1、 二电子产品常用材料的防护三电子产品的热设计四电子产品的减振与缓冲五电子产品的电磁兼容性第二第二-五章五章 2.1潮湿及生物危害的防护潮湿及生物危害的防护2.1.1潮湿、霉菌、盐雾的防护潮湿、霉菌、盐雾的防护2.1.2金属腐蚀的防护金属腐蚀的防护 2.1电子设备的气候防护电子设备的气候防护对电子设备气候因素的影响的防护，一般从以下三方面考对电子设备气候因素的影响的防护，一般从以下三方面考虑：虑：2.1潮湿及生物危害的防护1选用适当的材料选用适当的材料如采用耐腐蚀的金属和非金属材料等。如采用耐腐蚀的金属和非金属材料等。2采取化学和电化学防护措施采取化学和电化学防护措施电镀、油漆和化学涂覆等。电镀
2、、油漆和化学涂覆等。3采用相应的结构措施采用相应的结构措施采用各种密封结构。采用各种密封结构。3潮湿的防护潮湿的防护2.1.1潮湿的防护潮湿的防护2.1电子设备的气候防护电子设备的气候防护（2）浸渍）浸渍将被处理物浸入不吸湿的绝缘漆中，使绝缘漆液体进入元将被处理物浸入不吸湿的绝缘漆中，使绝缘漆液体进入元件或材料的小孔、缝隙和结构件的空隙，从而提高元件或材料件或材料的小孔、缝隙和结构件的空隙，从而提高元件或材料的防湿性能和其他性能。的防湿性能和其他性能。用途：主要用于绕线产品，如变压器绕组、电感线圈等。用途：主要用于绕线产品，如变压器绕组、电感线圈等。常用浸渍剂：酚醛绝缘漆、三聚氰胺醇酸绝缘漆、
3、环氧脂常用浸渍剂：酚醛绝缘漆、三聚氰胺醇酸绝缘漆、环氧脂无溶剂绝缘烘漆等。无溶剂绝缘烘漆等。1潮湿的危害潮湿的危害2吸湿的机理吸湿的机理（1）憎水处理）憎水处理 2.1电子设备的气候防护电子设备的气候防护（3）灌封）灌封用热溶状态的树脂、橡胶等将电器元件浇注封闭，形成一用热溶状态的树脂、橡胶等将电器元件浇注封闭，形成一个与外界完全隔绝的独立的整体。个与外界完全隔绝的独立的整体。用途：小型部件，如小型变压器、固体电路、集成电路等。用途：小型部件，如小型变压器、固体电路、集成电路等。常用灌封材料：有机硅橡胶及有机硅凝胶、环氧树脂。常用灌封材料：有机硅橡胶及有机硅凝胶、环氧树脂。（4）其他防潮手段）
4、其他防潮手段 密封：属于机械防潮密封：属于机械防潮 定期通电加热定期通电加热 存放干燥剂存放干燥剂 2.1电子设备的气候防护电子设备的气候防护在一般电镀的基础上进行加工，严格电镀工艺，保证镀层在一般电镀的基础上进行加工，严格电镀工艺，保证镀层厚度，选择适当的镀层种类；采用密封机壳或机罩。厚度，选择适当的镀层种类；采用密封机壳或机罩。2.1.3防灰尘防灰尘（1）控制环境，消除霉菌的生长条件。）控制环境，消除霉菌的生长条件。（2）密封防霉，加入干燥剂是防止霉菌生长的最有效措）密封防霉，加入干燥剂是防止霉菌生长的最有效措施。施。（3）使用防霉材料，采用压塑材料和层压材料、合成橡）使用防霉材料，采用压
5、塑材料和层压材料、合成橡胶、合成树脂。胶、合成树脂。（4）用防霉剂处理零件和整机。）用防霉剂处理零件和整机。盐雾的防护盐雾的防护 2.2.1金属腐蚀的机理金属腐蚀的机理2.2金属腐蚀机理及金属腐蚀的危害性金属腐蚀机理及金属腐蚀的危害性1金属的腐蚀金属的腐蚀由外部介质的作用而遭到的破坏称为腐蚀。分为化学性腐由外部介质的作用而遭到的破坏称为腐蚀。分为化学性腐蚀、电化学腐蚀。蚀、电化学腐蚀。2.2.3常用金属的耐腐蚀性能常用金属的耐腐蚀性能执照耐腐蚀性能分成四类：执照耐腐蚀性能分成四类：性能稳定，不需防护。如金、银、金铜合金、金镍合金、性能稳定，不需防护。如金、银、金铜合金、金镍合金、不锈钢等。不锈
6、钢等。耐腐蚀性较强，无防护，可用于室内或一般气候中。如耐腐蚀性较强，无防护，可用于室内或一般气候中。如铜、防锈铝、黄铜等。铜、防锈铝、黄铜等。2.2金属腐蚀机理及金属腐蚀的危害性金属腐蚀机理及金属腐蚀的危害性 耐腐蚀性极差，只有可靠的涂覆，才能用于室内或一般耐腐蚀性极差，只有可靠的涂覆，才能用于室内或一般气候中。如铬锰钢、软铝、镁、锌合金等。气候中。如铬锰钢、软铝、镁、锌合金等。耐腐蚀性较差，在防护情况才能用于室内。如碳钢、铸耐腐蚀性较差，在防护情况才能用于室内。如碳钢、铸铁、坡莫合金、防锈铝、黄铜等。铁、坡莫合金、防锈铝、黄铜等。2.3金属防腐蚀设计金属防腐蚀设计2.3.1 防腐蚀覆盖层防腐
