第二章電子設(shè)備的防護(hù)設(shè)計(jì)

1、第二章第二章 電子設(shè)備的防護(hù)設(shè)計(jì)電子設(shè)備的防護(hù)設(shè)計(jì) 本章主要內(nèi)容：電子產(chǎn)品滿足工作環(huán)境要求的關(guān)健是本章主要內(nèi)容：電子產(chǎn)品滿足工作環(huán)境要求的關(guān)健是做好其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。主要從工作環(huán)境（氣候環(huán)境，機(jī)械環(huán)境，做好其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。主要從工作環(huán)境（氣候環(huán)境，機(jī)械環(huán)境，電磁環(huán)境）等方面介紹電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)工藝方法。電磁環(huán)境）等方面介紹電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)工藝方法。 1、氣候因素、氣候因素（潮濕、霉菌、鹽霧等）對(duì)電子設(shè)備性能的潮濕、霉菌、鹽霧等）對(duì)電子設(shè)備性能的影響及防護(hù)措施，從影響及防護(hù)措施，從材料選用、表面涂覆、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等材料選用、表面涂覆、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面介紹了金屬防腐的相關(guān)知識(shí)。方面介紹了金屬防腐的相關(guān)知識(shí)

2、。 2、溫度對(duì)電子設(shè)備的影響及電子設(shè)備散熱原理，從、溫度對(duì)電子設(shè)備的影響及電子設(shè)備散熱原理，從熱的熱的傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射的原理出發(fā)，分析了電子設(shè)備自然散熱的原理出發(fā)，分析了電子設(shè)備自然散熱與強(qiáng)迫散熱途徑，提出了增強(qiáng)電子設(shè)備散熱能力的方法和措施。與強(qiáng)迫散熱途徑，提出了增強(qiáng)電子設(shè)備散熱能力的方法和措施。 3、防電磁干擾的屏蔽原理和提高屏蔽效果的措施，、防電磁干擾的屏蔽原理和提高屏蔽效果的措施，較詳細(xì)地分析了各種屏蔽結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及注意事項(xiàng)，介紹了較詳細(xì)地分析了各種屏蔽結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及注意事項(xiàng)，介紹了目前一些新的屏蔽技術(shù)。目前一些新的屏蔽技術(shù)。 4、從機(jī)械環(huán)境（特別是機(jī)械振動(dòng)）對(duì)電子設(shè)

3、備的影、從機(jī)械環(huán)境（特別是機(jī)械振動(dòng)）對(duì)電子設(shè)備的影響，介紹振動(dòng)與沖擊的隔離原理，并對(duì)元器件及整機(jī)結(jié)構(gòu)響，介紹振動(dòng)與沖擊的隔離原理，并對(duì)元器件及整機(jī)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)情況進(jìn)行分析，提出了電子設(shè)備從結(jié)構(gòu)方面提高振的振動(dòng)情況進(jìn)行分析，提出了電子設(shè)備從結(jié)構(gòu)方面提高振動(dòng)沖擊能力的方法與措施。動(dòng)沖擊能力的方法與措施。2.1 電子設(shè)備的氣候防護(hù)電子設(shè)備的氣候防護(hù)本節(jié)教學(xué)要求：本節(jié)教學(xué)要求：掌握電子設(shè)備的氣候防護(hù)方法。掌握電子設(shè)備的氣候防護(hù)方法。一、一、“三防三防”措施措施1、防潮濕：浸漬、灌封、密封、對(duì)某些設(shè)備定期通、防潮濕：浸漬、灌封、密封、對(duì)某些設(shè)備定期通電、放硅膠等干燥劑吸潮。電、放硅膠等干燥劑吸潮。2、防鹽

4、霧：電鍍、密封、灌封。、防鹽霧：電鍍、密封、灌封。3、防霉菌、防霉菌：控制環(huán)境溫度阻止霉菌的生長(zhǎng)；密封加：控制環(huán)境溫度阻止霉菌的生長(zhǎng)；密封加干燥劑；使用防霉材料；用防霉劑處理零件和整機(jī)。干燥劑；使用防霉材料；用防霉劑處理零件和整機(jī)。二、防腐蝕的措施二、防腐蝕的措施1、采用耐腐蝕材料；、采用耐腐蝕材料；2、采用表面涂覆；、采用表面涂覆；3、采用合理的金屬構(gòu)件。、采用合理的金屬構(gòu)件。 氣候環(huán)境要素有氣候環(huán)境要素有:溫度、濕度、氣壓、鹽霧、風(fēng)沙、太溫度、濕度、氣壓、鹽霧、風(fēng)沙、太陽(yáng)輻射等。陽(yáng)輻射等。 對(duì)電子設(shè)備氣候因素的影響的防護(hù)，一般從以下三方對(duì)電子設(shè)備氣候因素的影響的防護(hù)，一般從以下三方面考慮：

