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杯子设计范文1
【关键词】E-E舱设备架；强迫风冷；自然冷却；CFD
Avionics Compartment Rack Ventilation Design and Simulation
LIU Mu YUAN Jian-xin
（Shanghai Aircraft Design and Research Institute，Shanghai 201210，China）
【Abstract】This article introduces the aircraft avionics compartment（Abbreviation： E-E bay） rack ventilation design requirements，the equipments arrangement in the rack and the ventilation scheme.CFD is applied in this article to calculate and simulate the temperature field surrounding the E-E bay rack，and the ventilation performance of the design is verified.
【Key words】E-E bay rack；Forced ventilation cooling；Natural cooling；CFD
0 引言
随着民用飞机技术发展，机载电子设备的数量和种类不断增加，热功耗也越来越高，优化E-E舱内部设备布局，规范电子设备冷却设计接口标准和要求，提高电子设备冷却系统的效率越来越成为民用飞机环控系统设计的重要内容。
一般民用飞机机载电子设备集中安装在E-E舱的电子设备架上，设备架与通风系统相连，为电子设备提供统一的通风冷却接口，同时设备架周围的环境温度也需满足相应的要求，以保障电子设备的可靠性。
本文从民用飞机电子设备通风冷却系统设计角度出发，介绍了E-E舱通风冷却系统设计要求与工作原理、E-E舱设备架通风设计方案、和E-E 舱通风冷却系统安全性要求，并选取舱设备架典型区域进行仿真计算，综合分析验证了E-E舱设备架强迫风冷与自然冷却设备混装的设计是否满足系统性能要求。
1 E-E舱设备架通风系统设计要求
如图1所示为E-E舱设备架通风系统示意，对于设备架内存在强迫风冷设备和自然冷却设备混装的区域，需要向强迫通风冷却的电子设备内部提供冷却空气，同时将该层所有设备散发的热量通过顶部排气孔和风道排出机外。图1所示为E-E 舱强迫风冷设备和自然冷却设备混装设备架通风设计示意。
电子设备通风冷却系统正常工作时，应确保飞机电子电气设备舱的环境温度在RTCA /DO-160[1]第中规定的A2类环境温度范围内；对于安装在E-E舱内需要电子设备通风冷却系统提供强迫通风冷却的电子设备，应符合ARINC600[2]标准要求。
根据上述要求，E-E舱通风系统设计须满足ARINC600和RTCA/DO-160中规定的强迫通风冷却和E-E舱环境温度两方面的要求，具体见表1和表2。
该设备架顶层采用排风管道进行通风，设备架的中间层和底层都具有通风功能。对于设备架内存在强迫风冷设备和自然冷却设备混装的区域，需要向强迫通风冷却的电子设备内部提供冷却空气，同时将该层所有设备散发的热量通过顶部排气孔和风道排出机外。
对于强迫风冷设备，通过调节设备托架上孔板（图3所示）的开孔数量控制进入每个设备的冷却空气流量，以满足ARINC600要求。
通过设备架顶部排气孔（图4所示）将设备散发的热量排至设备架热风腔内，再通^E-E舱通风系统的排风管路排出机外，以控制E-E舱环境温度维持在ARINC600和DO-160规定的范围内。
3 E-E舱设备架仿真计算
假设E-E舱设备架设备布置，分别选取具两层具有强迫风冷设备和自然冷却设备混装的区域作为对象，采用icepak软件对区域的温度场和流场进行仿真计算。
3.1 计算假设与边界条件
根据ARINC600标准和DO-160中对电子设备舱环境温度的要求，为了保守起见假设计算域外部自由流动环境温度为55℃。
根据ARINC600中规定的电子设备冷却系统设计点性能参数，假设强迫风冷设备进口温度为ARINC600规定的设计点40℃，冷却空气流量为220kg/hr kW，设备顶部出风口排气温度为56.4℃。根据ARINC600设备表面温度不超过65℃，取极限值65℃。设备表面为对流换热和辐射边界条件，不考虑设备与托架之间的导热。