7、蚀覆盖层 电子设备最常用的金属防腐蚀方法。根电子设备最常用的金属防腐蚀方法。根据构成覆盖层物质的不同，可将覆盖层分为三类：据构成覆盖层物质的不同，可将覆盖层分为三类：金属覆盖层用锌、镉、铬、镍、等。金属覆盖层用锌、镉、铬、镍、等。化学覆盖层用磷化、发蓝、钝化、氧化等。化学覆盖层用磷化、发蓝、钝化、氧化等。涂料覆盖层用油漆和塑料等。涂料覆盖层用油漆和塑料等。2.3.2 技术防腐蚀的结构措施技术防腐蚀的结构措施 1选择耐蚀材料选择耐蚀材料 2合理设计金属件结构合理设计金属件结构 尽可能采用同种金属，避免接触腐蚀。尽可能采用同种金属，避免接触腐蚀。2.3金属防腐蚀设计金属防腐蚀设计 避免不合理的结构
8、避免不合理的结构4 在易腐蚀处加厚构件尺寸。在易腐蚀处加厚构件尺寸。防止缝隙腐蚀防止缝隙腐蚀 尽可能采用同种金属，避免接触腐蚀。尽可能采用同种金属，避免接触腐蚀。三章三章电子设备的散热电子设备的散热2.2.1温度对电子设备的影响温度对电子设备的影响2.2.2热的传导方式热的传导方式2.2.3电子设备的散热及提高散热能力的措施电子设备的散热及提高散热能力的措施*2.2.4元器件的散热及散热器的作用元器件的散热及散热器的作用 2.2.1温度对电子设备的影响温度对电子设备的影响 对电子元件的影响和对整机的影响对电子元件的影响和对整机的影响2.2电子设备的散热电子设备的散热1对电子元件的影响对电子元件
9、的影响电性能改变和噪声增大。电性能改变和噪声增大。2对整机的影响对整机的影响（1）高温环境的影响）高温环境的影响 化学反应加速，表面防护层老化。化学反应加速，表面防护层老化。水的穿透能力增强，破坏作用增大。水的穿透能力增强，破坏作用增大。物质软化、融化，结构损坏。物质软化、融化，结构损坏。2.2电子设备的散热电子设备的散热 润滑剂粘度减小，丧失润滑能力润滑剂粘度减小，丧失润滑能力 物体膨胀变形，增大磨损，损坏结构。物体膨胀变形，增大磨损，损坏结构。（2）低温环境湿度增大，产生凝露现象，故障率增加、材）低温环境湿度增大，产生凝露现象，故障率增加、材料收缩，结构损坏。料收缩，结构损坏。2.2.2热
10、的传导方式热的传导方式 三种热能的传播方式：三种热能的传播方式：2.2电子设备的散热电子设备的散热 /)(21ttSQ 式中式中Q 传导的热量（传导的热量（W）；）；1热传导热传导（1）定义：）定义：物体内部或两物体接触面间的热能交换。度量热量（物体内部或两物体接触面间的热能交换。度量热量（Q），），单位：瓦（单位：瓦（W）。）。（2）计算方法：）计算方法：导热系数（导热系数（W/m），与材料有关；），与材料有关；传热的距离或板厚（传热的距离或板厚（m）；）；2.2电子设备的散热电子设备的散热令，则令，则)/(tSR 21ttt t/RtQ 式中式中 t 两侧温度差（两侧温度差（）；）；Rt
11、导热热阻（导热热阻（/W）。）。可见，传导热量与温差可见，传导热量与温差 t 正比，与导热热阻正比，与导热热阻 Rt 成反比。成反比。（3）增强热传导散热的主要措施）增强热传导散热的主要措施 选金属材料作导热材料。选金属材料作导热材料。减少接触热阻。减少接触热阻。S 导热面积（导热面积（m2）t1、t2 平板左右面的温度平板左右面的温度。2.2电子设备的散热电子设备的散热2热对流热对流（1）定义：）定义：流体与高温物体表面直接接触，相互间所进行的热能交换。流体与高温物体表面直接接触，相互间所进行的热能交换。（2）计算方法：）计算方法：式中式中Q 对流散热热量（对流散热热量（W）；）；对流散热系
12、统（对流散热系统（W/m），与流体介质的性质，），与流体介质的性质，对流散热的类型（自然的或强迫的），对流的速对流散热的类型（自然的或强迫的），对流的速度，散热物体的尺寸和位置，流体的温度等因素度，散热物体的尺寸和位置，流体的温度等因素有关；有关；StQ 缩短热传导路径。缩短热传导路径。2.2电子设备的散热电子设备的散热（3）增强对流散热的主要措施：）增强对流散热的主要措施：加大温差加大温差 t t，降低对流介质的温度。，降低对流介质的温度。加大散热面积。加大散热面积。加大对流介质的流动速度，带走更多的热量。加大对流介质的流动速度，带走更多的热量。3热辐射热辐射（1）定义：以电磁波辐射形式进行
13、的热能交换。）定义：以电磁波辐射形式进行的热能交换。t 散热物体与流体间的温差（散热物体与流体间的温差（）；）；S 对流散热面积（对流散热面积（m2）（2）计算方法：）计算方法：2.2对电子设备的要求对电子设备的要求式中式中Q辐射散走的热量（辐射散走的热量（W）；）；8414210 TTSCQC辐射系数（辐射系数（W/m），详见教材表），详见教材表 2.4；t2、t1散热物体与另一物体的绝对温度（散热物体与另一物体的绝对温度（K），绝对），绝对温度温度 T=摄氏温度摄氏温度 t（）+273。2.2对电子设备的要求对电子设备的要求（3）加强热辐射散热的主要措施）加强热辐射散热的主要措施 涂覆黑色