5、面考慮： 1、選用適當(dāng)?shù)牟牧?；、選用適當(dāng)?shù)牟牧希?2、采取化學(xué)和電化學(xué)防護(hù)措施；、采取化學(xué)和電化學(xué)防護(hù)措施； 3、采用相應(yīng)的結(jié)構(gòu)措施。、采用相應(yīng)的結(jié)構(gòu)措施。 2.1.1 潮濕、霉菌、鹽霧的防護(hù)潮濕、霉菌、鹽霧的防護(hù)2.1 電子設(shè)備的氣候防護(hù)電子設(shè)備的氣候防護(hù) 氣候環(huán)境要素有：溫度、濕度、氣壓、鹽霧、氣候環(huán)境要素有：溫度、濕度、氣壓、鹽霧、風(fēng)沙、太陽(yáng)輻射等。對(duì)電子設(shè)備氣候因素的影風(fēng)沙、太陽(yáng)輻射等。對(duì)電子設(shè)備氣候因素的影響的防護(hù)，一般從以下三方面考慮：響的防護(hù)，一般從以下三方面考慮： 1選用適當(dāng)?shù)牟牧线x用適當(dāng)?shù)牟牧?2采取化學(xué)和電化學(xué)防護(hù)措施采取化學(xué)和電化學(xué)防護(hù)措施 3采用相應(yīng)的結(jié)構(gòu)措施采用相應(yīng)的

6、結(jié)構(gòu)措施 1 潮濕的防護(hù)潮濕的防護(hù) 電子設(shè)備受到潮濕空氣的侵蝕，會(huì)在元器件電子設(shè)備受到潮濕空氣的侵蝕，會(huì)在元器件或材料表面凝聚一層水膜，并能滲透到材料內(nèi)部，或材料表面凝聚一層水膜，并能滲透到材料內(nèi)部，從而造成絕緣材料的表面絕緣性能下降，體積電從而造成絕緣材料的表面絕緣性能下降，體積電阻率降低，介質(zhì)損耗增加，導(dǎo)致零部件電氣短路、阻率降低，介質(zhì)損耗增加，導(dǎo)致零部件電氣短路、漏電或擊穿等；潮氣還能引起覆蓋層起泡甚至脫漏電或擊穿等；潮氣還能引起覆蓋層起泡甚至脫落，使其喪失保護(hù)作用。防潮濕的措施很多，常落，使其喪失保護(hù)作用。防潮濕的措施很多，常用的方法有用的方法有浸漬、灌封、涂覆浸漬、灌封、涂覆等。等。

7、(1) 浸漬浸漬 浸漬是將被處理的元件或材料浸入浸漬是將被處理的元件或材料浸入不吸濕的絕緣漆中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間使絕不吸濕的絕緣漆中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間使絕緣漆液體進(jìn)入元件或材料的小孔、縫隙緣漆液體進(jìn)入元件或材料的小孔、縫隙和結(jié)構(gòu)件的空隙，從而提高元件或材料和結(jié)構(gòu)件的空隙，從而提高元件或材料的防濕性能和其他性能。的防濕性能和其他性能。 (2) 灌封灌封 灌封是用熱溶狀態(tài)的樹(shù)脂、橡膠等將電灌封是用熱溶狀態(tài)的樹(shù)脂、橡膠等將電器元件澆注封閉，形成一個(gè)與外界完全隔絕的器元件澆注封閉，形成一個(gè)與外界完全隔絕的獨(dú)立的整體。灌封除可保護(hù)電子元件避免潮濕、獨(dú)立的整體。灌封除可保護(hù)電子元件避免潮濕、腐蝕外，還能避免強(qiáng)烈震

8、動(dòng)、沖擊及劇烈溫度腐蝕外，還能避免強(qiáng)烈震動(dòng)、沖擊及劇烈溫度變化等對(duì)電子元件的不良影響。變化等對(duì)電子元件的不良影響。 (3) 其他防潮手段其他防潮手段 密封是防潮濕的最有效方法。密封是將零件、密封是防潮濕的最有效方法。密封是將零件、元器件、部件或一些復(fù)雜的裝置，甚至整機(jī)安裝在元器件、部件或一些復(fù)雜的裝置，甚至整機(jī)安裝在不透氣的密封盒內(nèi)，這種防潮手段屬于機(jī)械防潮。不透氣的密封盒內(nèi)，這種防潮手段屬于機(jī)械防潮。 作為防潮濕的輔助手段，有時(shí)可以對(duì)某些設(shè)備作為防潮濕的輔助手段，有時(shí)可以對(duì)某些設(shè)備用定期通電加熱的方法來(lái)驅(qū)除潮氣，也可通過(guò)在設(shè)用定期通電加熱的方法來(lái)驅(qū)除潮氣，也可通過(guò)在設(shè)備內(nèi)存放硅膠等干燥劑吸掉

