前言 任何产品都处于一定的环境之中，在一定的环境条件下使用、运输和贮存。因此都逃脱不了这些环境的影响。特别恶劣的条件下工作的产品更是如此。产品环境适应性水平高低的源头是环境适应性设计，因此要研制出一个环境适应性好的产品，首先抓的是环境适应性设计，设计奠定了产品的固有环境适应性。 （一）电子产品振动冲击设计现有的标准 两大标准体系： 1、民（商用）标准体系-（国际电工委员会）标准体系 当今国内外在环境适应性规范和标准上有许多标准和方法,但归纳起来为二大体系： 一类是以IEC（国际电工委员会）为主体的国际通用的民用 (商用) 产品的环境适应性规范和标准体系,它是国际贸易中民用 (商用) 产品的环境适应性水平要求的共同语言、统一准则，它是以欧洲资本主义国家为主导制订的，可以说它是欧洲资本主义国家环境适应性现状和水平的反映。 我国自80年代开始采用等效或等同的方法先后将TC50（环境试验）、TC75（环境条件）制订（转化）成环境适应性试验国标（GB/T2423系列标准）与环境适应性条件国标（GB/T4798系列标准）。国标与IEC标准的特点是：环境适应性条件系列化、模拟试验方法（程序）经典、试验再现性高、不确定度好。 2、军标体系 另一类是军用产品的环境适应性规范和标准体系，最有代表性为美国的MIL 标准和英国国防部07-55标准。我国自80年代开始采用等效或等同的方法先后将相同专业的美国MIL标准转换为我国军标，美国军标的特点是工程应用性好，特别是标准中的环境条件要求来自同类产品的平台环境条件。 （二）环境适应性的设计内容 电子设备在运输、储存和使用过程中要经受到多种多样的、错综复杂的环境条件。按对影响产品的环境因素来分，有下面几种环境因素： ①气候条件；②机械条件； ③生物条件；④辐射条件； ⑤化学活性物质；⑥机械活性物质。 1、按对环境适应性设计专业可分为： ①耐高低温设计； ②防潮设计； ③抗振与缓冲设计 ④防生物侵害设计； ⑤防腐蚀设计； ⑥防尘、 ⑦防雨(水)设计； ⑧防太阳辐射设计。 2、环境适应性设计步骤 （1）确定产品寿命期的环境剖面 （2）明确产品的平台环境条件
电子设备组件振动特性与模态分析的研究 摘要：本文对电子设备组件在振动实验中存在的可靠性问题进行了研究，搭建了实验模态分析系统，研究了振动信号处理和模态参数提取方法，进行了实验模态分析。验证了有限元建模方法的正确性，分析了目标电子设备的动态特性。在此基础上，对电子设备组件进行了简单的硬振设计，提高了它的振动可靠性，为电子设备结构设计人员提供了参考依据。 关键词：电子设备，振动特性，模态分析，抗振设计 电子设备在工作、运输与储存过程中，受到各种机械力一振动、 冲击及摩擦力的作用，其中振动与冲击对设备的危害最大。若设备长期受振动或冲击作用，会产生疲劳损坏，元器件引线或焊点断裂，引起电回路失谐等［1,2］。由于机电系统小型化和轻量化，振动和冲击对机电系统的影响已变得非常突出，因此有必要探索在振动环境中去掉外部减振器的实现方法。本文以电子设备为主要对象，进行模态分析，动力学分析和进行振动实验，并进行相应的减振措施，提高其抗振动和冲击的能力，实现去减振器和结构小型化，达到电子设备硬装的目的。 1模态分析理论基础 模态分析是以振动理论为基础、以模态参数为目标的分析方法，是研究系统的物理参数模型、模态参数模型和非参数模型的关系，并
确定这些模型的理论及其应用的一门学科［3］。模态分析是在振动理论、信号分析、数据处理、自动控制、测试技术与计算机等学科基础上发展起来的新兴学科，20世纪70年代到80年代中期，是模态分析理论及技术实现的成熟阶段，并逐步在各工程领域内应用［4］。由 于计算机技术、高速数据采集系统以及振动传感器等技术的发展，试验模态分析得到了很快的发展，已有多种档次、各种原理的模态分析硬件与软件问世。模态分析提供了研究各种实际结构振动的有效途径 ［5,6］，用模态分析理论通过对试验传递函数的曲线拟合，识别出结构物的模态参数，建立起结构物的模态模型。 2电子设备组件模态测试 电子设备整机由多个组件组成，分别对各组件进行测试，这里仅介绍一个组件的测试过程，其他的操作类似，电子设备的组件是集中在铝底板上的组装件。要得到系统的模态参数，必须对被测对象进行实验测试，得到其响应信号，便可以对其进行参数识别，得到所需要的机械特征值。在测试过程中，除了要了解整个测试流程，包括测试平台的搭建，被测对象的装夹，所使用软件的设置等，还要了解如何验证平台以及器件的有效性［7］。 2.1实验测试设备介绍 主要实验仪器有：（1）江苏联能电动力式激振台JZK-40 ；（2）
关于电子设备的防雷设计 【摘要】电子设备由于是由若干个电子元件构成的，所以电子设备在雷击电流下极导造成损坏，使设备的使用性能受到破坏，所以为了有效的确保电子设备运行的安全性，则需要电子设备使用企业做好防雷结构设计，确保电子设备能够稳定、安全的运行。 【关键词】电子设备;防雷设计;雷击;电子均衡器 在夏季来临时，经常会有雷电现象发生，一旦雷电产生，则会使地面上部分设备带来较大的影响，特别是一些贵重的电子设备更易受到雷电的袭击，使电子设备所属企业带来严重的损失。所以需要企业加大对电子设备的防雷设计，有效的掌握雷电发生的规律，从而使企业的经济损失得以有效的降低。 1.电子设备受到雷击损坏路径 雷电在发生时，由于其形成强大的电流和电压，当其作用在电子设备上或是电子设备周围的地面及接地体时则会产生过电压，从而使电子设备受到不同程度的损坏。由于雷电过电压给电子设备带来的损坏形式主要表现在三个方面。