14、粗糙的漆，增强辐射能力。涂覆黑色粗糙的漆，增强辐射能力。加大辐射体的表面积。加大辐射体的表面积。降低设备周围温度，加大辐射体与周围环境的温差。降低设备周围温度，加大辐射体与周围环境的温差。散热：利用热传导、对流和辐射把热量散发到周围环境中散热：利用热传导、对流和辐射把热量散发到周围环境中去的方法。去的方法。2.2对电子设备的要求对电子设备的要求（1）自然散热）自然散热2.2.3电子设备的散热及提高散热能力的措施电子设备的散热及提高散热能力的措施（2）强迫通风散热）强迫通风散热分类：分类：2.2对电子设备的要求对电子设备的要求（1）机壳的散热设计）机壳的散热设计 降低壁面传热热阻或增加换热表面积
15、。降低壁面传热热阻或增加换热表面积。选用高导热系数材料，降低接触表面的接触热阻。选用高导热系数材料，降低接触表面的接触热阻。加强辐射散热加强辐射散热选用辐射系数选用辐射系数 C 较大的材料作辐射散热表面，增加辐射面较大的材料作辐射散热表面，增加辐射面积积 S。提高对流换热效果提高对流换热效果 2.2对电子设备的要求对电子设备的要求合理设计机箱机柜散热孔尺寸和位置、合理地布局元器件。合理设计机箱机柜散热孔尺寸和位置、合理地布局元器件。“烟囱效应烟囱效应”散走的热量散走的热量式中式中Q 通风孔自然对流（烟囱效应）散发的热量通风孔自然对流（烟囱效应）散发的热量（W）；）；6.104.7tHSQ H
16、机箱机柜散热进气孔与出气孔的高度差机箱机柜散热进气孔与出气孔的高度差(m)；S0 进气孔或出气孔的面积（进气孔或出气孔的面积（m2）；）；t t 机箱机柜内部空气与环境空气温差（机箱机柜内部空气与环境空气温差（）2.2对电子设备的要求对电子设备的要求为增大为增大 H，应尽可能将通风孔开在机箱机柜的顶部与底部；，应尽可能将通风孔开在机箱机柜的顶部与底部；为增大，在顶部与底部多开孔，常见通风孔如图所示。为增大，在顶部与底部多开孔，常见通风孔如图所示。2.2对电子设备的要求对电子设备的要求（2）设备内部的自然散热）设备内部的自然散热 电子元件的散热电子元件的散热b变压器：主要依靠传导散热。变压器：主
17、要依靠传导散热。c晶体管晶体管：大功率晶体管应采用散热器。大功率晶体管应采用散热器。d集成电路：主要领先其外壳及引出线集成电路：主要领先其外壳及引出线的对流、辐射和传导散热。如图所示。的对流、辐射和传导散热。如图所示。a电阻：温度与型式、尺寸、功耗、安装位置以及环境温电阻：温度与型式、尺寸、功耗、安装位置以及环境温度有关。通过传导及本身的辐射、对流来散热。度有关。通过传导及本身的辐射、对流来散热。2.2对电子设备的要求对电子设备的要求 合理布置元器件：合理布置元器件：A在设备内部，保持距离。在设备内部，保持距离。a.邻近两垂直发热表面，邻近两垂直发热表面，d/L 0.25，如图，如图(a)。b
18、.邻近的垂直发热表面与冷表面，邻近的垂直发热表面与冷表面，d 0.25，如图，如图(b)。c.邻近的水平发热圆柱体与冷上表面，邻近的水平发热圆柱体与冷上表面，d/D 0.85，如图，如图(c)。d.邻近的水平发热圆柱体与冷的垂直表面，邻近的水平发热圆柱体与冷的垂直表面，d/D 0.7，如图，如图(d)。e.邻近的水平发热圆柱体与冷的水平平底面，邻近的水平发热圆柱体与冷的水平平底面，d/D0.65，如图，如图(e)。2.2对电子设备的要求对电子设备的要求B在印制板发热量大的放在气流上游。在印制板发热量大的放在气流上游。C对热敏感元件热屏蔽，如图所示。对热敏感元件热屏蔽，如图所示。2.2对电子设备
19、的要求对电子设备的要求一块印制板，水平或垂直放置；多块印制板，垂直并列安一块印制板，水平或垂直放置；多块印制板，垂直并列安装间隔不小于装间隔不小于 30 mm。提高印制板的散热能力，如图所示。提高印制板的散热能力，如图所示。合理安排印制板合理安排印制板 2.2对电子设备的要求对电子设备的要求 合理安排机箱内的结构件合理安排机箱内的结构件增大进出风口的距离和它们的高度差，增强自然对流。大增大进出风口的距离和它们的高度差，增强自然对流。大面积的元器件要防止可能出现的阻碍或阻断自然对流的气流。面积的元器件要防止可能出现的阻碍或阻断自然对流的气流。2强迫通风散热强迫通风散热适用于中、大功率的电子设备。