9、潮氣。備內(nèi)存放硅膠等干燥劑吸掉潮氣。2 鹽霧的防護(hù)鹽霧的防護(hù) 鹽霧是一種含有鹽分的霧狀氣體，主要鹽霧是一種含有鹽分的霧狀氣體，主要發(fā)生在海上和海邊，在陸上可以因鹽堿被風(fēng)發(fā)生在海上和海邊，在陸上可以因鹽堿被風(fēng)吹刮起或鹽水蒸發(fā)而引起。鹽霧對(duì)設(shè)備的影吹刮起或鹽水蒸發(fā)而引起。鹽霧對(duì)設(shè)備的影響主要表現(xiàn)在其沉降物溶于水，在一定濕度響主要表現(xiàn)在其沉降物溶于水，在一定濕度條件下對(duì)元件、材料和線路產(chǎn)生腐蝕或改變條件下對(duì)元件、材料和線路產(chǎn)生腐蝕或改變其電性能，使設(shè)備的可靠性下降。其電性能，使設(shè)備的可靠性下降。 3 霉菌的防護(hù)霉菌的防護(hù) 霉菌是指生長(zhǎng)在營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)上而形成絨毛狀、霉菌是指生長(zhǎng)在營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)上而形成絨毛狀、蜘

10、蛛網(wǎng)狀或絮狀菌絲體的真菌。它使材料性能劣蜘蛛網(wǎng)狀或絮狀菌絲體的真菌。它使材料性能劣化，表面絕緣電阻下降，漏電增加。霉菌的代謝化，表面絕緣電阻下降，漏電增加。霉菌的代謝物也會(huì)對(duì)材料引起間接的腐蝕，包括對(duì)金屬的腐物也會(huì)對(duì)材料引起間接的腐蝕，包括對(duì)金屬的腐蝕。蝕。電子設(shè)備的霉菌防護(hù)的方法有以下幾種：電子設(shè)備的霉菌防護(hù)的方法有以下幾種： (1) 控制環(huán)境條件，足夠的紫外線輻射，定期對(duì)控制環(huán)境條件，足夠的紫外線輻射，定期對(duì)電子設(shè)備通電增溫。電子設(shè)備通電增溫。 (2) 密封防霉，將設(shè)備嚴(yán)格密封，并加入干燥劑。密封防霉，將設(shè)備嚴(yán)格密封，并加入干燥劑。 (3) 使用防霉材料。使用防霉材料。 (4) 用防霉劑處

11、理零件和整機(jī)。用防霉劑處理零件和整機(jī)。 212 金屬腐蝕的防護(hù)金屬腐蝕的防護(hù) 1金屬的腐蝕金屬的腐蝕 金屬和合金由于外部介質(zhì)的作用而遭到的破金屬和合金由于外部介質(zhì)的作用而遭到的破壞稱為腐蝕。金屬的腐蝕分為化學(xué)性腐蝕和電化壞稱為腐蝕。金屬的腐蝕分為化學(xué)性腐蝕和電化學(xué)腐蝕。腐蝕造成機(jī)械性能變壞甚至失效，機(jī)械學(xué)腐蝕。腐蝕造成機(jī)械性能變壞甚至失效，機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的精度降低，導(dǎo)電性能降低，電磁元件傳動(dòng)系統(tǒng)的精度降低，導(dǎo)電性能降低，電磁元件的參數(shù)改變等不良后果，使設(shè)備的可靠性下降。的參數(shù)改變等不良后果，使設(shè)備的可靠性下降。 2 金屬的防腐蝕措施金屬的防腐蝕措施 (1) 材料的選擇材料的選擇 (2) 采用表面

12、涂覆方法采用表面涂覆方法 (3) 合理設(shè)計(jì)金屬件結(jié)構(gòu)合理設(shè)計(jì)金屬件結(jié)構(gòu)2.2 .2 電子設(shè)備的散熱電子設(shè)備的散熱 電子設(shè)備中任何一個(gè)具有實(shí)際電阻的載流元電子設(shè)備中任何一個(gè)具有實(shí)際電阻的載流元件都要將一部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，即都是熱源。件都要將一部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，即都是熱源。采取有效散熱手段確保設(shè)備的工作溫度低于極限采取有效散熱手段確保設(shè)備的工作溫度低于極限溫度，使設(shè)備在正常環(huán)境中工作，才能提高其可溫度，使設(shè)備在正常環(huán)境中工作，才能提高其可靠性和穩(wěn)定性?？啃院头€(wěn)定性。221 溫度對(duì)電子設(shè)備的影響溫度對(duì)電子設(shè)備的影響 溫度對(duì)電子設(shè)備的影響分為對(duì)電子元器件溫度對(duì)電子設(shè)備的影響分為對(duì)電子元器件的影響和

