的。圖1-16 手機電纜插座插上時的測試曲線 圖1-17 手機電纜插座拔下時的測試曲線 電容型濾波連接器是在連接器的每個插

37、針至機殼之間加有100pF1000pF電容器，組成電容器陣列，它們與內聯(lián)線輸出阻抗組成低通濾波器陣列。典型的25針D型超小型濾波連接器采用一種多層陶瓷狀陣列電容器，每針1000pF。其公共地固定在連接器屏蔽殼的頂部和頂面上，能對30MHz300MHz頻率范圍內的干擾電流產(chǎn)生30dB的衰減。如果同時在連接器的每根插針上套一個鐵氧體磁珠，可等效為與內聯(lián)線輸出阻抗串聯(lián)的電感和電阻，使內聯(lián)線輸出阻抗提高，并構成L型或型濾波器。此外，為了抑制電纜屏蔽層上的共模電流，一種比較流行的方法是在電纜上加套一只鐵氧體扼流圈，通常將它安裝在靠近電纜穿出機箱的部位。這種扼流圈能夠有效地增加共模電流的高頻阻抗，將干擾能

38、量吸收并轉換成熱能損耗掉。電纜是系統(tǒng)中僅次于天線的輻射/接收器，但如果能將電纜、連接器、濾波器等進行合理的結合并作為屏蔽機箱的延伸，就可以有效地克服這種天線效應，使電纜實現(xiàn)“凈化”。1.4接地地線設計是十分重要的設計，往往也是難度很大的設計。接地的目的主要有三個：安全的要求、防雷電的要求和信號的參考點。安全接地是人身安全的基本保證，例如大部分設備都有電源濾波器，而濾波器中的共模濾波電容器是直接將火線和零線連接到機殼上的，所以機殼上會帶有一半的電源電壓（若電源電壓為220V，則機殼上會有帶有110V的電。），因此設備的機殼必須良好接地。發(fā)生雷電時，會在與設備相連的導體上感應出很高的共模電流和共模

39、電壓，造成設備的損壞。電磁脈沖抑制器件能夠將此能量泄放到大地，避免設備承受大能量的襲擊。電路中一個信號的電壓幅度是以參考點為基準定義的。當一個電路將一定幅度的信號傳輸給另一個電路，只有這兩個電路有相同的參考點時才有意義。接地的目的就是為電路提供公共的參考點。電路中的“地”一般定義為電路或系統(tǒng)的零電位參考點，不一定是實際的大地，而可以是設備的外殼或其他金屬板、線。信號地線是信號流回源的低阻抗路徑，類型有懸浮地、單點接地、多點接地以及混合接地。，如下圖所示。懸浮地是一種將電路或設備與公共接地平面或可能引起環(huán)路電流的公共導線進行電隔離的方法。由于隔離后設備不與大地相連，容易出靜電積累，當積累的電荷達

40、到一定程度后，若是人員觸及設備外殼就會產(chǎn)生靜電放電，或者在設備與大地之間會自然產(chǎn)生具有強大放電電流的靜電擊穿現(xiàn)象，這種現(xiàn)象是破壞性很大的強騷擾源，因而這種接地很小采用?；蛘弑匾捎脮r在設備與大地之間接入一個電阻值很大（約幾兆歐）的泄放電阻，以消除靜電積累的危險。單點接地是指在一個線路中，只有一個接地參考點。單點接地用于低頻單元電路的接地；多級電路接地點應選在低電平電路的輸入端，可減小地電位對電路的騷擾；小信號高增益放大器的屏蔽盒也應單點接地，接地點應選在輸出端地線上，可以防止自激。但是當系統(tǒng)的工作頻率高于10MHz時，就不能再用單點接地方式了。這是因為，當?shù)鼐€的長度接近于/4時，它便更像一根終

41、端短路的傳輸線，而不能起到“地”的作用了。多點接地是指一個系統(tǒng)中各個接地點都直接接到距它最近的接地平面上，以使接地的引線最短。，多點接地一般用于高于10MHz的頻率范圍。但由于兩個接地點之間存在地電壓，電路多點接地并且電路間有信號聯(lián)系時，將均構成地環(huán)路騷擾。地電壓將疊加在信號上一起加到負載，造成差模干擾。如果兩電路間的信號用兩根導線，到地電壓將加到兩根導線上，由于這兩根導線對地的阻抗不等，地電壓在兩根導線上產(chǎn)生的共模電壓大小不等，也將在負載兩端造成差模干擾。為了克服地環(huán)路騷擾，除了盡量降低地線的阻抗外，還可以將信號地線和機殼地線分組敷設（有些設備還將模擬信號地線和數(shù)字信號地線及機殼地線分別敷設