20、基本形式有：适用于中、大功率的电子设备。基本形式有：抽风冷却抽风冷却 鼓风冷却鼓风冷却 2.2对电子设备的要求对电子设备的要求适用于热源比较分散的整机，抽风机常装在机柜顶部或机柜适用于热源比较分散的整机，抽风机常装在机柜顶部或机柜两侧。特点：风量大，风压小，分布均匀，如图两侧。特点：风量大，风压小，分布均匀，如图（a）（）（b）所示。所示。（1）整机的抽风冷却）整机的抽风冷却 2.2对电子设备的要求对电子设备的要求鼓风机安装在机柜下部，风压大，风量集中，如图鼓风机安装在机柜下部，风压大，风量集中，如图（a）（b）所示。所示。（2）整机的鼓风冷却）整机的鼓风冷却*2.2.4元器件的散热器的选用元
21、器件的散热器的选用 2.2对电子设备的要求对电子设备的要求1晶体管的热阻和最大允许集电极电极功率的关系晶体管的热阻和最大允许集电极电极功率的关系（1）计算公式）计算公式CMTajmPRTT 式中式中PCM 最大允许集电极功耗；最大允许集电极功耗；Tjm 晶体管最大允许的结温度；晶体管最大允许的结温度；Ta 环境温度；环境温度；RT 热阻。热阻。RT热阻，单位是热阻，单位是/W 或或/mW，反映晶体管的散热能力，反映晶体管的散热能力，热阻愈小则管子散热能力愈好。例如，热阻愈小则管子散热能力愈好。例如，3AX81 的热阻，的热阻，Rt =0.25/mW，即集电极功耗每增加即集电极功耗每增加 1 m
22、W，结温升高结温升高 0.25。2.2对电子设备的要求对电子设备的要求（2）讨论，）讨论，PCM 与与 RT 成反比，或提高晶体管的成反比，或提高晶体管的 PCM，需，需要增加管子的散热能力，也就是减小它的热阻。主要方法是装要增加管子的散热能力，也就是减小它的热阻。主要方法是装散热器。最大允许散热器。最大允许 PCM 增大增大 5 倍以上。倍以上。2晶体管的散热系统晶体管的散热系统（1）晶体管散热器）晶体管散热器 平板型散热器，如图（平板型散热器，如图（a）。）。铝型材散热器，如图（铝型材散热器，如图（b）。）。2.2对电子设备的要求对电子设备的要求 叉指型散热器，如图（叉指型散热器，如图（c
23、）。）。辐射式散热器，如图（辐射式散热器，如图（d）。）。针状散热器，如图（针状散热器，如图（e）。）。2.2对电子设备的要求对电子设备的要求（2）晶体管的散热系统分析）晶体管的散热系统分析如图所示，晶体管耗散功率如图所示，晶体管耗散功率 PC，结温度，结温度 Tj，环境温度，环境温度 Ta，则由热路分析，功率晶体管总热阻为则由热路分析，功率晶体管总热阻为 CajTPTTR 2.2对电子设备的要求对电子设备的要求若考虑散热途径，设散热器与管壳间接触热阻为若考虑散热途径，设散热器与管壳间接触热阻为 Rtc，散热，散热器与环境之间存在的热阻为器与环境之间存在的热阻为 Rtf，则功率管总热阻又为，则
24、功率管总热阻又为 tjtctfTRRRR 由两式可得由两式可得)(tjtcCajtfRRPTTR 式中，式中，Rtj晶体管的内热阻，通过手册可查。晶体管的内热阻，通过手册可查。2.2对电子设备的要求对电子设备的要求3晶体管散热器的选择晶体管散热器的选择（1）散热计算基本关系）散热计算基本关系 设设 Tjm 为晶体管最高结温，在散热设计时，要求为晶体管最高结温，在散热设计时，要求 Tj Tjm 所以所以 tfR)(tctjCajmRRPTT 又由热阻的含义又由热阻的含义 tfRCfaCafPTPTT 式中，式中，Tf 为散热器温度，为散热器温度，Tfa 是散热器与环境之间的温度是散热器与环境之间
25、的温度差，由以上两式得差，由以上两式得 TfaTjm Ta PC（Rtj+Rtc）2.2对电子设备的要求对电子设备的要求（2）举例）举例已选定使用已选定使用 3DD4 晶体管，其功率晶体管，其功率 PC 5 W。环境温度。环境温度 Ta =25 ，管座与散热为干接触，试选定散热器。，管座与散热为干接触，试选定散热器。解：解：由手册得：由手册得：3DD4 PCM =10 W；Ttj =10 /W；Tjm =175 ；安装孔型为；安装孔型为 F1 型。型。决决定接触热阻定接触热阻 Rtc：由题意并查表：由题意并查表 2.4 得，得，Rtc =0.55 /W。2.2对电子设备的要求对电子设备的要求t