其一是由于直接雷击所给电子设备和元器件所带来的损害，这种损害具有极强的破坏性;其二是由于感应雷作用在电子设备和元件所给间接破坏，其相对于直接雷击的破坏来讲程度要稍轻些;当直击雷直接作用于电子设备周围的地面及其它设备的接地体时，则会导致高电位的发生，使电子设备受到较大程度的破坏。 在长期的实践工作中发现，电子设备受到雷击而发生损害，其多数情况下都是由于间接雷击所导致的，当电子设备的导致状态为开口环形感应电压时，则在雷击发生时，则会导致开口处的两点被击穿而产生电火花。但对于导体为闭合回咱时，则会由于感应电压的存在而全电路中存在接触异常的地方产生发热的情况，严重时则会导致电子设备受到烧毁。电子设备由于是由多个电子元器件组成，而且这些电子元器件多集中于入口端，所以在间接雷击下，极易导致元器件受损由于电子设备内部的元器件只有极小的电流能够通过，所以在间接雷作用下，往往不可能一次性的对设备造成损坏，特别是对于绝缘能力较强的电子设备，更不易受到损坏，但在多次雷击发生时，会导致电子设备元器件在重复多次雷击下使其损坏情况加剧，从而导致设备受到破坏。 2.电子设备受到雷击破坏的具体形式 雷击并不是单一的，其方式呈现多样化的形式，所以在雷击作用下会对电子设备带来不同程度的损害，因此需要对雷击破坏的具体形式进行分析，从而提出具有针对性的防雷设计方案，确保电子设备能够安全、有效的运行。 2.1 感应雷：感应雷所对电子设备带来的破坏程度并不是很重，但由于其发生的频率较高，所以不可避免的会给电子设备带来损坏。其破坏主要集中于电子
防雷设计方案 The latest revision on November 22, 2020
目录 一、雷电防护理论概述 二、防雷工程项目施工现场情况 三、施工方案 四、工程进度表 五、产品售后服务 一、雷电防护理论概述 雷电是自然界一种常见放电现象，自然界每年都有几百万次闪电，每年雷击造成的人员伤亡和财产损失，仅次于水灾而大于其它任何灾害。 雷电灾害所涉及的范围几乎遍布各行各业，尤其大规模集成电路为核心组件的测量、监控、通信、计算机网络等先进电子设备广泛运用的电力、航空、国防、通信、广电、金融、交通、石化、医疗以及其它现代生活的各个领域，以大型CMOS集成元件组成的这些电子设备普遍存在着对暂态过电压、过电流耐受能力较弱的缺点，暂态过电压很可能造成电子设备产生误操作，从而造成更大的经济损失和社会影响，尤其地处山野外的高速公路，水电厂、污水处世理厂极易遭受雷击过电压的侵害。它们的共同特点，电力线路往往要翻山越岭，传输和控制线路往往经常穿越复杂的地质层面，这些都是易遭直接雷击或感应过电压的薄弱点。 防雷是一个很复杂的问题，不可能依靠一两种先进的防雷设备和防雷措施就能完全消除雷击过电压和感应过电电压的影响，必须针对雷害
入侵途径，对各类可能性能产生雷击的因素进行排除，采用综合防治——均压、习屏蔽、分流、接地、保护（包括安装先进的防雷产品、过不去电压保护器、电涌保护器），才能将雷害减少到最低限度。 １、雷电的危害 自然界的雷击分为直接雷、雷电感应高电压及雷击电磁脉冲辐射两大类。 a)直击雷是雷雨云对大地和建筑物的放电现象，它以强大的冲击电流、 炽热的高温、猛烈的冲击波、强烈的电磁脉冲辐射损坏放电通道上的建筑物、输入电线、室外设备等，造成极大的经济损失。 b)雷电感应高电压和雷击电磁脉冲，是由于雷雨云和雷雨云之间及大地 之间放电时，在放电周围产生的电磁感应，雷击电磁脉冲辐射以及雷雨云电场的表面电感应，使建筑物上的金属部件，如屋顶管道，铁塔，水箱，电源线，信号传输线，天馈线等感应出雷电高电压，沿这些金属部件线路通过室内的管道，电缆等进入各种电子电气设备，从而放电并损坏设备。 c)因为直击和雷电感应高电压及雷击电磁脉冲的侵害渠道不同，其次是 由于被保护系统的屏蔽差，没有采取等电位连接措施，综合布线不合，接地不规范，没有安装电涌保护器或安装电涌保护器不符合规范的要求等，使雷电感应高电压和雷击电磁脉冲入侵概率高，损坏电子电气设备，全国年薪因雷电造成的损失高达数亿元，因此，我们必须有意识到提高对雷灾的防御能力，并提供完善的一体化解决方案。２、雷电灾害防治的基本方法
电子厂房防微振设计的发展与问题研究 摘要：随着电子信息产业的发展，工业电子厂房增多，产品向精密化发展。对电子厂房的设计提出了更高的要求，本文阐述了微电子厂房防微振设计的发展，提出了防微振设计的方法，为以后类似研究问题提供参考。 关键词：微电子厂房微振 1、当今电子厂房防微振设计的发展状况 对于精密仪器的防微振控制，国内外进行了诸多研究。目前微振控制的研究主要集中在主动控制、被动控制、混合控制以及隔振平台等。我国对防微振的研究及工程实践始于20世纪60年代初，起步较晚、发展较慢。国外建筑结构隔振和测试分析发展较早，技术和方法都相对较成熟，但在防微振设计上还没有一套完善的系统理论，在结构的微振测量上缺乏智能化的分析系统。其原因很多，首先在于环境振动的随机性。受随设备类型、场地条件影响。其次在于结构在环境振源激励下响应复杂，要控制结构微振，必须研究结构防微振性能，提出合理的防微振方案。 2、微电子厂房防微振设计 本研究依托是陕西西安中越微电子有限公司厂房，本厂房是一所以集成电路、设计、制造和技术服务等等的综合性厂房。该厂房为钢筋混凝土框架结构，如图所示厂房结构模型。 从工程研究中得出防微振设计从以下几个方面来考虑。 （1）从消除振源考虑。消除或减弱振源，这是最彻底和最有效的方法。因为受控对象的响应是由振源激励引起的，振源消除或减弱，响应自然也消除或减弱。 （a）在厂址选择时尽量避开周围设有较大振源、噪声和光源，也要适当远离铁路和公路干线，避免较大的地脉动干扰，并尽可能利用有利地形，减少振动影响。 （b）车间的合理布置，对于减小车间内振源对精密设备的干扰，也是一种有效而经济的办法。厂区内的大型振动设备应尽量布置在厂区一端或边缘地带，并与精密和仪器区域保持必要距离。 （c）将动力设备和精密仪器分别置于楼层中不同的结构单元内，如设置在缝(伸缩缝、沉降缝、抗震缝)的两侧，这样振源的传递路线要比直接传递长得多，对振动有一定隔离效果。