对于自然散热冷却设备，假设热载荷均匀分布，设备表面为对流换热和辐射边界条件。设备内部不参与计算，不考虑设备与设备架之前的导热。
计算区域两侧为绝热边界条件，不考虑对流换热和导热，计算区域前后表面为自由流动开口，顶部为绝热表面，顶部开孔模拟设备架顶部排气孔，排气孔直径假设为D。
计算考虑设备布置，电子设备热载荷，强迫风冷设备出口尺寸，强迫风冷设备出口流速，设备顶部排气孔个数，排气孔流速等参数和输入条件。
3.2 仿真计算模型
采用icepak软件，非结构化网格，三维稳态仿真计算，设备及隔板采用Hollow Block处理，设备出口和设备架进出口为opening。
E-E舱设备架1计算收敛后得到区域的温度场和流场，。由计算结果可见，计算区域环境温度（距离设备发热表面75mm处）低于ARINC600规定的65℃，最高温度为自然冷却设备LGCU壁面处71.5℃。
E-E舱设备架2计算收敛后得到区域的温度场和流场。计算区域环境温度（距离设备发热表面75mm处）低于ARINC600规定的65℃。最高温度为图中自然冷却设备壁面处84℃，考虑到实际情况设备内部通过设备表面开孔与环境之间存在对流换热以及设备外壳与设备架之间的导热，通过设备表面的发热量小于计算假设值，热备表面温度应低于此值。
4 结论
本文介绍了飞机电子设备舱设备架通风设计要求，以及设备架内部通风设计、设备布置等特点。通过选取设备架的典型区域进行CFD仿真计算，分析验证了设备架内部流量分配和设备周围环境温度的性能要求，可保证E-E舱电子设备工作的可靠性。
【参考文献】
杯子设计范文2
关键词：电子设备，热控制技术，维护
中图分类号：V243 文献标识码：A 文章编号：
电子设备中的热控制技术是提高产品工作效率、工作可靠性的关键环节，日益受到各军工厂、所的重视。落实好电子产品的热控装置的维护，有助于把电子产品的研制工作及安全提高到更有效、更规则、更合理、更科学的阶段。
1 电子设备热控制技术现状
我国电子设备热控制技术自主性研究始于二十世纪六十年代初，随着功率器件的不断涌现，发射功率的提高，强迫风冷，强迫液体冷却、蒸发冷却相继研制成功，并得到了广泛的应用。如当时大型计算机的静压室风冷，雷达发射机中磁控管、速调管、调制管、阻尼管、行波管的风冷、液冷。广播发射机的水冷和蒸发冷却。机载电子装备的风冷和液冷。地面通讯设备的整机风冷、舰船设备的风冷和液体冷却、宇宙设备的热电致冷、辐射冷却和热管传热等等。经过几十年的努力，我国已形成了一支素质较高、设计能力较强的热设计队伍。在有关高校中设置有热设计的课程，培养了一批热设计的研究生。国内各单位也举办了上百次的热设计讲座和研讨会。热设计技术已得到了普遍的重视。在已取得的热设计成果的基础上，一些特别恶劣环境条件下应用的电子设备热控制技术，也取得了长足的发展。如机载设备 ATR 机箱的热分析、空芯PCB机箱的热设计、充氦导热模块的热设计，热管传热的多用途应用。最佳自然冷却和风冷 PCB 间距的研究，导热液体填充袋，低热阻导热膏、导热脂的研究，微通道散热器的研究等等都已经取得了可喜的成果。一些热控制器件，如散热器(型材散热器、又指型散热器、电力散热器)已形成规模生产，特种热管(扁平热管、柔性热管)均已有一定规模的生产能力。
2 电子设备的热控制方法
2.1 自然冷却
自然冷却：导热、自然对流和辐射换热的单独作用或两种以上换热形式的组合。其优点是可靠性高、成本低。在功率密度不高的电子设备中应用较多。为增强电子设备自然冷却能力。应从以下几方面进行设计：（1）改善设备内部元器件向机壳的传热能力。（2）提高机壳向外界的传热能力。（3）尽量降低传热路径各个环节的热阻，形成一条低热阻热流通道，保证设备在允许的温度范围内正常工作。
2.2 强迫空气冷却
利用风机、风道等专用部件迫使空气强行对流来达到降温散热的目的。
2.2.1 整机的抽风冷却
整机的抽风可以分为有风管和无风管两种形式。抽风冷却主要适用于热量比较分散的整机或机箱。抽风的特点是风量大，风压小，各部分风量比较均匀。由于它的热空气密度较小，有一个浮升力，因此，抽风机一般都装在机柜顶部或上侧面，出风口面向设备周围的大风。
2.2.2 整机的鼓风冷却
整机的鼓风冷却也可分为有风管和无风管两种形式。
2.2.3 通风机的选择与使用