26、fR)(tctjCajmRRPTT tfR)55.010(525175 Rtf19.45 /W 选择散热器：查附录有几种铝型散热器均满足条件，为选择散热器：查附录有几种铝型散热器均满足条件，为减小体积重量，选用减小体积重量，选用 XC761 型型 L =35 mm 散热器，其热阻为散热器，其热阻为11.4/W。计算散热器阻计算散热器阻 Rtf：2.3电子设备的减振与缓冲电子设备的减振与缓冲2.3.1振动与冲击对电子设备的危害振动与冲击对电子设备的危害2.3.2减振和缓冲基本原理减振和缓冲基本原理 2.3.3常用减振器的选用常用减振器的选用 2.3.4电子设备减振缓冲的结构措施电子设备减振缓冲的
27、结构措施 2.3电子设备的减振与缓冲电子设备的减振与缓冲振动与冲击对电子设备的危害主要有以下几方面：振动与冲击对电子设备的危害主要有以下几方面：（1）插件从插座中跳出来，碰撞其他元器件造成破坏。）插件从插座中跳出来，碰撞其他元器件造成破坏。（2）真空器件的电极变形、损坏。）真空器件的电极变形、损坏。（3）弹性元件变形，产生接触不良或开路。）弹性元件变形，产生接触不良或开路。（4）指针抖动造成视觉疲劳。）指针抖动造成视觉疲劳。（5）产生共振现象。）产生共振现象。（6）导线变形及位移，引起电感量和分布电容发生变化。）导线变形及位移，引起电感量和分布电容发生变化。（7）机壳和基础变形，脆性材料断裂。
28、）机壳和基础变形，脆性材料断裂。2.3.1减振和缓冲基本原理减振和缓冲基本原理 2.3电子设备的减振与缓冲电子设备的减振与缓冲（8）防潮和密封措施受到破坏。）防潮和密封措施受到破坏。（9）锡焊和熔焊处断开。）锡焊和熔焊处断开。（10）螺钉、螺母松开。有些用来调整电气特性的螺丝受）螺钉、螺母松开。有些用来调整电气特性的螺丝受振后会产生偏移。振后会产生偏移。1振动：引起元器件或材料的疲劳损坏，故障约占振动：引起元器件或材料的疲劳损坏，故障约占 80。2冲击：由于瞬时加速度很大而造成元器件或材料的应力冲击：由于瞬时加速度很大而造成元器件或材料的应力损坏，故障约占损坏，故障约占 20%。2.3电子设备
29、的减振与缓冲电子设备的减振与缓冲防振措施：防振措施：（1）增强设备元器件的耐冲能力。潜力不大、不经济，较）增强设备元器件的耐冲能力。潜力不大、不经济，较少采用。少采用。（2）安装减振器。）安装减振器。1隔振的基本原理隔振的基本原理机械振动是物体受交变力的作用，在某一位置附近作往复机械振动是物体受交变力的作用，在某一位置附近作往复运动。运动。例：单自由度自由振动系统（例：单自由度自由振动系统（m k 系统），系统），m 振振动物体，动物体，k 弹性物体，如图所示。弹性物体，如图所示。2.3.2减振和缓冲基本原理减振和缓冲基本原理（1）振动系统的组成）振动系统的组成 2.3电子设备的减振与缓冲电子
30、设备的减振与缓冲（2）隔振原理）隔振原理隔振：通过在设备或器件上安装减振装置，隔离或减少其隔振：通过在设备或器件上安装减振装置，隔离或减少其与外界间的机械振动传递。与外界间的机械振动传递。主动隔振与被动隔振主动隔振与被动隔振a）主动隔振）主动隔振在振动物体与安装基础之间安装隔振器，以减少机器振动在振动物体与安装基础之间安装隔振器，以减少机器振动力向基础的传递量的措施。力向基础的传递量的措施。b）被动隔振）被动隔振在仪器设备与基础之间安装弹性支承即隔振器，以减少基在仪器设备与基础之间安装弹性支承即隔振器，以减少基础的振动对仪器设备的影响适度的措施。础的振动对仪器设备的影响适度的措施。2.3电子设
31、备的减振与缓冲电子设备的减振与缓冲 隔振系统隔振系统A主动隔振主动隔振a）定义：基础所受到的弹簧力及阻尼力的合力）定义：基础所受到的弹簧力及阻尼力的合力 FT 与作用与作用在物体上的在物体上的 F0 力相比，即力相比，即 0T/FF b）含义：传到基础上的力是原振支力的百分之几。）含义：传到基础上的力是原振支力的百分之几。2.3电子设备的减振与缓冲电子设备的减振与缓冲c c）计算公式：）计算公式：式中式中 f0 隔振系统的固有频率（隔振系统的固有频率（Hz）；）；f/f0 频率比，振动力的频率频率比，振动力的频率 f 与隔振系统的固有频率与隔振系统的固有频率 f0 比；比；减振器的阻尼比，它表