42、），先互相絕緣，后再匯合在一起，使地環(huán)路阻抗增大，將地電壓大部分降在該阻抗上，加到導線上的那部分被大大減小。此外，還可以在兩電路之間插入隔離變壓器、共模扼流圈或光電耦合器等，切斷地環(huán)路，也可以取得良好的效果。為了克服地環(huán)路對系統(tǒng)中頻率較低的電路產(chǎn)生不良影響，可以采用混合接地方法?；旌辖拥厥抢秒娍剐云骷诓煌l率下呈現(xiàn)不同阻抗的特性，達到在不同頻率下具有不同的接地結構，也就是將那些只需高頻接地的點使用串聯(lián)電容器把它們和接地平面連接起來。如圖中（d）所示，這個系統(tǒng)中在低頻時是單點接地，在高頻時是多點接地。接地引線的長度必須小于/4，這僅僅是考慮到“地”作用的起碼要求，但實際究竟應小到多少還要看電

43、源通過該接地線所產(chǎn)生的壓降大小有關。如果一個電路對此壓降很敏感，則接地引線的長度不大于0.05或更?。蝗绻皇且话愕拿舾?，則接地引線可長一些，但一般不超過0.15。圖1-18是某設備在EMC測試時的接地引線過長的問題，圖中（a）是將三個設備疊放在一起時的測試情況，由于地線阻抗過大引起共模干擾，結果在測試時沒有通過；圖(b是將設備平鋪放置測試的，接地引線的阻抗明顯減小，因而順利地通過了EMC測試。圖1-18 EMC測試時設備接地引線過長影響測試效果 1.5濾波濾波是抑制傳導干擾的最有效的方法，同時也因為抑制了騷擾源，對輻射于擾的抑制也會有明顯效果。抑制傳導騷擾的濾波器主要有反射式濾波器和吸收式濾

44、波器兩類。反射式濾波器由串聯(lián)電感器、并聯(lián)電容器、和串并聯(lián)電阻器等組成，一般而言，串聯(lián)電感對低頻信號和電源電流是低阻，而對高頻噪聲是高阻；并聯(lián)電容器對低頻信號和電源電流是高阻，不形成低阻短路，但對高頻噪聲提供低阻通道，因而可以防止高頻噪聲泄露；電阻作為耗能或阻抗元件，合理應用同樣能起到抑制電磁于擾的作用，另外它與電感、電容組合使用還可以起到改變線路參數(shù)的作用。因此，反射式濾波器常用于電源線濾波器和信號線濾波器。吸收式濾波器是由有耗器件構成的，在阻帶內，有耗器件將傳導干擾的能量吸收后轉化為熱損耗而起到濾波作用。鐵氧體材料就是一種廣泛應用的有耗器件，可用來構成低通濾波器。當導線中的低頻電流穿過鐵氧體

45、時幾乎沒有損耗，但高頻電流卻會受到很大的損耗。這是因為鐵氧體材料可以等效為電阻值和電感量都隨頻率變化的電阻和電感的串聯(lián)。在低頻段，電感起主要作用，在高頻段，電阻起主要作用，并隨頻率升高而增加，電感卻隨頻率升高而反而減小，因此對高頻分合起到較大的衰減作用，而對直流或低頻分量幾乎沒有衰減。鐵氧體可以做成多種形式，例如可以直接焊在印制電路板上的電阻元件形式；可以串在低頻信號線上的磁珠；可以套在元器件引腳或導線上的磁環(huán)；可以套在電纜上的柱形磁環(huán)和矩形磁環(huán)等。選擇濾波器的目的是必須對共模干擾和差模干擾都有抑制作用，因此應該合理地選擇其結構形式和有關參數(shù)。插入損耗是選用濾波器的依據(jù)：插入損耗（IL）： I

46、L=20logV1/V2 V1無濾波器時的電壓；V2有濾波器時的電壓。最大失配原則；濾波器是一種雙向無源網(wǎng)絡，它的一端是“源”，另一端是“負載”。在所關心的衰減頻帶內，可把濾波器看作是“阻抗失配網(wǎng)絡”。網(wǎng)絡分析結果表明：濾波器阻抗與兩側端口阻抗失配越大，對電磁干擾能量的衰減就越有效，這就是“最大失配原則”。因此在選擇濾波器時應使電路高阻抗端接濾波器低阻抗端，電路低阻抗端接濾波器的高阻抗端。不同的源與負載阻抗的插入損耗計算：濾波器的插入損耗數(shù)據(jù)一般是按50系統(tǒng)獲得的，因此在選用時必須把源阻抗與負載阻抗的因數(shù)與電氣設置配套，才能考慮插入損耗。實際電路的插入損耗可由以下公式計算：IL=20log1+