选择通风机需要考虑的因素很多，诸如空气的流量及速度、通风机的效率、通风系统的阻力特征、环境条件、风量、风压、噪音、体积和重量等，其中主要参数是风量和风压。要求风量大，风压低的设备一般选用轴流式风机，反之可选用离心式风机。通风机的串联适用。当通风机的风量能满足需要但风压小于风道的阻力时，可采用通风机串联适用，以提高工作压力。通风机串联时，风量基本上等于单台风级的风量，风压则相当于两台风机压力之和。通风机的并联适用。通风机并联的风压是单台风机的风压，但风量是各风机风量之和。并联适用的有点是气流路径短、阻力损失小、气流分布比较均匀，但效率较低。通风机的位置。强迫通风冷却时气流方向及风机的安装位置等将影响冷却的效果。轴流式鼓风系统由于风机位于冷空气的入口处，把冷空气直接吹入机壳内，可以提高机壳内的空气压力，并产生一股涡流，改善换热性能。但风机电机所产生的热量也被冷空气带入机壳影响散热效果。
3 热控制装置的维护及检修
热控系统监控功能不断增强，范围迅速扩大，故障的离散性也增大。当热控系统的控制逻辑、测量和执行设备、电缆、电源、热控设备的外部环境，以及安装、调试、运行、维护检修人员的素质等这中间任一环节出现问题，都会引发热控保护系统的误动。因此，如何进一步做好热控系统维护及检修，提高热控设备和系统运行的安全可靠性至关重要。以下本文将以热电偶检修及热电阻检修为例来说明如何对热控制装备进行维护。
3.1 热电偶检修
在检查热电偶时，首先应检查绝缘，然后检查电极是否有裂纹、脱层、磨损，工作端有无小孔，表面是否光洁。若发现电极有以上情况应更换。对重要测点的保护套也应进行检查，除外观检查没问题外还应由金相室进行检查。对于装热电偶检查元件损坏只能整体更换，并查找烧坏的原因。热电偶在安装时必须符合安装要求，应避免装在炉孔旁边或与加热物体距离过近以及具有强磁场之外，热电偶的接线盒不应碰到被测介质的容器壁。热电偶参比端的温度一般不应超过 100度，并且避开被雨淋的地方。在安装高温高压热电偶时，一定严格保证其密封面的密封。带瓷保护管的热电偶，必须避免急冷急热，以防瓷管爆裂。
故障分析：
3.1.1 热电动势比实际应有的小：a)热电偶内部漏电；b)热电偶内部潮湿；c)热电偶接线盒内接线柱短路；d)补偿导线短路；e)测量端损坏；f)补偿导线与热电极的极性接反；g)安装位置或受热长度不当；h)参比端温度过高；i)热电偶种类与仪表刻度不一致。
3.1.2 热电动势比实际应有的大：a)热电偶种类用错；b)补偿导线与热电偶种类不符；c)热电偶安装方法或插入深度不当；d)补偿导线与热电偶间接线松动。
3.1.3 测量仪表示值不稳定：a)接线柱和热电极接触不良；b)热电偶有断续接地和短路现象；c)热电极将断未断；d)安装不牢固, 热电偶发生摆动；e)补偿导线有断续接地和短路现象。出现以上情况应认真检查,仔细分析,排除故障,确保设备安全运行。
3.2 热电阻检修
外观检查: 检查感温元件的瓷管是否完整,电阻丝有无损伤、紊乱、腐蚀现象,然后检查电阻值。安装和接线检查同热电偶相同。(1)故障分析：a)指示值比实际值低或指示值不稳定：保护管内有水或接线盒上有金属屑、灰尘或热电阻短路；b)指示值无限大：热电阻断路；c)指示值最小：热电阻短路,显示仪表接线接错。对以上出现的情况, 若查出热敏感元件损
坏应进行修复或更换。以上是关于热控装置维护的两个例子，要切实维护好电子设计中热控装置的安全及有效性，从根本上说，应当加强热控系统设计的科学性与可靠性、控制逻辑的条件合理性和系统完善性以及热控技术监督力度和管理水平，开展热控系统与设备质量评估工作。
有必要在贯彻落实热控系统检修运行维护规程的基础上，结合安全评价标准，收集、消化吸收国内有关电子设计技术的管理经验。总结、提炼自动化设备运行检修和管理经验、事故教训，编制一个系统化、规范化、实用、可付诸操作的指导条例，用于开展行业热控系统设计、基建、运行维护、检修、监督的评估工作。并且减少设计、选型、安装调试过程中的安全隐患和遗留问题，提高基建移交商业运行机组热控系统的可靠性。
参考文献：
[1] 高泽溪，高成，王诞燕，电子设备热设计、热评估实施要求，[J]. 电子产品可靠性与环境试验，2002，（3）
杯子设计范文3
关键词：机电设备技术资料 管理 安全生产
0 引言
机电设备技术资料是设备从生产到使用过程中形成的最原始的、图物相符的最有价值的真实反映，是机电设备在安装、使用、维修、改造和更新过程中最重要的依据，技术资料管理工作的重要性也越来越被企业重视。技术资料是企业管理不可分割的重要组成部分，因此要把技术资料管理放在首要的位置上，并以此服务企业的中心工作。技术资料尽管不是企业的核心任务，但是它对于企业的核心任务却有着不可或缺的促进作用，机电设备是煤炭企业资产的重要组成部分，如何管好、用好维护好提高企业效益，就得把技术资料管理放在首要的位置上。