32、示振动系统的阻尼情况阻尼减振器的阻尼比，它表示振动系统的阻尼情况阻尼比越大，表明阻尼作用越强（橡胶减振器的阻尼比为比越大，表明阻尼作用越强（橡胶减振器的阻尼比为 0.02 0.15）。202220202/4/1/41ffffff f 振动力的频率（振动力的频率（Hz）；）；2.3电子设备的减振与缓冲电子设备的减振与缓冲d）结论：可见，）结论：可见，与频率比与频率比（f /f0）及阻尼比）及阻尼比 有关，三者关有关，三者关系可画成图示的曲线。系可画成图示的曲线。当当 f /f0 =1，最大，系统最大，系统处于共振状态；处于共振状态；当当 f /f0 =，=1，系统，系统无隔振效果；无隔振效果；2
33、当当 f /f0 ，才有隔振效果；，才有隔振效果；2c）一般频率比）一般频率比 f /f0取为取为 2.5 4.5。2隔冲的基本原理隔冲的基本原理（1）冲击：一种急剧的瞬间作用。）冲击：一种急剧的瞬间作用。（2）特点：时间虽短，作用强烈。）特点：时间虽短，作用强烈。（3）原理：当冲击动量一定，若冲击力作用的时间愈长则）原理：当冲击动量一定，若冲击力作用的时间愈长则设备所受的冲击力愈小。因此，可通过延长冲击力作用的接触设备所受的冲击力愈小。因此，可通过延长冲击力作用的接触时间，减轻电子设备所受冲击作用。时间，减轻电子设备所受冲击作用。2.3电子设备的减振与缓冲电子设备的减振与缓冲（4）种类）种类
34、 主动隔冲主动隔冲 被动隔冲被动隔冲减振器的刚度越小，阻尼越大，则冲击力的作用接触时间减振器的刚度越小，阻尼越大，则冲击力的作用接触时间愈长，缓冲的效果愈好。可使用橡胶金属减振器。愈长，缓冲的效果愈好。可使用橡胶金属减振器。2.3电子设备的减振与缓冲电子设备的减振与缓冲2.3.3常用减振器的选用常用减振器的选用 1减振器的类型减振器的类型减振器部标（减振器部标（SJ93-78），列出了电子产品使用的），列出了电子产品使用的 14 个系个系列列 102 种规格的标准减振器。种规格的标准减振器。（1）橡胶）橡胶金属减振器金属减振器 特点：橡胶是微孔性材料，变形时具有较大的内摩擦，特点：橡胶是微孔性
35、材料，变形时具有较大的内摩擦，故阻尼比故阻尼比 较高。较高。2.3电子设备的减振与缓冲电子设备的减振与缓冲 种类：种类：JP 型平板式减振器及型平板式减振器及 JW 型型碗形减振器碗形减振器 2.3电子设备的减振与缓冲电子设备的减振与缓冲 主要性能：主要性能：额定额定负荷的范围为负荷的范围为 4.5 157.5 N；在常温和额定负荷下，垂直方向静压缩位移为在常温和额定负荷下，垂直方向静压缩位移为 1.2 2.0 mm；工作温度范围为工作温度范围为 40 80 。安装示意图安装示意图 2.3电子设备的减振与缓冲电子设备的减振与缓冲（2）金属弹簧减振器）金属弹簧减振器用弹簧钢板或钢丝绕制而成。优点
36、：适用于恶劣环境，性用弹簧钢板或钢丝绕制而成。优点：适用于恶劣环境，性能稳定，刚度变化范围宽。缺点：阻尼比很小，共振时很危险。能稳定，刚度变化范围宽。缺点：阻尼比很小，共振时很危险。（3）其他隔振材料）其他隔振材料 隔振垫隔振垫 阴尼隔振板阴尼隔振板2减振器的选用原则减振器的选用原则（1）使用条件）使用条件 振源性质：决定了以隔振为主还是缓冲为主。振源性质：决定了以隔振为主还是缓冲为主。环境条件：当温度范围超出环境条件：当温度范围超出 0 80 或存在油类介质或或存在油类介质或光照条件下不宜使用橡胶减振器。光照条件下不宜使用橡胶减振器。2.3电子设备的减振与缓冲电子设备的减振与缓冲 外形尺寸：
37、选用减振器的类型、数量依据。外形尺寸：选用减振器的类型、数量依据。耐振抗冲能力。耐振抗冲能力。（2）参数条件）参数条件 阻尼比阻尼比 ：以选用较大的阻尼比为宜。：以选用较大的阻尼比为宜。刚度刚度 k：若以减振为主，则刚度应软些，若以缓冲为主：若以减振为主，则刚度应软些，若以缓冲为主则刚度应略大些。则刚度应略大些。额定负荷额定负荷 W：一般要求所选减振器额定负荷应大于实际：一般要求所选减振器额定负荷应大于实际承载。承载。2.3电子设备的减振与缓冲电子设备的减振与缓冲3减振器的合理布置减振器的合理布置（1）各减振元件受力均匀。）各减振元件受力均匀。（2）安装平面最好在设备重心所在的平面。）安装平面
38、最好在设备重心所在的平面。（3）同一设备的减振器先进人物同一型号的产品。）同一设备的减振器先进人物同一型号的产品。2.3.4电子设备减振缓冲的结构措施电子设备减振缓冲的结构措施2.3电子设备的减振与缓冲电子设备的减振与缓冲1总体布局总体布局重量分布均匀，过重的部件应尽可能放在设备的下部。重量分布均匀，过重的部件应尽可能放在设备的下部。2元器件的布置和安装元器件的布置和安装（1）导线手电缆）导线手电缆 尽量将几根导线编扎在一起，采用线夹分段固定，如图尽量将几根导线编扎在一起，采用线夹分段固定，如图所示。其中，图（所示。其中，图（a）因引线短，刚度高而比图（）因引线短，刚度高而比图（b）好。）好。