航空电子设备振动试验与分析 【摘要】本文就航空电子设备振动试验，包括试验夹具设计、设备安装、控制点选择及几个关键结构问题的试验分析与结论等方面作一些阐述。 【关键词】振动试验；试验分析 0概述 飞机上航空电子设备所处的机械环境比较恶劣，据国外统计，航空电子设备故障29％～41％由机械负荷的作用引起，元件的失效频度比在实验室条件下(无振动、冲击时的失效频度)大120～160倍，振动引起的元件或材料的疲劳损坏，造成电子产品的失效。航空电子设备防振设计的主要方法有减弱和消除振源、小型化及刚性化、去谐、去耦、增加阻尼，主要手段可以进行有限元建模来分析设备的模态振型，掌握电路板组件和机箱的模态频率和振型，并进行动力响应分析（PSD），在规定的外力载荷或试验的环境载荷条件下分析机箱和电路板组件的各关心部位的响应情况，为合理的元器件布局设计、电路板组件结构设计和机箱结构设计提供依据。振动试验是结构设计分析及验证的重要环节，振动试验的方法关系到试验的正确性与准确性，必须加以重视，研究振动试验方法是进行振动试验的最重要的组成部分。 １振动试验的几个关键问题 １.１夹具 夹具是振动试验的最重要的准备工作，夹具的好坏关系到试验的成功与否，夹具设计与验收遵照以下原则进行。 １.１.１夹具结构要求 材料采用铝合金，对于三维尺寸小于200mm的小型夹具，应为整体机加工结构形式；对于坯料供应困难的较大夹具，优先考虑铸造或焊接，允许螺装和局部焊接，螺装时螺栓间距小于8cm；经常拆卸的夹具，要嵌钢螺套或插销螺套；螺纹连接部位，用高强度厌氧胶粘接；夹具要留有传感器安装位置。 １.１.２夹具性能要求 对电子产品而言，通常夹具和产品的总重小于30kg，要求： a）一阶共振频率 垂直向>700Hz，水平向>450Hz；
PCB防雷设计 目录 前言 (2) 摘要： (2) 关键词： (2) 缩略词解释 (2) 一.目的 (2) 二.适用范围 (2) 三.引用/参考标准或资料 (2) 四.名词解释 (2) 五.指导书内容及其它 .................................................................... 错误！未定义书签。 六.附录............................................................................................. 错误！未定义书签。
前言 本规范/指导书由公司研发部发布实施，在研发部内执行, 适用于指导本公司的产品设计开发及相关活动。 摘要： 本指导书介绍了我司产品防雷电路在PCB设计时的注意事项及规则。 关键词： 防雷电路PCB设计 缩略词解释 一. 目的 为了规范公司产品防雷电路的PCB设计，研发电子工艺部和防雷产品开发部共同组织编写了防雷布线设计操作指导书。 二. 适用范围 本指导书主要针对公司产品防雷电路的PCB设计，适用于产品设计中的所有成员，特别包括硬件设计工程师和CAD设计工程师。 本指导书适用于公司所有用Mentor Graphics及Power PCB软件进行防雷电路PCB设计。 本指导书由公司研发部电子工艺部、防雷产品开发部主管或其授权人员，负责解释、维护、发布，研发部QA负责监督执行。 三. 引用/参考标准或资料 [1]. YD/T 1235.1-2002 通信局(站)低压配电系统用电涌保护器技术要求 [2]. YD/T 1235.2-2002 通信局(站)低压配电系统用电涌保护器测试方法 [3]. YD/T 944-2007通信电源设备的防雷技术要求和测试方法 [4]. GB/T 17626.5-1999 电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验 [5]. IEC 61643系列标准 四. 名词解释 1、电涌保护器（SPD） 俗称防雷器。是通过抑制瞬态过电压以及旁路电涌电流来保护设备的一种装置。它至少含有一个非线性元件，即SPD器件。 2、SPD器件
3 电子设备的防振设计 于书吉 序 随着现代工业、交通运输业、建筑业以及航空、航天、海洋工程等国防科技工业的飞速发展，促进了能源、材料、电子技术、空间技术的不断拓新，在机械化、自动化控制技术方面不断得以提高。在科技发展的过程中，大量的电子设备得以开发应用，与此同时，随之而来的问题就是对各类电子设备安全运行和准确可靠提出了更新更高的要求。不良的使用环境，将对精密的电子产品产生一定的影响，其中环境振动问题就已经引起工程技术人员的高度重视，可以说这是科技发展的必然。 振动无处不在，人类就生活在振动的世界里，也就是说振动是客观存在的自然现象，从物理学的角度看，凡是运动的物体就有振动现象发生。例如汽车、火车、飞机、轮船等，甚至人体内的心脏跳动、肺部呼吸都是一种振动。在某些情况下，由于振动在机械力学、流体力学、电子学、声学、生物工程等诸多领域中都占有很重要的位置，其中包含有用的振动被利用，有害的振动被控制。特别是当振动危及到人的生活质量；危及人的工作环境；危及到某些电子设备、机械设备的正常使用时，如何能对这类环境振动予以有效控制，将是人们关注的重点。 绝大多数的电子设备并不产生明显振动，也不会对环境带来危害。但是由于电子设备的使用范围非常广泛，使用的领域也非常广泛，所以必然会出现在较高的环境振动条件下安装使用一些先进的、高精度、高准确度的电子设备。由此而来的是人们如何能有效的控制那些振动，从而确保电子设备的有效使用，就显得十分重要了。从这个角度出发，本讲将从机电设备运转时产生的振动，以及如何有效控制，作一简要介绍，供大家参考并指正。