规范化、程序化、合理化对机电设备工作进行管理，是搞好煤矿安全生产的基础命脉，同样的，规范化、程序化、合理化对技术资料进行同步管理，是做好煤矿安全生产的一个重要基础工作。建立、健全管理制度，利用管理制度做到对技术资料的来龙去脉，运转流向胸中有数，严格管理。从下面3方面进行管理：
1 技术资料移交
一部新进企业的设备技术资料是指从设备规划、设计、制造（购置）、安装、使用、维修改造、更新、直至报废等全过程中形成并经整理归档的图纸、图表、说明、计算资料等科技文件资料。
设备档案资料包括内容有：
1.1 制造厂的技术检验文件、合格证、技术说明书、装箱单。
1.2 设备安装验收移交书。
1.3 设备附件及工具清单。
1.4 设备大、中修理施工记录，竣工验收单，修理检测记录。
1.5 精度效验及检验记录。
1.6 设备改装、更新技术。
1.7 设备缺陷记录及事故报告单（原因分析处理结果）。
1.8 设备技术状况鉴定表。
1.9 安装基础图。
1.10 设备结构及易损件、主要配件图纸。
1.11 设备操作规程（包括：岗位职责、主要技术条件、操作程序、维护保养项目等）。
1.12 设备检修规程（包括：检修周期、工期、项目、质量标准及验收规范等）。
1.13 其他资料。
设备到货后，由机电科、企管科、财务科等部门技术人员依照技术协议内容，严格认真的对货物进行验收，项目负责人根据“技术协议”检查资料是否符合要求，如不符合继续向供应商索取，对资料不齐全的设备不得验收。验收合格后交使用单位进行安装使用，安装验收合格后，将以上资料交由专业机电设备技术资料管理人员管理。在移交过程中，一定保证技术资料的齐全、完整、准确。
2 技术资料建档存放
技术资料移交后，由机电设备资料管理人员经过整理，按照设备类别进行编号、装订，然后登记上账，建立档案妥善存放。
设备资料管理人员认真整理移交资料的所有内容，建立详细的资料目录和清单，每一部设备建立一个档案，每一档案有一详细技术资料明细表，明细表要标明资料名称、供应厂家等。移交内容建档完成后，根据机电设备档案资料标号明细，对建档后的每一部设备技术资料进行对应标号，然后装订存放。
耿村煤矿机电设备档案资料编号明细如表所示：
3 技术资料的借阅
为使每一个借出人员提高保护资料的意识，在借出机电设备技术资料时，除填写表格和借出人签字外，写上借出时间，这样提高借阅人对技术资料的保护意识，保证资料的完整。
资料借阅管理规定：
3.1 资料管理员认真按《技术资料借阅登记表》填写档案编号、资料名称、数量、资料用途、借阅时间、借阅期限等。
3.2 借阅人在《技术资料借阅登记表》签字。
3.3 借阅期满，资料管理员应催收。
3.4 原件或无备件时技术资料一律不得外借。
3.5 资料管理员需报设备管理部门负责人批准后方可借阅。
3.6 借阅人对所借资料妥善保管，任何人不得在所借资料上乱写、乱画。
耿村煤矿机电设备《技术资料借阅登记表》：
4 技术资料到期更换整理
对于大型固定设备在使用过程中，因定期检修和更换需有指定单位进行安全技术检验，检验资金计划需单位负责人审核签字通过，根据《煤矿安全规程》和《煤矿在用安全设备检测检验的通知》规定，我矿在用安全设备检测检验，必须定期由河南省煤矿安全监察局安全技术中心和豫西矿用安全设备检测检验中心等单位进行检测检验报告，并及时更换安全检测报告。我矿现使用大型设备（不含备用）如下：
4.1 耿村煤矿在用空压机系统：制氮机房空气压缩机6台、地面压风机房空气压缩机4台。
4.2 耿村煤矿在用主排水系统：中央泵房排水泵5台、东延伸泵房排水泵4台、东三采区排水泵4台、西区七通道泵房排水泵4台。
4.3 耿村煤矿在用主通风系统：耿村煤矿南风井通风机房地面用防爆抽出式轴流通风机2台、耿村煤矿西风井通风机房地面用防爆抽出式轴流通风机2台。
4.4 耿村煤矿在用滚筒驱动带式运输机系统：东三延伸泵房输送机1套。
4.5 耿村煤矿在用架空乘人装置系统：副二井架空乘人装置1套、东三延伸轨道架空乘人装置1套、东区2-1煤架空乘人装置、西区2-3煤轨道架空乘人装置。
4.6 耿村煤矿在用缠绕式提升机系统：一号副井提升机1套、西区平台3米提升机1套、矸石山提升机1套。
4.7 耿村煤矿在用设备探伤：副二井架空乘人装置1套、东区2-1煤架空乘人装置、东三延伸轨道架空乘人装置1套、西区2-3煤轨道架空乘人装置。
5 总结
建立、健全设备技术资料管理，为设备的安装使用、维修、设备大修、更新改造提供及时准确的资料依据，及时准确的提供机电设备技术资料，能提高维修质量、减少设备故障和提高操作水平，确保机电设备的正常运行，从而保证煤矿安全生产，为煤矿安全生产提供保障。
参考文献：
[1]姚创业.论新整合煤矿的机电管理[J].煤，2011（05）.