39、2.3电子设备的减振与缓冲电子设备的减振与缓冲 宜采用软导线，图（宜采用软导线，图（a）振动冲击时容易拉断或拉脱，）振动冲击时容易拉断或拉脱，图（图（b）振动冲击时有变形余量，导线套上绝缘套，可避免划）振动冲击时有变形余量，导线套上绝缘套，可避免划伤。伤。（2）继电器）继电器 两个固有频率不同的继电器并联，完成相同的功能。两个固有频率不同的继电器并联，完成相同的功能。2.3电子设备的减振与缓冲电子设备的减振与缓冲 根据结构特点安装，根据结构特点安装，（a）最好。（）最好。（b）次之。（）次之。（c）最）最差。差。2.3电子设备的减振与缓冲电子设备的减振与缓冲（3）晶体管晶体管图（图（a）用螺钉
40、固定，耐振耐冲，图（）用螺钉固定，耐振耐冲，图（b）、（）、（c）本身不能）本身不能牢固地固定，图（牢固地固定，图（b）可采用压紧装置。图（）可采用压紧装置。图（c）把管脚锡焊在）把管脚锡焊在印制板上，但引线不能长，以提高刚度，防止共振现象发生。印制板上，但引线不能长，以提高刚度，防止共振现象发生。2.3电子设备的减振与缓冲电子设备的减振与缓冲（4）变压器变压器尽量安装在设备的底层，靠近设备重心，螺栓应有防松装尽量安装在设备的底层，靠近设备重心，螺栓应有防松装置。置。（5）电容器和电阻器）电容器和电阻器剪短引线较大的电容和电阻器，用螺钉、支架固定在底座剪短引线较大的电容和电阻器，用螺钉、支架固
41、定在底座上。上。（6）印制电路板）印制电路板常用的减振措施：常用的减振措施：增加板的厚度，提高板的结构刚度。增加板的厚度，提高板的结构刚度。橡胶减振器。橡胶减振器。2.3电子设备的减振与缓冲电子设备的减振与缓冲 增加板边缘与支承界面间的接触压力。增加板边缘与支承界面间的接触压力。采用层状结构，在板中间夹以粘滞性阻尼材料。采用层状结构，在板中间夹以粘滞性阻尼材料。（7）机架和底座）机架和底座采用框架、板料金属底座和复杂开关的铸件，以及附加加采用框架、板料金属底座和复杂开关的铸件，以及附加加强筋的方法。强筋的方法。3其他措施其他措施（1）消除振源）消除振源（2）隔离：在设备和基础之间安装减振器。）
42、隔离：在设备和基础之间安装减振器。2.4电磁干扰及其屏蔽电磁干扰及其屏蔽 2.4.1概述概述2.4.2电场屏蔽电场屏蔽 2.4.3磁场屏蔽磁场屏蔽 2.4.4电磁场的屏蔽电磁场的屏蔽 2.4.5电路的屏蔽电路的屏蔽2.4.6新屏蔽方法新屏蔽方法 2.4.7馈线干扰的抑制馈线干扰的抑制 2.4.8地线干扰及其抑制地线干扰及其抑制 2.4电磁干扰及其屏蔽电磁干扰及其屏蔽2.4.1概述概述1电磁干扰：外部、内部电磁干扰：外部、内部（1）外部电磁干扰：设备除所要接收的电磁波信号以外的）外部电磁干扰：设备除所要接收的电磁波信号以外的其他电磁波的干扰。其他电磁波的干扰。（2）内部电磁干扰（寄生耦合）：设备
43、内部电路单元之间、）内部电磁干扰（寄生耦合）：设备内部电路单元之间、元器件之间及导线之间的电磁方面的干扰。元器件之间及导线之间的电磁方面的干扰。2屏蔽屏蔽（1）定义：用导电或导磁材料制成的盒、壳、板和栅管等）定义：用导电或导磁材料制成的盒、壳、板和栅管等用以抑制电场、磁场及电磁场干扰的措施。用以抑制电场、磁场及电磁场干扰的措施。2.4电磁干扰及其屏蔽电磁干扰及其屏蔽（2）种类）种类 电屏蔽：用于抑制共地电路之间的电场干扰的屏蔽物。电屏蔽：用于抑制共地电路之间的电场干扰的屏蔽物。磁屏蔽：用以衰减恒定或低频磁场的屏蔽物。磁屏蔽：用以衰减恒定或低频磁场的屏蔽物。电磁屏蔽：用于衰减高频电磁波的屏蔽物。
44、电磁屏蔽：用于衰减高频电磁波的屏蔽物。（3）作用作用对感应源来说，将辐射的电磁能量限制在一定的范围内，对感应源来说，将辐射的电磁能量限制在一定的范围内，以减少对外界的影响。对受感器来说，把外界的电磁能量与受以减少对外界的影响。对受感器来说，把外界的电磁能量与受感器隔开，以减少外界的干扰。感器隔开，以减少外界的干扰。2.4电磁干扰及其屏蔽电磁干扰及其屏蔽3构成电磁干扰的三个要素：干扰源、传播途径、受感器。构成电磁干扰的三个要素：干扰源、传播途径、受感器。4电磁兼容性设计的任务：削弱干扰的能量，隔离或减弱电磁兼容性设计的任务：削弱干扰的能量，隔离或减弱传播途径，提高受感器的抗干扰能力。传播途径，提