1．振动的基本概念简述 运转着的机电设备，无论是以旋转方式运动，还是以往复的方式运动，由于运转中的机械零件或部件之间存在着力的传递，这些零件或部件在力的作用下产生撞击、摩擦形成交变应力或磁性应力而产生了振动。一般来讲，振动都是在某种外力的作用下而产生，其本身也是一种能量。振动能量的一部分是振动体直接向空间辐射而形成空气噪音；另一部分则是通过承载振动体的基础及其结构进行传递而形成结构振动。 一般的机电设备产生的振动可以分为两种类型：一种是稳态振动，另一种是冲击振动。产生稳态振动或冲击振动与造成这种振动的机理有关。例如：持续运转的机电设备产生的振动就是稳态振动，而在受到瞬间外力的冲击发生的振动则是冲击振动。两种振动特性不同，控制方法也不同。 从工程角度，人们往往将机电设备产生的振动统称为机械振动。机械振动的分类方法很多，按振动规律可分为：简谐振动、非简谐振动、随机振动；按振动产生的原因可分为：自由振动、受迫振动、自激振动、参变振动；按自由度多少可以分为：单自由度系统振动、多自由度系统振动；按振动体位移特征可分为：角振动、直线振动；按系统结构参数特征可分为：线性振动、非线性振动。 在实际工程应用中，我们应当注意研究和分析振动产生的原因以及它的规律和特性，才能有效地控制，其中也包括监控机电设备运行情况；诊断异常振动原因；防止和隔振方法等。 1．1振动的形成与特性 振动的形成，简单地讲就是物体在作运动而产生的。由于运动的形式不同，振动体的结构不同，造成振动的特性也就各不相同。 众所周知，机电设备都不是一个简单的物体，而是由若干个零件部件的有机组
电子设备的防雷
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电子设备的防雷 随着微电子技术的发展，电力系统中广泛采用了微波通信和各种自动化系统。电子设备的防雷问题已提到日程上。为了提高电子设备防雷运行的水平，各个使用部门均制定了相应的标准、规程、规范或导则。例如，由邮电部主编的国标“电子设备雷击保护导则（GB7450—87）”，由邮电部基建司主编的通信行业标准“微波站防雷与接地设计规范（YD2001—93）”，由信息产业部综合规划司主编的通信行业标准“移动通信基站防雷与接地设计规范（YD5068—98）”和“通信工程电源系统防雷技术规范（YD5078—98）”以及由国家电力调度通信中心主编的电力行业标准“电力系统通信站防雷运行管理规程（DL548—94）”等。但是由于电子设备的防雷研究还只是近十余年的事情，要达到与目前强电设备防雷技术相似的水平，还需经过一段时间的努力。 下面结合微波站防雷对电子设备的防雷作一具体分析。微波站雷害的来源有直击雷、感应雷和侵入波三个方面。通常雷击微波站进线形成的过电压或因雷击而在进线上感应的过电压可以从低压电源线、通信线和信号线入侵微波站；雷击微波站天线铁塔而出现的高电位可以从天馈线、波导管或接地线入侵微波站。下面着重介绍微波站的侵入波保护。 雷击时出现在导线与地间的过电压称为纵向过电压（或称共模过电压）；出现在导线间的过电压称为横向过电压（或称差模过电压）。这些过电压需用相应的过电压保护元件来抑制。装在靠近外线路入口处的保护称为粗保护，用作粗保护的保护元件要求有大的通流能力，允许有较高的残压。用于内电路固体元件保护的称细保护，用作细保护的保护元件要求有较低的限幅电压（残压或箝位电压），其通流能力可较低。性能好的电子装置自身应带有细保护元件。 一、用于电子系统的过电压保护器件 目前用于电子系统的过电压保护器件主要有气体放电管、氧化锌压敏电阻和齐纳TVS （Transient Voltage Suppressor）二极管等。 1. 气体放电管 气体放电管是一种用陶瓷或玻璃封装、内充低压惰性气体（如氩气、氖气）的放电间隙。当加在间隙上的电压超过其放电电压时，间隙击穿，从而起到限制过电压的作用。气体放电管有二电极和三电极两种结构。图1为其保护接线示意图。三电极放电管的优点是当一线的电极对接地极放电时，所产生的电弧会照射接于另一线的未放电的间隙，强迫该间隙提前产生点火电子。因而也在极短时间内对地放电。根据试验，利用这一原理，两电极放电的时间差可减少为0.15 ~ 0.2ms。 （a）二极放电管b）三极放电管 图1 气体放电管的保护接线 气体放电管的特点是通流容量大（一般为103 ~ 105A），极间电容小（不大于10pF），但其动作电压较高（冲击击穿电压不能低于250V），响应时间慢（10–6s），而且动作后会出现续流，不易关断，所以通常用于电话线及高至50 MHz的信号的初级保护。 2. 氧化锌压敏电阻 氧化锌压敏电阻是以氧化锌(ZnO)为主要材料，以少量的氧化铋（Bi2O3）、氧化钴（Co2O3）、氧化锰(MnO2)、氧化锑(Sb2O3)等金属氧化物作添加剂，在1000℃以上的高温中烧结而成的非线性电阻片。理想的非线性电阻应在大电流时呈现为小的电阻以保证在雷电流通过时其上的压降（残压或箝位电压）足够低，起到限压的作用。在雷电流过去以后，当加在电阻片上的电压是其正常工作电压时，电阻片应呈现为大的电阻以保证系统能恢复正常工作。其非线性程度可用下式表示