[2]曹卫，邱丹丹.浅谈煤矿机电设备管理[J].科技创新与应用，2012（22）.
杯子设计范文4
【关键词】信息系统硬件集成；车载电子设备；便携机箱；应急通信指挥车
1.引言
近年来，车载应急指挥通信系统被广泛应用于防空、防灾、应急处置等公共安全领域。与之直接相关的应急通信指挥车产品得到了快速的发展。应急通信指挥车与地面固定指挥中心配合使用，具备互联互通、信息处理量大、及时决策等特点，成为提高应急指挥决策效率、全面夺取防空袭斗争和抢险救灾胜利的有效手段。
一个完整的车载应急指挥通信系统由硬件、电气、软件三大部分组成。其中，硬件是整个系统的物质基础，硬件系统的优化设计是保证车载应急指挥通信系统具备优良性能的重要手段之一。本文对一种新型车载信息系统硬件集成方法进行阐述，介绍了便携式电子设备的机箱的设计与应用。
2.车载信息系统硬件集成方法分析
车载应急指挥通信系统以车辆为运载平台，在有限的车内空间里最优化地进行设备布局，是硬件系统集成重点要考虑的问题。
2.1 19英寸标准机柜的应用
采用19英寸标准机柜对电子信息设备进行硬件集成是现行最常用的方法，其具备方便、快捷、通用性强等特点。在应急指挥通信车项目的建设中，常用的19英寸标准机柜有金属骨架式机柜和便携式机柜两种。
（1）金属骨架式机柜
19英寸标准金属骨架式机柜的结构示例如图1所示。信息系统硬件集成时，电子信息设备首先通过标准机架结构（或插箱、托盘）固定在机柜中，然后机柜整体固定在车厢内，进而构成完整的车载应急指挥通信硬件系统。
该种机柜采用金属材料经焊接加工而成，其结构简单、加工方便、成本较低，但同时具有体积大、质量重、便携性差等缺点。因此，该机柜在大中型载车及地面站建设中应用的比较广泛。当载车为小型车时，车内有限的空间及对载重的特殊要求给这种硬件集成方法的应用带来诸多的不便。
（2）便携式机柜
19英寸标准便携式机柜的结构示例如图2所示。此种机柜3U为一个单元模块，根据设备量进行自由组合。利用该种机柜进行信息系统硬件集成的的思路与金属骨架式机柜相同，只是在机柜骨架的材料与结构上进行了变形设计，以适应不同的需求。
便携式机柜的主体骨架采用ABS材料，故重量较轻。同时，机柜加入了便携性的设计结构（把手），有效地提高了机柜的可移动性。该形式的机柜一定程度上适应在小型载车上进行信息系统硬件集成的要求。但由于整体体积较大，其应用仍然受到很大的限制。
2.2 便携式电子设备机箱的应用
便携式电子设备机箱打破19英寸标准机柜的尺寸限制，采取更适合在车内（尤其是小型车）安装的尺寸及结构形式。其采用组合式箱体的思想，每个箱体为一个相对独立的模块，一个模块集成了车载应急指挥通信系统若干个独立的功能，若干个模块组合在一起构成完整的车载应急指挥通信系统。利用模块化的思想对设备及电子元器件进行组合，实现最优化的布局设计，可以大大提高机箱的空间利用率和设备集成度。便携式电子设备机箱的结构示意图如图3所示。
3.便携式电子设备机箱设计
便携式电子设备机箱的三维结构如图4所示，其外形尺寸为600mm（L） ×420mm（W）×140mm（H），箱体材料以铝材为主。另外，在机箱两侧设计了搬运把手。该外形尺寸与材料以及搬运把手的设计可大大增加机箱的便携性。
便携式电子设备机箱设计有前、后过渡面板。前过渡面板为人机接口板，完成人机操作和指示功能。后过渡面板为设备接口板，完成机箱之间、机箱与外设之间的连接。另外，便携式电子设备机箱内部设计有安装衬板，箱内设备或元器件均安装在安装衬板上。当箱内设备改变时，只需改变前后过渡板和安装衬板即可，从而可保证机箱主体结构的通用性。
便携式电子设备机箱前后设计有翻转盖板，用于保护前后过渡面板。翻转盖板通过设计的弹簧卡扣进行锁紧，且前后翻转盖板可拆卸。
便携式电子设备机箱两侧设计有连接锁扣，机箱顶部设计有定位块。机箱之间通过机箱顶部定位块叠加放置，通过锁扣进行连接锁紧。