13、對(duì)整機(jī)的影響。溫度對(duì)電子元器件的的影響和對(duì)整機(jī)的影響。溫度對(duì)電子元器件的影響主要表現(xiàn)在電性能改變和噪聲增大等，嚴(yán)影響主要表現(xiàn)在電性能改變和噪聲增大等，嚴(yán)重時(shí)損壞元器件。重時(shí)損壞元器件。表表2.2列出了常用元器件表面的允許溫度值。列出了常用元器件表面的允許溫度值。高溫環(huán)境對(duì)電子設(shè)備的主要影響有：高溫環(huán)境對(duì)電子設(shè)備的主要影響有：(1) 氧化等化學(xué)反應(yīng)加速，表面防護(hù)層老化。氧化等化學(xué)反應(yīng)加速，表面防護(hù)層老化。(2) 增強(qiáng)水的穿透能力和水汽的破壞作用。增強(qiáng)水的穿透能力和水汽的破壞作用。(3) 使有些物質(zhì)軟化、融化，使結(jié)構(gòu)在機(jī)械應(yīng)使有些物質(zhì)軟化、融化，使結(jié)構(gòu)在機(jī)械應(yīng)力下?lián)p壞。力下?lián)p壞。(4) 使?jié)櫥瑒┱?/p>

14、度減小，發(fā)生流失和蒸發(fā)，喪使?jié)櫥瑒┱扯葴p小，發(fā)生流失和蒸發(fā)，喪失潤(rùn)滑能力失潤(rùn)滑能力(5) 使物體產(chǎn)生膨脹變形，從而導(dǎo)致機(jī)械應(yīng)力增使物體產(chǎn)生膨脹變形，從而導(dǎo)致機(jī)械應(yīng)力增大，運(yùn)行零件磨損增大或結(jié)構(gòu)損壞。大，運(yùn)行零件磨損增大或結(jié)構(gòu)損壞。 低溫環(huán)境則會(huì)使空氣的相對(duì)濕度增大，低溫環(huán)境則會(huì)使空氣的相對(duì)濕度增大，有時(shí)可能達(dá)到飽和而使機(jī)內(nèi)元器件及印制有時(shí)可能達(dá)到飽和而使機(jī)內(nèi)元器件及印制電路板上產(chǎn)生凝露現(xiàn)象，使故障率大大增電路板上產(chǎn)生凝露現(xiàn)象，使故障率大大增加。另外，低溫環(huán)境還會(huì)使某些材料性能加。另外，低溫環(huán)境還會(huì)使某些材料性能變脆或嚴(yán)重收縮，造成結(jié)構(gòu)損壞。變脆或嚴(yán)重收縮，造成結(jié)構(gòu)損壞。222 熱的傳導(dǎo)方式熱的

15、傳導(dǎo)方式 熱能的傳播方式有三種：傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射，熱能的傳播方式有三種：傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射，三種傳播方式往往同時(shí)存在。三種傳播方式往往同時(shí)存在。1 熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo) 熱傳導(dǎo)是指物體內(nèi)部或兩物體接觸面間的熱能熱傳導(dǎo)是指物體內(nèi)部或兩物體接觸面間的熱能交換。熱傳導(dǎo)是固體中熱能傳遞的主要方式。各種交換。熱傳導(dǎo)是固體中熱能傳遞的主要方式。各種物質(zhì)的導(dǎo)熱能力多少，物質(zhì)的導(dǎo)熱能力多少， 除與材料的導(dǎo)熱系數(shù)有關(guān)除與材料的導(dǎo)熱系數(shù)有關(guān)外，還與發(fā)生傳熱的兩點(diǎn)的溫差及傳熱面積、傳熱外，還與發(fā)生傳熱的兩點(diǎn)的溫差及傳熱面積、傳熱距離有關(guān)。距離有關(guān)。增強(qiáng)熱傳導(dǎo)散熱的主要措施有：增強(qiáng)熱傳導(dǎo)散熱的主要措施有：（1） 選用導(dǎo)熱系數(shù)較