45、高受感器的抗干扰能力。2.4电磁干扰及其屏蔽电磁干扰及其屏蔽2.4.2电场屏蔽电场屏蔽如图所示，在干扰源和接收器之间设置良好接地的金属屏如图所示，在干扰源和接收器之间设置良好接地的金属屏障，可抑制干扰源电场对接收器的影响。障，可抑制干扰源电场对接收器的影响。2.4电磁干扰及其屏蔽电磁干扰及其屏蔽减小减小 CSR 以减小以减小 QR，将被屏蔽物隔离并接地，使，将被屏蔽物隔离并接地，使 VSS =0。措施：措施：2.4电磁干扰及其屏蔽电磁干扰及其屏蔽2电场屏蔽结构电场屏蔽结构（1）减少盒盖与盒体间的接触电阻）减少盒盖与盒体间的接触电阻如图（如图（a）增加盒盖与盒体间的接触面积。图（）增加盒盖与盒体
46、间的接触面积。图（b）利用螺）利用螺钉、螺母坚固。钉、螺母坚固。2.4电磁干扰及其屏蔽电磁干扰及其屏蔽（2）采用双层屏蔽盖结构）采用双层屏蔽盖结构如图所示。内表面与内屏蔽盖构成一个屏蔽，外表面与外如图所示。内表面与内屏蔽盖构成一个屏蔽，外表面与外层屏蔽盖又构成了另一个屏蔽盒，提高屏蔽效果。层屏蔽盖又构成了另一个屏蔽盒，提高屏蔽效果。2.4电磁干扰及其屏蔽电磁干扰及其屏蔽（3）采用分开的屏蔽盖）采用分开的屏蔽盖屏蔽效果优于一个屏蔽盖的结构。屏蔽效果优于一个屏蔽盖的结构。2.4电磁干扰及其屏蔽电磁干扰及其屏蔽图（图（a）为单面印制板，在信号线之间设置接地的印制导线，）为单面印制板，在信号线之间设置
47、接地的印制导线，（b）为双面印制板，另加背面铜箔接地。）为双面印制板，另加背面铜箔接地。（4）印制导线屏蔽）印制导线屏蔽 2.4电磁干扰及其屏蔽电磁干扰及其屏蔽2.4.3磁场屏蔽磁场屏蔽1磁场的屏蔽原理磁场的屏蔽原理（1）原理）原理在磁场强度为在磁场强度为 H0 的均的均匀磁场中有一元件匀磁场中有一元件 T，如，如图所示。图所示。2.4电磁干扰及其屏蔽电磁干扰及其屏蔽T 受到磁场受到磁场 H0 的影响，为减的影响，为减少磁场对少磁场对 T 的干扰，应设法降低的干扰，应设法降低元件元件 T 周围空间的磁场强度。将周围空间的磁场强度。将 T 放入一用高磁导率材料制成的放入一用高磁导率材料制成的屏蔽
48、盒中，绝大部分磁通量经盒屏蔽盒中，绝大部分磁通量经盒壁通过，壁通过，H0 对对 T 的干扰得到了很的干扰得到了很好的控制，起到了屏蔽效果。如好的控制，起到了屏蔽效果。如图（图（b）所示。）所示。2.4电磁干扰及其屏蔽电磁干扰及其屏蔽（2）讨论）讨论 磁导率越高屏蔽效果越好。如钢、铁镍合金、不锈钢。磁导率越高屏蔽效果越好。如钢、铁镍合金、不锈钢。间隙间隙 l 越大，屏蔽效果越好。一般取越大，屏蔽效果越好。一般取 l/l、l/D（圆（圆形）为形）为 0.05 0.25。壁厚壁厚 t 越大，屏蔽效果越好。越大，屏蔽效果越好。屏蔽盒的安装方向，矩形的屏蔽盒，长边平等于磁力线。屏蔽盒的安装方向，矩形的屏
49、蔽盒，长边平等于磁力线。2磁场屏蔽的结构磁场屏蔽的结构围绕减少磁阻工作，具体措施：围绕减少磁阻工作，具体措施：（1）减小屏蔽盒（罩）接缝的磁阻）减小屏蔽盒（罩）接缝的磁阻 2.4电磁干扰及其屏蔽电磁干扰及其屏蔽采用如图所示结构；图（采用如图所示结构；图（a）翻边卷口联接；图（）翻边卷口联接；图（b）搭接）搭接点焊、铆接；图（点焊、铆接；图（c）增大盒体和盒盖的套入高度，并用螺钉连）增大盒体和盒盖的套入高度，并用螺钉连接。接。2.4电磁干扰及其屏蔽电磁干扰及其屏蔽（2）屏蔽盒（罩）接缝位置应平行于磁场）屏蔽盒（罩）接缝位置应平行于磁场要求：要求：结构设计时安排好接缝。结构设计时安排好接缝。安装屏
50、蔽盒（罩）时注意方向，如图所示。安装屏蔽盒（罩）时注意方向，如图所示。2.4电磁干扰及其屏蔽电磁干扰及其屏蔽（3）正确布置屏蔽盒（罩）上的通风孔和接线孔）正确布置屏蔽盒（罩）上的通风孔和接线孔注意其尺寸大小和方向布局，尽量少削弱导磁截面积和不注意其尺寸大小和方向布局，尽量少削弱导磁截面积和不增加导磁回路的长度，如图所示。增加导磁回路的长度，如图所示。2.4电磁干扰及其屏蔽电磁干扰及其屏蔽（4）双层磁屏蔽）双层磁屏蔽如图所示。如图所示。2.4电磁干扰及其屏蔽电磁干扰及其屏蔽2.4.4电磁场的屏蔽电磁场的屏蔽场强为场强为 H0（或（或 E0）的干扰电磁场，一部分在金属板的左界）的干扰电磁场，一部分