便携式电子设备机箱后部安装有散热风扇，机箱每侧设计有两个通风孔；使用时根据箱内设备热源的分布情况合理设置通风孔，以形成特定的循环风道，实现机箱内部设备与器件的散热。
4.便携式电子设备机箱的应用实例
本文设计的便携式电子设备机箱已成功应用于某项目的小型3G图传通信指挥车，该指挥车的主要功能是实现短波、超短波通信以及3G图传功能。在小型3G图传通信指挥车的硬件集成上，将整个系统划分为两个模块：配电模块和通信模块。配电模块负责为整个通信指挥系统供配电；通信模块负责实现短波通信功能、超短波通信功能以及3G图传功能。配电模块、通信模块的实物图如图5所示，配电模块和通信模块的组合如图6所示。
5.便携式电子设备机箱的特点
5.1 集成化
便携式电子设备机箱可实现对整件设备以及设备印刷电路板的集成，可将若干个独立的功能集成在一个设备机箱内，其大大提高了指挥通信系统的集成度及载车空间的利用率。
5.2 模块化
便携式电子设备机箱以箱体为单元进行整个指挥通信系统的功能划分，将若干个相对独立但类似的功能进行重新组合，形成较大的功能模块。因此，整个系统的模块化更加清晰，系统的组建更加方便、快捷。
5.3 通用化
以便携式电子设备机箱构成的功能模块具备很强的通用性，其只需根据客户的具体要求做适当的设备改动，即可用于组建一个新的指挥通信系统。另外，便携式电子设备机箱不仅可用于构建车载指挥通信系统，还可用于组建指挥通信基站、便携式指挥所等。
5.4 便携化
便携式电子设备机箱从选材到具体结构设计，始终贯穿便携化的思想。箱体便于搬运，便于拆卸，且可以快速的组装。
杯子设计范文5
1电源设计要点
1．1电池的选择
便携式电源主要有锂电池和镍氢电池这两种选择［1］，两者相比各有优势，锂电池和镍氢电池在实际应用中主要有以下区别：（1）锂电池单体电压为3．2V或3．7V，镍氢电池单体电压为1．2V。（2）锂电池没有记忆效应［2－3］，镍氢电池有记忆效应。（3）锂电池的比容量（单位体积、重量蕴藏的电能）更高。锂电池与镍氢电池相比还具有体积小、重量轻、自放电率低等优点，而镍氢电池较锂电池在大电流输出这部分略胜一筹。由于煤矿井下便携式移动电子设备对电池体积、能量密度要求更高一些，因此，选择锂电池作为后备电池较为理想。《煤矿安全仪器仪表用锂离子蓄电池安全标志管理方案》停止了对采用钴酸锂电池的煤矿安全仪器仪表产品的安全标志的审核发放，可以使用锰酸锂电池或磷酸铁锂电池，且电池组总容量不大于5A•h。
1．2安全栅保护方式设计
煤矿井下的电源首先需要考虑本质安全电路的设计。本质安全电路是指正常工作和规定的故障条件下，产生的任何电火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境的电路［4］。本质安全输出的过流保护分为限流式和截止式2种方式。截止式保护方式属于触发式保护，当出现过流现象时，可以通过采样电阻、比较器很快地关断开关管，实现本质安全保护［5－6］。这种方式有利于通过火花实验，但其最大的缺点是过于灵敏，电源或负载干扰可能会导致设备重启，抗干扰能力较差。限流式保护方式是指负载电流达到限流值，保护电路进入恒流状态，限制负载电流在限流值。这种方式的最大优点是可以实现全载启动，缺点是限流时开关管会承受限流值电流与输入电压所产生的较大损耗。理想的安全栅保护方式是负载短路时先限流后截止，电流增大到保护值时，安全栅先进入限流式保护方式，如果是瞬间干扰（如电压尖峰等），安全栅不会截止，如果过流情况持续超过一定时间，则会进入截止式保护方式。这种方式既能满足本质安全性能要求，与截止式保护方式相比又显著提高了抗干扰能力。先限流后截止的保护方式的保护电路及输出特性曲线如图1所示，当流经R0的电流超过限定值，三极管T2由饱和导通区进入放大区，超过调节设定的时间，则来自比较放大电路的控制信号将三极管T2或MOS管T1关闭。（a）保护电路（b）输出特性曲线
1．3电池升压电路优化设计