16、大的材料制造導(dǎo)熱零件選用導(dǎo)熱系數(shù)較大的材料制造導(dǎo)熱零件（2） 在兩接觸面間涂硅脂或墊人軟金屬箔，在兩接觸面間涂硅脂或墊人軟金屬箔，如銦片、銅箔等。如銦片、銅箔等。(3) 盡量縮短熱傳導(dǎo)路徑，導(dǎo)熱路徑中不應(yīng)盡量縮短熱傳導(dǎo)路徑，導(dǎo)熱路徑中不應(yīng)有絕熱或隔熱元件。有絕熱或隔熱元件。2 熱對(duì)流熱對(duì)流 熱對(duì)流是指流體熱對(duì)流是指流體(氣體或液體氣體或液體)與高溫物與高溫物體體(固體固體)表面直接接觸，相互間所進(jìn)行的熱表面直接接觸，相互間所進(jìn)行的熱能交換。熱對(duì)流可分為自然對(duì)流和強(qiáng)迫對(duì)流能交換。熱對(duì)流可分為自然對(duì)流和強(qiáng)迫對(duì)流兩種。自然對(duì)流是由于冷熱流體的密度不同兩種。自然對(duì)流是由于冷熱流體的密度不同而引起介質(zhì)的

17、自然運(yùn)動(dòng)；強(qiáng)迫對(duì)流是受機(jī)械而引起介質(zhì)的自然運(yùn)動(dòng)；強(qiáng)迫對(duì)流是受機(jī)械力的作用促使流體運(yùn)動(dòng)。力的作用促使流體運(yùn)動(dòng)。增強(qiáng)對(duì)流散熱的主要措施有：增強(qiáng)對(duì)流散熱的主要措施有： (1) 加大溫差加大溫差t，降低散熱物體周?chē)鷮?duì)流，降低散熱物體周?chē)鷮?duì)流介質(zhì)的溫度。介質(zhì)的溫度。 (2) 加大散熱面積，采取有利于對(duì)流散熱的加大散熱面積，采取有利于對(duì)流散熱的形狀和安裝位置。形狀和安裝位置。(3) 加大對(duì)流介質(zhì)的流動(dòng)速度，選擇有利于加大對(duì)流介質(zhì)的流動(dòng)速度，選擇有利于對(duì)流換熱的流體介質(zhì)，以帶走更多的熱量。對(duì)流換熱的流體介質(zhì)，以帶走更多的熱量。3 熱輻射熱輻射 熱輻射是以電磁波輻射形式進(jìn)行的熱熱輻射是以電磁波輻射形式進(jìn)行的熱

18、能交換。由于物體只要其溫度高于絕對(duì)零度能交換。由于物體只要其溫度高于絕對(duì)零度(273)，都會(huì)對(duì)外輻射電磁波，所以自然，都會(huì)對(duì)外輻射電磁波，所以自然界物體大多均在對(duì)外輻射能量，這種以電磁界物體大多均在對(duì)外輻射能量，這種以電磁波對(duì)外輻射能量的現(xiàn)象，稱為熱輻射。波對(duì)外輻射能量的現(xiàn)象，稱為熱輻射。加強(qiáng)熱輻射散熱的主要措施有：加強(qiáng)熱輻射散熱的主要措施有： (1) 在零部件或散熱片上涂覆黑色粗糙的漆，在零部件或散熱片上涂覆黑色粗糙的漆，以增強(qiáng)輻射能力。對(duì)熱敏感元件的表面應(yīng)做光亮以增強(qiáng)輻射能力。對(duì)熱敏感元件的表面應(yīng)做光亮的表面，以減小吸收輻射。的表面，以減小吸收輻射。 (2) 加大輻射體的表面積。加大輻射體

19、的表面積。 (3) 設(shè)法降低設(shè)備周?chē)鷾囟龋哟筝椛潴w與設(shè)法降低設(shè)備周?chē)鷾囟?，加大輻射體與周?chē)h(huán)境的溫差。周?chē)h(huán)境的溫差。223 電子設(shè)備的散熱及提高散熱能力的措施電子設(shè)備的散熱及提高散熱能力的措施1 自然散熱自然散熱 電子設(shè)備的自然散熱途徑通常有兩種情況：電子設(shè)備的自然散熱途徑通常有兩種情況：對(duì)于封閉式機(jī)箱，另一種對(duì)于敞開(kāi)式機(jī)箱。實(shí)際對(duì)于封閉式機(jī)箱，另一種對(duì)于敞開(kāi)式機(jī)箱。實(shí)際上必須從兩方面來(lái)考慮電子設(shè)備的自然散熱問(wèn)題：上必須從兩方面來(lái)考慮電子設(shè)備的自然散熱問(wèn)題：一方面是提高機(jī)殼向外界的熱傳遞能力；另一一方面是提高機(jī)殼向外界的熱傳遞能力；另一方面是改善設(shè)備內(nèi)部電子元器件向機(jī)殼的傳熱方面是改善設(shè)備