电子产品可靠性设计总结V1.1.0 一、 印制板 ㈠，数据指标 1，印制板最佳形状是矩形（长宽比为3:2或4:3），板面大于200*150mm时应考虑印制板所承受的机械强度。 2，位于边沿附近的元器件及走线，离印制板边沿至少2mm，以防止打耐压不过。 3，焊盘尺寸以金属引脚直径加上 0.2mm 作为焊盘的内孔直径。例如，电阻的金属引脚直径为 0.5mm，则焊盘孔直径为 0.7mm，而焊盘外径应该为焊盘孔径加1.2mm，最小应该为焊盘孔径加1.0mm。 4，常用的焊盘尺寸 焊盘孔直径/mm 0.4 0.5 0.6 0.8 1.0 1.2 1.6 2.0 焊盘外径/mm 1.5 1.5 2.0 2.0 2.5 3.0 3.5 4 5，元器件之间的间距要合适，以防止焊接时互相遮挡，导致无法焊接。 6，走线和元器件与边界孔、固定孔之间的距离要足够的大，以防止无法添加平垫和螺丝，也可防止可耐压时不能通过。 7，PCB板的尺寸要与相关的壳子相匹配，固定孔之间的位置也要与要关的壳体固定位置相适合。 8，尽量用贴片元件，尺可能缩短元件的引脚长度。（地线干扰） ㈡，设计方法 1，保证PCB板很好的接地。（信号辐射） 2，屏蔽板尽量靠近受保护物体，而且屏蔽板的接地必须良好。（电场屏蔽） 3，易受干扰的元器件不能离得太近。（元件布局） ㈢，注意事项 1，以每个功能电路为核心，围绕这个核心电路进行布局，元件安排应该均匀、整齐、紧凑，原则是减少和缩短各个元件之间的引线和连接。 2，使用敷铜也可以达到抗干扰的目的，而且敷铜可以自动绕过焊盘并可连接地线。填充为网格状，以散热。 3，包地。对重要的信号线进行包地处理，可以显著提高该信号的抗干扰能力，当然还可以对干扰源进行包地处理，使其不能干扰其它信号。 4，严格确保元器件的焊盘大小足以插入元器件。各个元件间的距离不能太近导致元器件无法放下或无法焊接。 5，尽量少用过孔。 6，画完印制板图后，看看每个元器件的标号的方向正否统一。 7，元器件的标号不能画在其它元器件的焊盘内，也不能被其它原器件挡住。 8、接口应有文字说明其接口功能定义。 9、安装孔周围应不能走线，防止螺丝与信号线短接。 二、 PCB走线 ㈠，数据指标
一般建筑物上的避雷针只能预防直击雷，而强大的电磁场产生的感应雷和脉冲电压却能潜入室内危及电视、电话及电子仪表等用电设备。特别是太阳能控制仪表，由于太阳能安装位置的特殊情况，其使用稳定性是广大开发人员一直关注的重点。 瞬间高电压的雷击浪涌以及信号系统浪涌是引起仪表稳定性差的重要原因，信号系统浪涌电压的主要来源是感应雷击、电磁干扰(EMI)、无线电干扰和静电干扰。金属物体(如电话线)受到这些干扰信号的影响，会使传输中的数据产生误码，影响传输的准确性和传输速率。如何设计防雷电路成为仪表研发的关键问题。 雷击浪涌分析 防雷击浪涌电路的设计 解决方案： 应用将压敏电阻和陶瓷气体放电管的单相并联 使用线绕电阻断开电路 雷击浪涌分析 最常见的电子设备危害不是由于直接雷击引起的，而是由于雷击发生时在电源和通讯线路中感应的电流浪涌引起的。一方面由于电子设备内部结构高度集成化(VLSI芯片)，从而造成设备耐压、耐过电流的水平下降，对雷电(包括感应雷及操作过电压浪涌)的承受能力下降，另一方面由于信号来源路径增多，系统较以前更容易遭受雷电波侵入。浪涌电压可以从电源线或信号线等途径窜入电脑设备，我们就这两方面分别讨论： 1、电源浪涌 电源浪涌并不仅源于雷击，当电力系统出现短路故障、投切大负荷时都会产生电源浪涌，电网绵延千里，不论是雷击还是线路浪涌发生的几率都很高。当距你几百公里的远方发生了雷击时，雷击浪涌通过电网光速传输，经过变电站等衰减，到你的电脑时可能仍然有上千伏，这个高压很短，只有几十到几百个微秒，或者不足以烧毁电脑，但是对于电脑内部的半导体元件却有很大的损害，正象旧音响的杂音比新的要大是因为内部元件受到损害一样，随着这些损害的加深，电脑也逐渐变的越来越不稳定，或有可能造成您重要数据的丢失。 美国GE公司测定一般家庭、饭店、公寓等低压配电线(110V)在10000小时(约一年零两个月)内在线间发生的超出原工作电压一倍以上的浪涌电压次数达到800余次，其中超过1000V的就有300余次。这样的浪涌电压完全有可能一次性将电子设备损坏。 2、信号系统浪涌 信号系统浪涌电压的主要来源是感应雷击、电磁干扰、无线电干扰和静电干扰。金属物体(如电话线)受到这些干扰信号的影响，会使传输中的数据产生误码，影响传输的准确性和传输速率。排除这些干扰将会改善网络的传输状况。 基于以上的技术缺陷和状况，本文根据实际使用设计了一种基于压敏电阻和陶瓷气体放电管的单相并联式抗雷击浪涌的开关电源电路。 防雷击浪涌电路的设计 本文所设计的是一种基于压敏电阻和陶瓷气体放电管的单相并联式抗雷击浪涌电路，并将其应用到仪表的开关电源上。整个电路包括防雷电路和开关电源电路，其中防雷电路采用3个压敏电阻和一个陶瓷气体放电管组成复合式对称电路，共模、差摸全保护。与经典的开关电源电路组成防雷仪表的电源电路，采用压敏电阻并联，延长使用寿命，在压敏电阻短路失效后与开关电源电路分离，不