47、ZsZl/Zt（Zs+Zl）式中：Zs源阻抗；Zl負載阻抗； Zt傳輸阻抗。舉一個電源濾波器的例子：設系統(tǒng)源阻抗100，負載阻抗600，選用BD-2A濾波器，由(a可知，在30MHz時在50系統(tǒng)中的插入損耗為57dB。從傳輸阻抗圖(b）中可知，傳輸阻抗為0.05。所以，插入損耗為：IL=20log1+100×600/0.05（100+600）=65（dB）(a (b濾波器的種類繁多，除了一些傳統(tǒng)的電感、電容及其組合外，還有許多新技術產(chǎn)品，如片狀電容、片狀電感、鐵氧體制品以及集成濾波器等。根據(jù)應用場合不同，可以把它們分成三大類：.供電源使用的濾波器：電源濾波器（直流、交流、三相）、磁環(huán)

48、和磁珠；.供信號線使用的濾波器：信號濾波器、磁環(huán)和磁珠、饋通濾波器、濾波連接器（濾波陣列）等；.供印制電路板使用的濾波器：去耦電容、片狀電容、磁珠等。電磁騷擾入侵機箱的主要途徑，除了孔洞和縫隙外，輸入、輸出接口和電源線輸入口也是十分重要的途徑。因為機箱內部的電磁騷擾可以耦合到進、出口的導線和電纜上，傳導到機箱外，造成輻射騷擾；同樣，外來的電磁騷擾也會通過電磁耦合，由這些導線和電纜傳導進入機箱內，因此在這些接口上都安裝有濾波連接器或饋通濾波器。在結構設計中，使用濾波器時值得注意的是濾波器的安裝及外殼接地的問題。圖1-19是兩種電源濾波器的安裝方式，圖中（a）的濾波器裝在機內，為了防止電磁耦合，在

49、濾波器輸入端增加了一個屏蔽罩；圖（b是將濾波器直接裝在機殼壁上，這種濾波器帶有插座，可與生產(chǎn)廠家訂做。圖1-19 兩種電源濾波器的安裝方法在有些場合，如果原來的結構已采用普通連接器，又不便改用屏蔽濾波連接器時，則可采用帶有濾波器件陣列的金屬隔離艙，如圖1-20所示。圖1-20 普通連接器加金屬隔離艙的設計金屬隔離艙與屏蔽機箱的結合面之間還需加上EMI襯墊，以保證屏蔽的嚴密性，這樣可以得到“干凈”的電纜，把輻射發(fā)射降到最低值。此外，除了特別說明允許不接地的濾波器在使用時可以不接地外，各類濾波器都必須要有良好的接地。因為濾波器中的共模電容只有在接地時才能起濾波作用，特別是型濾波器接地不良時，相當于

50、電容和電感并聯(lián)，完全失去了濾波作用。因此，濾波與接地、屏蔽都有密切關系，必須綜合使用這些技術和靈活掌握使用技巧，才能達到理想的抑制效果。參考文獻1. 楊繼深 【電磁兼容設計技術課程】 1997年6月2. 樊文琪, 電磁兼容設計， 【電磁兼容設計認證及設計指南】 電子質量雜志社3. 梁紹文， 要重視信息技術設備的防泄漏， 通信技術 2000年第1期4. 電子產(chǎn)品電磁兼容設計原理、連載(五，接口、濾波與屏蔽，電磁兼容與電磁干擾抑制技術，1997年第六期第二章 熱設計2.1一些基本概念.溫升機內空氣溫度或元器件溫度與環(huán)境溫度之差，（）。.熱耗元器件正常運行時產(chǎn)生的熱量。熱耗不等同于功耗，功耗是指器件

51、的輸入功率，一般電子元器件的效率比較低，大部分功率都轉化為熱量。計算元器件溫升時，應根據(jù)其功耗及效率計算熱耗。當僅知道大致功耗時，對于小功率設備，可以認為熱耗等于功耗；對于大功率設備，可近似認為熱耗是功耗的75%，（W）。.熱流密度單位面積上的傳熱量，（W/m2）。.熱阻熱量在熱流路徑上遇到的阻力，反映介質或介質間的傳熱能力的大小，表明了1W熱量所引起的溫升大小，單位為/W或K/W。用熱耗乘以熱阻，即可獲得該傳熱路徑上的溫升。以下是一些單板元器件熱分析時使用的重要熱阻概念，這些熱阻參數(shù)一般由元器件生產(chǎn)廠根據(jù)標準實驗測量后提供，可在器件手冊中查出： 結至空氣熱阻Rja元器件的熱源結到周圍冷卻空氣