20、內(nèi)部電子元器件向機(jī)殼的傳熱能力。能力。 (1) 機(jī)殼的散熱設(shè)計(jì)機(jī)殼的散熱設(shè)計(jì) 機(jī)殼在自然散熱中起重要作用，應(yīng)充分考慮機(jī)殼在自然散熱中起重要作用，應(yīng)充分考慮熱傳遞的途徑，進(jìn)行合理的散熱設(shè)計(jì)。熱傳遞的途徑，進(jìn)行合理的散熱設(shè)計(jì)。 降低壁面?zhèn)鳠釤嶙杌蛟黾訐Q熱表面積降低壁面?zhèn)鳠釤嶙杌蛟黾訐Q熱表面積 加強(qiáng)電子設(shè)備的輻射散熱能力，主要是提加強(qiáng)電子設(shè)備的輻射散熱能力，主要是提高電子設(shè)備機(jī)箱外殼和元器件外表面的熱輻射能力。高電子設(shè)備機(jī)箱外殼和元器件外表面的熱輻射能力。 提高對(duì)流換熱效果提高對(duì)流換熱效果(煙囪效應(yīng)煙囪效應(yīng)) (2) 設(shè)備內(nèi)部的自然散熱設(shè)備內(nèi)部的自然散熱 設(shè)備內(nèi)部電子元件的散熱設(shè)備內(nèi)部電子元件的散熱

21、a 電阻電阻 電阻的溫度與其型式、尺寸、功耗、電阻的溫度與其型式、尺寸、功耗、 安裝位置以及環(huán)境溫度有關(guān)。安裝位置以及環(huán)境溫度有關(guān)。b 變壓器變壓器 變壓器主要依靠傳導(dǎo)散熱。變壓器主要依靠傳導(dǎo)散熱。 c 晶體管晶體管 對(duì)于功率小于對(duì)于功率小于100mW的晶體管，一的晶體管，一般不加散熱器，般不加散熱器， d集成電路集成電路 主要依靠其外殼及引出線的對(duì)流。主要依靠其外殼及引出線的對(duì)流。 合理布置元器件：合理布置元器件： A 在設(shè)備內(nèi)部，各元器件、結(jié)構(gòu)件間應(yīng)保持在設(shè)備內(nèi)部，各元器件、結(jié)構(gòu)件間應(yīng)保持一定距離，以利于空氣流動(dòng)，增強(qiáng)對(duì)流傳熱。一定距離，以利于空氣流動(dòng)，增強(qiáng)對(duì)流傳熱。 B 在印制板上安裝元

22、器件時(shí)，使整個(gè)印制板上在印制板上安裝元器件時(shí)，使整個(gè)印制板上元件的溫度較均勻。元件的溫度較均勻。 C 對(duì)熱敏感元件，可采用熱屏蔽的方法來(lái)解決。對(duì)熱敏感元件，可采用熱屏蔽的方法來(lái)解決。 合理安排印制板合理安排印制板 若設(shè)備中只有一塊印制板，水平或垂直放置均若設(shè)備中只有一塊印制板，水平或垂直放置均可；若設(shè)備中有多塊印制板，應(yīng)垂直并列安裝且間可；若設(shè)備中有多塊印制板，應(yīng)垂直并列安裝且間隔不小于隔不小于30 mm，以利于自然對(duì)流散熱。，以利于自然對(duì)流散熱。 合理安排機(jī)箱內(nèi)的結(jié)構(gòu)件合理安排機(jī)箱內(nèi)的結(jié)構(gòu)件 盡量增大進(jìn)出風(fēng)口的距離和它們的高度差，增盡量增大進(jìn)出風(fēng)口的距離和它們的高度差，增強(qiáng)自然對(duì)流。大面積的

23、元器件強(qiáng)自然對(duì)流。大面積的元器件(如機(jī)箱底的底板、隔如機(jī)箱底的底板、隔熱板、屏蔽板等熱板、屏蔽板等)要特別注意其位置要特別注意其位置. 2 強(qiáng)迫通風(fēng)散熱強(qiáng)迫通風(fēng)散熱 強(qiáng)迫通風(fēng)散熱適用于中、大功率的電子強(qiáng)迫通風(fēng)散熱適用于中、大功率的電子設(shè)備，利用風(fēng)機(jī)進(jìn)行抽風(fēng)或鼓風(fēng)，加速設(shè)備設(shè)備，利用風(fēng)機(jī)進(jìn)行抽風(fēng)或鼓風(fēng)，加速設(shè)備內(nèi)氣流速度，達(dá)到散熱目的。內(nèi)氣流速度，達(dá)到散熱目的。 (1) 整機(jī)的抽風(fēng)冷卻整機(jī)的抽風(fēng)冷卻(2) 整機(jī)的鼓風(fēng)冷卻整機(jī)的鼓風(fēng)冷卻224 元器件的散熱及散熱器的選用元器件的散熱及散熱器的選用 電子設(shè)備中使用的電器元件流過(guò)電流時(shí)，電子設(shè)備中使用的電器元件流過(guò)電流時(shí)，要產(chǎn)生熱量，特別是一些大功率元