肖训华：电子设备的振动和冲击隔离设计 当刚性连接的机箱、机柜、显控台无法满足环境试验要求时，可安装隔振系统帮助设备过关。但在大多数情况下，是为了通过隔振系统降低设备受到的振动冲击激励量值，为设备提供较好的力学环境，从而提高设备的安全性、可靠性和使用寿命。当无军品级商品时，在保证设备正常工作的前提下，可采用低一级(如用工业级代替军品级)元器件来降低设备成本。 提高设备结构设计水平和提高设备抗振抗冲击能力是首位的，必须克服完全寄希望于隔振系统的错误设计思想。 (一)电子产品振动冲击设计现有的标准 两大标准体系： 1、民(商用)标准体系-(国际电工委员会)标准体系 当今国内外在环境适应性规范和标准上有许多标准和方法,但归纳起来为二大体系： 一类是以IEC(国际电工委员会)为主体的国际通用的民用(商用) 产品的环境适应性规范和标准体系,它是国际贸易中民用(商用) 产品的环境适应性水平要求的共同语言、统一准则，它是以欧洲资本主义国家为主导制订的，可以说它是欧洲资本主义国家环境适应性现状和水平的反映。 我国自80年代开始采用等效或等同的方法先后将TC50(环境试验)、TC75(环境条件)制订(转化)成环境适应性试验国标(GB/T2423系列标准)与环境适应性条件国标(GB/T4798系列标准)。国标与IEC标准的特点是：环境适应性条件系列化、模拟试验方法(程序)经典、试验再现性高、不确定度好。 2、军标体系 另一类是军用产品的环境适应性规范和标准体系，最有代表性为美国的MIL标准和英国国防部07-55标准。我国自80年代开始采用等效或等同的方法先后将相同专业的美国MIL标准转换为我国军标，美国军标的特点是工程应用性好，特别是标准中的环境条件要求来自同类产品的平台环境条件。 (二)环境适应性的设计内容 电子设备在运输、储存和使用过程中要经受到多种多样的、错综复杂的环境条件。按对影响产品的环境因素来分，有下面几种环境因素： ①气候条件; ②机械条件; ③生物条件; ④辐射条件; ⑤化学活性物质; ⑥机械活性物质。 1、按对环境适应性设计专业可分为： ①耐高低温设计; ②防潮设计; ③抗振与缓冲设计 ④防生物侵害设计; ⑤防腐蚀设计; ⑥防尘、 ⑦防雨(水)设计; ⑧防太阳辐射设计。 2、环境适应性设计步骤 (1)确定产品寿命期的环境剖面 (2)明确产品的平台环境条件
第四章---电子设备的减振与缓冲． 第四章电子设备的减振与缓冲 4．1振动与冲击对电子设备的危害 4.1.1 机械作用的分类 电子设备在使用和运输过程中，不可避免地会受到振动、冲击等机械力的作
用，具体有以下四种类型。 1.周期性振动 这是指机械力的周期性运动对设备产生的振动干扰，并引起设备作周期性往复运动。 表征周期性振动的主要参数有：振动幅度和振动频率。 2.非周期性干扰——碰撞和冲击 这是指机械力在作非周期性扰动对设备的作用。其特点是作用时间短暂，但加速度很大。根据对设备作用的频繁程度和强度大小，非周期性扰动力又可分为： （1）碰撞设备或元件在运输和使用过程中经常遇到的一种冲击力。这种 冲击作用的特点是次数较多，具有重复性，波形一般是正弦波。 （2）冲击设备或元件在运输和使用过程中遇到的非经常性的、非重复性 的冲击力。。其特点是次数较少，不经常遇到但加速度大。 表征碰撞和冲击的参数：波形、峰值加速度、碰撞或冲击的持续时间、碰撞时间、碰撞次数等。 3.离心加速度
这是指运载工具作非直线运动时设备受到的加速度。 4.随机振动 这是指机械力的无规则运动对设备产生的振动干扰。随机振动在数学分析上不能用确切的函数来表示，只能用概率和统计的方法来描述其规律。随机振动主要是外力的随机性引起的， 4.1.2 振动与冲击对电子设备的危害 上述四种机械作用均会对电子设备造成影响，其中危害最大的是振动与冲击，如果结构设计不当，就会导致电子设备的损坏或无法工作。 它们造成的破坏主要有两种形式，其一是强度破坏：设备在某一激振频率下产生振幅很大的共振，最终振动加速度所引起的应力超过设备所能承受的极． 限强度而破坏；或者由于冲击所产生的冲击应力超过设备的极限强度而破坏。其二是疲劳破坏：振动或冲击引起的应力虽远低于材料的强度，但由于长时间振动或多次冲击而产生的应力超过其疲劳极限，使材料发生疲劳损坏。 振动和冲击电子对电子设备造成的危害具体表现在： 1．没有附加锁紧装置的接插装置会从插座中跳出来，并碰撞其他元器件而造成破坏。
目录 一、雷电防护理论概述 二、防雷工程项目施工现场情况 三、施工方案 四、工程进度表 五、产品售后服务 一、雷电防护理论概述 雷电是自然界一种常见放电现象，自然界每年都有几百万次闪电，每年雷击造成的人员伤亡和财产损失，仅次于水灾而大于其它任何灾害。 雷电灾害所涉及的范围几乎遍布各行各业，尤其大规模集成电路为核心组件的测量、监控、通信、计算机网络等先进电子设备广泛运用的电力、航空、国防、通信、广电、金融、交通、石化、医疗以及其它现代生活的各个领域，以大型CMOS集成元件组成的这些电子设备普遍存在着对暂态过电压、过电流耐受能力较弱的缺点，暂态过电压很可能造成电子设备产生误操作，从而造成更大的经济损失和社会影响，尤其地处山野外的高速公路，水电厂、污水处世理厂极易遭受雷击过电压的侵害。它们的共同特点，电力线路往往要翻山越岭，传输和控制线路往往经常穿越复杂的地质层面，这些都是易遭直接雷击或感应过电压的薄弱点。 防雷是一个很复杂的问题，不可能依靠一两种先进的防雷设备和防雷措施就能完全消