通常便携式电子设备需要用到5V电源，电池电压需要经过升压才能达到5V，即要用到Boost变换器。本文以TPS61070应用电路为例进行分析。图2为TPS61070应用电路，电池电压由升压电路变换至5V、200mA输出。图2TPS61070应用电路TPS61070是TI公司为便携式电子设备应用提供的采用同步整流和脉宽调制技术的控制器，旨在实现电源最高效率。TPS61070具有过热保护和省电模式。在低负载电流条件下，如果储能电感上的电流为零，TPS61070可进入省电模式，此时，变换器只有在输出电压低于设定值时才开始动作，在几个开关周期之后，如果输出电压超过设定值，变换器又进入省电模式。省电模式通过调整开关频率减少了MOS管的开关损耗，以在宽负载电流范围内保持高效率，利于提高电池的续航能力。
图3为由寄生电感及电容所构成的Boost变换器关键环路，LPAR和CPAR分别为寄生电感及电容。便携式电子设备长时间运行，电源不稳定，TPS61070易损坏，损坏之后TPS61070呈现电源和地之间短路的状态。由于布局和器件原因，调试时发现在开关变换器与电感交汇的开关节点处有高频振荡。通常电路中伴生的寄生电感和寄生电容会产生互感，并导致电流环路开关节点上的高频振荡［7－8］。如果该高频振荡，也就是振铃［5］的幅值超过低压开关额定电压的最大绝对值，将会损坏MOS管，而Boost变换器电路的MOS管集成在TPS61070内部，所以会出现TPS61070损坏之后电源和地短路的现象。因此，设计时需要采用多种方法实现振铃的最小化来保护MOS管。
分析图3：首先整流二极管D1的寄生电容要小，由于D1亦集成在TPS61070内部，TPS61070应用电路不需要调整；其次需要优化电路板走线使回路中寄生电感最小化。例如，减小MOS管与储能电感L1之间的距离可以使寄生电感LPAR2和LPAR3变小，缩短TPS61070与电源接地点之间的距离可以使寄生电感LPAR1变小，将输出电容Cout尽可能靠近D1的阴极，可以使寄生电感LPAR4和LPAR5最小化。另外，在电源输出和地之间放置高频旁路电容Cout－BYP也能最小化开关节点处的振铃幅值。如果振铃幅值还是会超过MOS管的承受范围，可以设计一个RC缓冲电路（图3中的RSNUB和CSNUB）来消除开关闭合时寄生电感所产生的电压毛刺。当开关闭合时，RC缓冲电路为流经寄生电感的电流提供一条接地通道，从而抑制电压瞬间变化并降低了MOS管的应力。图4为未加RC缓冲电路和加了RC缓冲电路（R＝10Ω，C＝10nF）后Boost变换器开关节点上的振铃波形，从中可看出，有了缓冲电路后振铃峰值得到有效抑制，电源长时间稳定运行，TPS61070也不再损坏。
杯子设计范文6
【关键词】电子设备；结构；设计
1 模块化设计基本原理
所谓模块，就是可组合成系统的、具有某种特定功能和接口结构的、典型的通用独立单元。这个定义揭示了模块的如下特征：
（1）具有确定功能的单元
模块虽是系统的组成部分，但它不是简单对系统分割的产物，它具有明确的特定功能，这一功能不依附于其它功能而能相对独立的存在，并不接受其它功能的干扰。没有确定功能的单元不能算为模块。由于模块具有独立的特定功能，因而它可以作为一个单独的设计单元而分头进行设计。可以单独制造，甚至预制，储备，以供急需及维修之用。当由专业厂生产制造时，则成为单独的商品。对模块的功能及性能可以单独的进行检验、调试、测试和试验。
（2）是一个标准单元
模块结构具有典型性、通用性，并且往往可构成系列。这正是模块与一般部件的区别，或者说模块具有标准化的属性。模块是通过对同类产品的功能和结构的分析而分解出来的，是运用标准化中简化和统一化方法而得出的具有典型性的部件，这一典型性正是模块具有广泛通用性的基础。模块的通用性是通过其接口的标准化或通用化实现的。模块还常常按照系列化原理使其功能和结构形成系列，以满足不同规格、不同产品的需要。
（3）具有能构成系统的接口
模块应具有能传递功能以及组成系统的接口（输入、输出）结构。系统是一个有序的整体，组合成系统的模块既有相对独立的功能，又互有联系。模块通过接口进行串联、并联、辐射状或网状连接而构成具有一定功能的系统。