24、器件產(chǎn)生的要產(chǎn)生熱量，特別是一些大功率元器件產(chǎn)生的熱量很多，溫升很高，必須采取有效措施將這熱量很多，溫升很高，必須采取有效措施將這些熱量散發(fā)出去。本節(jié)僅以晶體管散熱器的選些熱量散發(fā)出去。本節(jié)僅以晶體管散熱器的選用做簡(jiǎn)單介紹。用做簡(jiǎn)單介紹。 1晶體管的熱阻和最大允許集電極功耗的關(guān)系晶體管的熱阻和最大允許集電極功耗的關(guān)系 晶體管的晶體管的 PCM、 Tjm 與環(huán)境溫度與環(huán)境溫度Ta和管和管子的散熱能力之間有以下關(guān)系：子的散熱能力之間有以下關(guān)系： Tjm = Ta + RT PCM或或 ： PCM =（ Tjm Ta ）/ RT式中式中:RT ： 為熱阻，為熱阻，為熱阻，為熱阻， Tjm ： 最大允

25、許結(jié)溫；最大允許結(jié)溫；Ta ： 環(huán)境溫度；環(huán)境溫度；PCM ：最大允許集電極功耗最大允許集電極功耗 。 熱阻反映了晶體管的散熱能力，熱阻愈小，則熱阻反映了晶體管的散熱能力，熱阻愈小，則管子散熱能力愈好。單位是管子散熱能力愈好。單位是W。 提高一個(gè)晶體管的提高一個(gè)晶體管的PCM，需要增加管子的散熱，需要增加管子的散熱能力，也就是減小它的熱阻。能力，也就是減小它的熱阻。 目前，改進(jìn)管子散熱能力的主要方法是裝散熱目前，改進(jìn)管子散熱能力的主要方法是裝散熱器。器。晶體管的散熱系統(tǒng)晶體管的散熱系統(tǒng)(1) 晶體管散熱器晶體管散熱器 平板型散熱器，平板型散熱器， 鋁型材鋁型材(平行筋片平行筋片)散熱器，散熱器

26、， 叉指型散熱器，叉指型散熱器， 輻射式散熱器，輻射式散熱器， 針狀散熱器，針狀散熱器，(2) 晶體管的散熱系統(tǒng)分析晶體管的散熱系統(tǒng)分析 加散熱器后，晶體管的散熱系統(tǒng)如圖加散熱器后，晶體管的散熱系統(tǒng)如圖216所示，管殼傳熱有兩條路徑：所示，管殼傳熱有兩條路徑：1. 管殼通過(guò)對(duì)流與輻射把熱量直接傳播到周?chē)g。管殼通過(guò)對(duì)流與輻射把熱量直接傳播到周?chē)g。2. 管殼把熱量傳給散熱器，散熱器把熱量通過(guò)對(duì)管殼把熱量傳給散熱器，散熱器把熱量通過(guò)對(duì)流及輻射散發(fā)到周?chē)臻g。流及輻射散發(fā)到周?chē)臻g。 在散熱計(jì)算時(shí)，為確保晶體管工作可靠在散熱計(jì)算時(shí)，為確保晶體管工作可靠性高，壽命長(zhǎng)，必須使耗散功率小于最大耗性高，壽

27、命長(zhǎng)，必須使耗散功率小于最大耗散功率，亦即散功率，亦即Tj TJm 式式(211)、(213)是是分析計(jì)算的基本關(guān)系。分析計(jì)算的基本關(guān)系。 必須采取有效措施解決晶體管的散熱量必須采取有效措施解決晶體管的散熱量問(wèn)題，否則這些電器元件的工作性能就會(huì)變問(wèn)題，否則這些電器元件的工作性能就會(huì)變壞，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)燒壞。壞，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)燒壞。23 電子設(shè)備的減振與緩沖電子設(shè)備的減振與緩沖231 振動(dòng)與沖擊對(duì)電子設(shè)備的危害振動(dòng)與沖擊對(duì)電子設(shè)備的危害 電子設(shè)備在使用和運(yùn)輸過(guò)程中，不可避免地電子設(shè)備在使用和運(yùn)輸過(guò)程中，不可避免地會(huì)受到振動(dòng)、沖擊等機(jī)械力的作用，如果結(jié)構(gòu)設(shè)會(huì)受到振動(dòng)、沖擊等機(jī)械力的作用，如果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)，