除雷击过电压和感应过电电压的影响，必须针对雷害入侵途径，对各类可能性能产生雷击的因素进行排除，采用综合防治——均压、习屏蔽、分流、接地、保护（包括安装先进的防雷产品、过不去电压保护器、电涌保护器），才能将雷害减少到最低限度。 １、雷电的危害 自然界的雷击分为直接雷、雷电感应高电压及雷击电磁脉冲辐射两大类。 a)直击雷是雷雨云对大地和建筑物的放电现象，它以强大的冲击电流、炽热的高温、猛 烈的冲击波、强烈的电磁脉冲辐射损坏放电通道上的建筑物、输入电线、室外设备等，造成极大的经济损失。 b)雷电感应高电压和雷击电磁脉冲，是由于雷雨云和雷雨云之间及大地之间放电时，在 放电周围产生的电磁感应，雷击电磁脉冲辐射以及雷雨云电场的表面电感应，使建筑物上的金属部件，如屋顶管道，铁塔，水箱，电源线，信号传输线，天馈线等感应出雷电高电压，沿这些金属部件线路通过室内的管道，电缆等进入各种电子电气设备，从而放电并损坏设备。 c)因为直击和雷电感应高电压及雷击电磁脉冲的侵害渠道不同，其次是由于被保护系统 的屏蔽差，没有采取等电位连接措施，综合布线不合，接地不规范，没有安装电涌保护器或安装电涌保护器不符合规范的要求等，使雷电感应高电压和雷击电磁脉冲入侵概率高，损坏电子电气设备，全国年薪因雷电造成的损失高达数亿元，因此，我们必须有意识到提高对雷灾的防御能力，并提供完善的一体化解决方案。 ２、雷电灾害防治的基本方法
基于元器件级电子设备抗振加固设计研究 文章从电子设备力学可靠性角度出发，以某印制板电路板组件为对象，通过比较两种抗振措施的有效性，展开面向基于元器件级的抗振设计研究。结果表明，在随机振动条件下，阻尼减振方案更为有效，可有效改善元器件的力学工作环境。 标签：元器件；电子设备；抗振加固；设计 1 引言 为确保电子设备的可靠性，在进行力学环境试验前，一般应用有限元仿真手段对结构进行设计验证。通过有限元分析验证的电子设备，其结构及PCB在环境试验验证一般均不会出现强度破坏及刚度不够等问题。振动试验表明当前最易出现问题的是设备中的电子元器件。如DIP双列直插式封装、BGA球阵列封装、钽电容器件管脚由于疲劳而断裂、焊点脱落等[1]。综合考虑振动失效模式和产品特点、可靠性和成本等因素，电子设备中往往采用振动被动控制技术。其应用的振动控制的主要技术有隔振、去谐与去耦、反共振减振、结构刚化设计等[2]。而随着新型粘弹性（宽温域、宽频段、高阻尼）材料的研制成功，用粘弹性高阻尼材料制成的高阻尼减振器在电子设备上广泛使用[3]。 文章将以某印制板组件为对象提出减振措施，从结构刚化设计和阻尼减振两个方面提出两个抗振加固方案；通过力学实验比较措施的有效性，验证器件级抗振加固的效果，以达到元器件在电子设备中能够得到可靠应用的目的。 2 研究对象介绍 某印制板组件经简化后，由铝合金框架、印制板以及4个螺装器件组成，如图1。各零件之间连接均为螺钉紧固连接，印制板的外形尺寸为237mm×160mm×2mm。 图1 印制板组件示意图 2.1 方案一（结构刚化设计方案） 结构刚化设计，是通过提高结构刚度，达到提高设备谐振频率和提高机械强度的目的。方案一通过改变原有铝合金框架样式，将螺装器件从原有的安装在印制电路板上改为安装在铝合金框架上，实现提高结构刚度的目的。 图2 结构刚化设计组件示意图 2.2 方案二（阻尼减振设计方案） T型阻尼减振器结构简单、使用方便，已广泛应用于多种设备中。方案二将
电子设备的隔振技术及减振器选型 1、概述 电子设备受到的机械力的形式有多种，其中危害最大的是振动和冲击，它们引起的故障约占80%。它们造成的破坏主要有两种形式，其一是强度破坏：设备在某一激振频率下产生振幅很大的共振，最终振动加速度所引起的应力超过设备所能承受的极限强度而破坏；或者由于冲击所产生的冲击应力超过设备的极限强度而破坏。其二是疲劳破坏：振动或冲击引起的应力虽远低于材料的强度，但由于长时间振动或多次冲击而产生的应力超过其疲劳极限，使材料发生疲劳损坏。系统的振动特性受三个参数的影响，即质量、刚度和阻尼。对于电子设备的振动和冲击隔离来说，隔振系统的质量一般是指电子设备的质量，而刚度和阻尼则由设备的支撑装置提供。在机械环境的作用下，尤其是在舰船、坦克、越野车辆、飞机等运载工具中，设备及其内部的电子器件、机械结构等都难以承受振动冲击的干扰。 表1 各种运载工具振动、冲击和离心加速度参数 单位：g9.8m/s2
为了减少或防止振动与冲击对电子设备的影响，通常采取两种措施：a) 通过材料选用和合理的结构设计，增强设备及元器件的耐振动耐冲击能力；b) 在设备或元器件上安装减振器，通过隔离振动与冲击，有效地减少振动与冲击对电子设备的影响。 2、隔振技术 2.1隔振 隔振就是通过在设备或器件上安装减振装置，隔离或减少它们与外界间的机械振动传递。 在电子设备与基础之间安装弹性支承即减振器，以减少基础的振动对电子设备的影响程度，使电子设备能正常工作或不受损坏；这种对电子设备采取隔离的措施，称为被动隔振。一般情况下，仪器及精密设备的隔振都是被动隔振。 被动隔振系数： 振动来自基础，其运动用U=U o sin(ωt)表示，也是周期振动。被动隔振也可用隔振系数η表示其隔振效果，它的含义是被隔离的物体振幅与基础振幅之比（或是振动速度幅值、加速度幅值的比值），可用下式计算： η＝x O/ U O =｛［１＋４ξ2（f／f o）２］／［１－（f／f o）２］２＋４ξ2（f／f o）２｝０．５（1）式中x O——物体的垂向振幅(m)； U O——基础的垂向振幅(m)。 式中f――振动力的频率（ＨＺ）；