52、的總熱阻，乘以其發(fā)熱量獲得器件的溫升。 結至殼熱阻Rjc元器件的熱源結至封裝外殼間的熱阻，乘以其發(fā)熱量即可獲得結至殼的溫差。 結至板熱阻Rjb元器件的熱源結與PCB板間的熱阻，乘以通過單板導熱的散熱量即可獲得結與單板間的溫差。.導熱系數(shù)表征材料導熱性能的參數(shù)指標，它表明單位時間、單位面積、負的溫度梯度下的導熱量，（W/mK或W/m）。.對流換熱系數(shù)反映兩種介質間對流換熱過程的強弱，表明當流體與壁面的溫差為1時，在單位時間通過單位面積的熱量，（W/m2K或W/m2）。.層流與紊流（湍流）層流指流體呈有規(guī)則、有序的流動，換熱系數(shù)小，熱阻大，流動阻力?。晃闪髦噶黧w呈無規(guī)則、相互混雜的流動，換熱系數(shù)大

53、，熱阻小，流動阻力大。層流與紊流一般由雷諾數(shù)Re來判定：當Re2200時，流動屬層流；當Re104時，流動屬紊流；當2200Re104時，流動屬層流向紊流過渡的階段。在熱設計中，盡可能讓熱耗大的關鍵元器件周圍的空氣為紊流狀態(tài)，因為紊流時的換熱系數(shù)是層流時的數(shù)倍。.流阻反映流體流過某一通道時所產(chǎn)生的靜壓差，單位為帕斯卡（Pa）。.黑度實際物體的輻射力和同溫度下黑體的輻射力之比，數(shù)值在01之間。它取決于物體種類、表面狀況、表面溫度及表面顏色，表面粗糙、無光澤、黑度大，輻射散熱能力強。其表達式為：=E/EB=式中：E實際物體輻射率； EB黑體輻射率。.雷諾數(shù)Re它的大小反映了空氣流動時的慣性力與粘滯

54、力的相對大小，它是說明流體流態(tài)的一個相似準則數(shù)。其定義為： Re=D/式中：=/運動粘度（m2/s）；D特征尺寸（m）；空氣流速（m/s）。.普朗特數(shù)Pr它是說明流體物理性質對換熱影響的相似準則數(shù)，空氣的Pr數(shù)可直接根據(jù)定性溫度從物性表中查出。其定義為： Pr=Cp/k 式中： 粘度（kgm-1/s）；Cp比熱（J/kg）；k導熱系數(shù)（W/m）。.努謝爾特數(shù)Nu反映出同一流體在不同情況下的對流換熱強弱，它是一個說明對流換熱強弱的相似準則。其定義為： Nu=hD/k式中： h換熱系數(shù)（W/m2）；D特征尺寸（m）；k導熱系數(shù)（W/m）。.通風機的特性曲線通風機在某一固定轉速下工作，靜壓隨風量變化

55、的關系曲線。當風機的出風口完全被堵住時，風量為零，靜壓最高；當風機不與任何風道連接時，其靜壓打為零，而風量最大。.系統(tǒng)的阻力特性曲線流體流過風道所產(chǎn)生的壓降隨空氣流量變化的關系曲線，與流量的平方成正比。.通風機工作點系統(tǒng)（風道）的特性曲線與風機的靜壓曲線的交點就是風機工作點。.速度頭使用空氣的動壓頭作為電子設備機箱壓降的慣用基準，其定義為：P=2/2 式中：空氣流速（m/s）；空氣密度（kg/m3）。風道中空氣的靜壓損頭就是由速度頭乘以阻力損失系數(shù)獲得的。2.2熱量傳遞的基本方式及傳熱方程式熱量傳遞有三種方式：導熱、對流和輻射，它們可以單獨出現(xiàn)，也可能兩種或三種形式同時出現(xiàn)。2.2.1導熱的基

56、本方程導熱是在同一種介質中由于存在溫度梯度所產(chǎn)生的傳熱現(xiàn)象，其向量表達式為：=-kA（W） 式中：負號熱量傳遞方向與溫度梯度的方向相反：k材料的導熱系數(shù)(W/m·；A導熱方向上的截面積(m2；溫度在n方向上的導數(shù)。單層平壁導熱計算公式： = （W）式中：tw1熱表面溫度(； tw2冷表面溫度(； 平壁厚度(m。令 Rt= 稱Rt為導熱熱阻。此關系式與電子學中的歐姆定律I=E/R相類似，因此，一維導熱問題也可以用電路基礎進行分析與計算。根據(jù)方程式可以看出，要增強散熱量，減小溫升，可以增加導熱系數(shù)，選用導熱系數(shù)高的材料，如銅、鋁等合金材料；增加導熱方向的截面積；減小導熱方向的路徑。表2.1 各種不同材料的熱特性 單層圓筒壁導熱計算公式：=（W）多層平壁導熱計算公式： =（W）多層圓筒壁導熱計算公式：= （W）式中：平壁厚度（m）；l圓筒壁厚度（m）；tW1熱壁面溫度（）；TW2冷壁面溫度（）：r1圓筒內半徑（m）；r2