28、就會(huì)導(dǎo)致電子設(shè)備的損壞或無(wú)法工作。計(jì)不當(dāng)，就會(huì)導(dǎo)致電子設(shè)備的損壞或無(wú)法工作。 振動(dòng)與沖擊對(duì)電子設(shè)備的影響是多方面的，振動(dòng)與沖擊對(duì)電子設(shè)備的影響是多方面的，一般振動(dòng)引起的是元器件或材料的疲勞損壞，而一般振動(dòng)引起的是元器件或材料的疲勞損壞，而沖擊則是由于瞬時(shí)加速度很大而造成元器件或材沖擊則是由于瞬時(shí)加速度很大而造成元器件或材料的應(yīng)力損壞；振動(dòng)引起的故障約占料的應(yīng)力損壞；振動(dòng)引起的故障約占80，沖擊，沖擊引起的故障約占引起的故障約占20。234 電子設(shè)備減振緩沖的結(jié)構(gòu)措施電子設(shè)備減振緩沖的結(jié)構(gòu)措施 為了保證電子設(shè)備在外界機(jī)械力的作用下，為了保證電子設(shè)備在外界機(jī)械力的作用下，仍能可靠地工作，除了安裝減

29、振器進(jìn)行振動(dòng)、仍能可靠地工作，除了安裝減振器進(jìn)行振動(dòng)、沖擊隔離外，還應(yīng)考慮對(duì)電子設(shè)備采取防振和緩沖擊隔離外，還應(yīng)考慮對(duì)電子設(shè)備采取防振和緩沖措施，這些措施歸納起來(lái)有以下幾方面：沖措施，這些措施歸納起來(lái)有以下幾方面： 1電子設(shè)備的總體布局電子設(shè)備的總體布局 電子設(shè)備整機(jī)的耐振耐沖程度在元器件已決定電子設(shè)備整機(jī)的耐振耐沖程度在元器件已決定的情況下，主要取決于元器件的布局和安裝方式。的情況下，主要取決于元器件的布局和安裝方式。2元器件的布置和安裝元器件的布置和安裝(1) 導(dǎo)線和電纜導(dǎo)線和電纜(2) 繼電器繼電器(3) 晶體管晶體管(5) 電容器和電阻器電容器和電阻器(6) 印制電路板印制電路板(7)

30、 機(jī)架和底座機(jī)架和底座 3 其他措施其他措施 消除振源：消除振源： 即減少或消除振動(dòng)和沖擊的干擾源。即減少或消除振動(dòng)和沖擊的干擾源。 隔離：隔離： 在設(shè)備和基礎(chǔ)之間安裝減振器，以減在設(shè)備和基礎(chǔ)之間安裝減振器，以減少振動(dòng)和沖擊對(duì)設(shè)備的危害。少振動(dòng)和沖擊對(duì)設(shè)備的危害。2.4 電磁干擾及其屏蔽電磁干擾及其屏蔽241 電磁干擾概述電磁干擾概述 電子設(shè)備的內(nèi)部及外部都存在著各種電磁干擾。電子設(shè)備的內(nèi)部及外部都存在著各種電磁干擾。 外部電磁干擾：是指設(shè)備除所要接收的電磁波信外部電磁干擾：是指設(shè)備除所要接收的電磁波信號(hào)以外的其他電磁波的干擾，這些電磁波是通過(guò)外殼號(hào)以外的其他電磁波的干擾，這些電磁波是通過(guò)外殼或輸入饋線等途徑輸入設(shè)備內(nèi)部的?；蜉斎腽伨€等途徑輸入設(shè)備內(nèi)部的。 內(nèi)部電磁干擾：是指設(shè)備內(nèi)部電路單元之間、元內(nèi)部電磁干擾：是指設(shè)備內(nèi)部電路單元之間、元器件之間及導(dǎo)線之間的電磁方面的干擾。在電子設(shè)備器件之間及導(dǎo)線之間的電磁方面的干擾。在電子設(shè)備內(nèi)這些電磁干擾，我們統(tǒng)稱寄生耦合。內(nèi)這些電磁干擾，我們統(tǒng)稱寄生耦合。 ： 用于抑制共地電路之間的電場(chǎng)干擾的屏蔽用于抑制共地電路之間的電場(chǎng)干擾的屏蔽物，即抑制寄生的電容耦合。物，即抑制寄生的電容耦合。 用以衰減恒定或低頻磁場(chǎng)用以衰減恒定或低頻磁場(chǎng)( f 150 kHz )的的屏蔽物，可抑制恒定或低