2 电子设备结构模块化设计系统总体设计
2.1 系统设计思路
系统应用模块化设计思想实现电子设备结构的模型建立。首先对设计对象进行模块划分，得到其模块划分方案。然后分析每一个模块，得到其零件组成，最后以模块为单位，逐模块逐零件的组合，完成电子设备的结构建模工作。以机载电台为例，经过模块划分，得到其划分方案：电台=底座模块十本振模块+前面板模块。分析各个模块的零件装配情况得到电台的所有零件装配信息。之后按模块从零件库中逐一提取这些零件进行装配，完成设备的整机模型生成。最后将描述整机模型的所有几何及物性参数存入数据库，供各分析调用。
2.2 系统设计原则
根据现代CAD技术的发展情况以及所需解决具体问题的发展趋势，提出在现CAD基础上针对特定产品进行二次开发。CAD部分进行三维实体造型，为之的各种分析提供几何模型信息。课题的开发遵循以下几个原则：（l）采用面向对象的编程方法；（2）采用三维参数化特征造型；（3）采用数据库集成统一技术；（4）采用成本最省的设计方法。
为了节省开支，加速软件的开发过程，在软件设计过程中，除必须设计的程序之外，其它主要采用现有的软件解决问题。这样主要工作集中在建立系统及设计与各软件之间的接口上。
2.3 系统模块结构
系统总体分为两个模块：基础信息维护模块和快速模块化建模模块，
2.3.1 基础信息维护模块
电子设备结构模块化设计系统的基础信息维护模块完成系统公用信息的输、显示、存储和转换，该部分的模块划分及其关系如下。
（1）信息库维护模块
电子设备信息库存储的信息包括电子设备结构的三维模型、振动分析模型、热分析模型、电磁兼容分析模型、优化分析信息以及系统信息库和零件库等。其中：三维模型库存放电子设备结构的逻辑描述信息，包括设计目标、设计约束、概念模型、结构参数、零部件选型、零部件尺寸与约束等描述电子设备结构的信息；振动分析模型库存放载荷、约束等信息；热分析模型库以及电磁兼容模型库存放热分析和电磁兼容分析时需要的结构所有热及电磁兼容信息。优化分析模型库存放优化目标、设计变量、设计约束、变量归并等信息。系统信息库模块负责电子设备结构信息库数据的读取、查询和存储。该模块为系统其它的设计模块提供方便、透明的数据操作方法。零件库维护模块负责系统所有零件的基本几何及物性参数维护工作。
（2）接口模块
本系统以现有的商品化CAD软件为基础进行开发，系统中包括UG等多种异构的商品化软件，因此软件之间的集成工作就非常重要。接口模块完成本系统与基础平台之间的无缝集成，其内容包括界面集成和信息集成。我们采用了类似OLE的开发方案，即以C + +Builder开发的电子设备结构模块化设计系统的界面作为主界面，将UG等商品化软件作为系统的某个功能模块，以类似OEL的方式嵌入到电子设备结构模块化设计系统的主界面。数据操作时，从C++Builder主界面发送信息到应用软件，完成操作。
2.3.2 快速模块化建模模块
（1）工程维护
主要负责完成工程信息的维护工作，包括：工程号、版本号以及工程名称的新建、修改和删除操作。
（2）节点信息维护
维护工程中所用到的所有零件节点信息。类别维护：存储了零件的类别信息。对于不同的零件，之后的振动等分析将进行不同的处理；装配关系维护：存储零件在当前工程中的零件号及其父零件号，根据这些信息可以唯一确定一个零件在当前工程中的装配情况；节点数据读写：完成节点信息从数据库的读取及写入工作。
3 结论
本文把模块化设计技术引入到电子设备结构设计中，建立了计算机辅助模块化设计系统，力图解决现阶段电子设备结构设计方法落后、设计效率低下等问题。在模块化设计思想的指导下，以通用CAD软件UG为平台，解决了UG内外部环境联合开发、异构系统集成以及SQLSevrer数据库操作三项技术难点，完成了电子设备结构模块化设计系统的开发。
参考文献：
[1]童时中.模块化原理设计方法及应用.第l版.北京：机械工业出版社，2003年