机载电子设备雷电防护设计 发表时间：2019-09-02T15:48:25.370Z 来源：《建筑实践》2019年10期作者：吴任江 [导读] 科技的快速发展使我国各行业发展迅速。雷电对航空飞行器飞行安全构成威胁。 深圳市航天华拓科技有限公司广东深圳 518071 摘要：科技的快速发展使我国各行业发展迅速。雷电对航空飞行器飞行安全构成威胁。机载电子设备担负重要飞行任务管理和执行职能，其雷电防护设计必需满足相关标准要求。 关键词：机载电子设备；雷电防护设计 引言 我国经济建设的快速发展使我国很多行业运用先进的科研技术，使其自身发展更为迅速。机载电子设备由于随飞机飞行海拔高、空中任务时间长等特征，使其遭受雷电危害的概率极大增加。因为机载电子设备一般安装在设备舱内，很少会遭受直击雷电，大概率危害来自于感应雷。 1雷电防护策略 雷电对飞行器的作用可分为直接效应和间接效应两类。机载电子设备通常安装在飞机内部，受到雷电间接效应影响。飞机在空中飞行，尤其在穿越云层时，极易受到云层放电的影响，当放电产生雷击时，强大的雷电产生的电场和磁场在飞机内部形成一个瞬态雷电效应环境，通过机体开口的电磁耦合或者结构电压（雷电流和结构电阻的乘积IR），在机体内部感应形成电压和电流，虽然持续时间很短（约几十微妙），但瞬时能量非常高，极易对机载电子设备造成干扰或损坏，严重时危及飞机的正常运行和人员安全。雷电间接效是指雷电产生的瞬态强电磁场和电流，通过互连线感应，在设备接口出现瞬态高电压和大电流，造成设备损坏或者系统功能紊乱。雷电间接效应主要通过耦合和回路感应两种方式产生危害。（1）耦合：通过线路、电容或电感耦合到另一个回路上，产生一个或者一系列瞬态高压。（2）回路感应：在回路中以瞬态电流形式出现，瞬间变化率越高，在回路中的产生的感应电压就越高。基于安全考虑，机载设备对雷电间接效应必须进行防护设计和试验验证，以确保飞机遭到雷击后，机上有关键功能的系统和设备能够正常工作，而具有重要功能的系统和设备能够自动或人工恢复正常。目前，飞机设计单位和相关电磁兼容实验室是按照RTCA/DO-160《机载设备环境条件与试验程序》标准作为机载设备电磁兼容设计和试验依据。机载电子设备的一个特点是安装在飞机机体内部，一般与外部雷电隔离。另一个特点是通常由外壳（机箱）、电连接件（插头、插座）、电路板、电源模块、接口件（芯片）等零组件组成，包括各种电路和电子元器件。机载电子设备雷电防护主要是雷电间接效应防护。当然，不排除雷电直接效应防护。机载电子设备雷电防护策略是：（1）系统防护。在飞机设计中将飞机机体雷电防护与机载电子设备雷电防护作为一个整体或系统进行考虑。尽可能将设备安放在机体中央，因为在这个位置雷电的破坏或干扰力弱。另外，不同的位置和机体材料的导电性决定了不同的防护等级和要求。（2）综合防护。雷电危害大，但是持续时间很短。机载电子设备不能单纯进行雷电防护，还要对除雷电外的电磁、静电、电源浪涌等干扰和冲击进行防护，这就要求将常规的电磁干扰和浪涌冲击防护与雷电防护结合起来进行。（3）权衡防护。机载电子设备雷电防护必然需要增加硬件元器件进而增加尺寸、重量，这就要求对设备体积、重量等指标进行权衡。（4）弱化防护。机载电子设备雷电防护的目的是将危害或影响降低到最低，不要求消灭雷电效应，因为这多数情况是达不到的，或者是经济上成本太高，或者是实际是没有必要。所谓最低或最小程度是指该设备运行不受影响。 2防雷器件选型 雷电保护的主要方法是在电路上并联可迅速吸收高能量浪涌的器件，将能量浪涌引入机壳地，同时将电路上的电压钳制在安全区域，以起到保护机载电子设备的作用。瞬态电压抑制管简称TVS管，为一种高性能电路保护器件，具备极短的反应时间(纳秒级)和极高的浪涌吸收能力，当其两端经受瞬间高能量冲击时，TVS管能以纳秒级速率将两端阻抗由高变低，可吸收瞬间大电流，从而将两端电压钳制在预定数值上，使电子电路中的精密元器件有效避免浪涌脉冲的破坏。TVS管具备反应速度快，击穿电压偏差小，漏电流小等特征，是电子设备过电压保护的首选器件。其正向特性与普通二极管相同，反向特性为典型的PN结雪崩特性。在浪涌电压作用下，TVS管两极间的电压由额定反向关断电压VWM上升到击穿电压VBＲ并被击穿。伴随击穿电流的产生，流过TVS管的电流将到达峰值脉冲电流IPP，同时在其两端的电压被钳制到预设的最大钳位电压VC之下。之后，伴随脉冲电流的指数型衰减，TVS管两端电压也一直下降，最后恢复到原始状态，此为TVS管抑制浪涌脉冲，保护电子元器件的过程。 3注意事项 1.布线考虑，TVS管子需要跨接在保护线路正线与释放回路之间，通常会因为器件引线及印制板布线带来寄生电感，当管子导通释放能量时，会通过瞬态大电流，在线路上叠加反向电动势，并对设备内部器件造成影响。为了降低这种影响，需要减小线路寄生电感系数L，印制板布线需要遵守器件手册布线要求。 2.限流电阻使用，数据通信线路限流电阻的使用，可以有效地削弱雷击浪涌电流，降低TVS防护功率要求，节约设计成本。当通信匹配阻抗前移至雷电防护功能模块后，应注意以下2点：a)总线接口芯片选型：应避免选用已经内置阻抗匹配电阻的接口芯片，以ARINC429总线发送接口芯片为例，应选型HI-8586，而非HI-8585（内置37.5ohm匹配电阻）；b)限流电阻选型：限流电阻需要承受瞬态大电流，与金属膜电阻相比，线绕电阻具有更好的耐热效应性能，因此建议使用功率线绕电阻。 4雷电防护设计 机载数据采集器雷电防护设计方法：（1）根据系统防护策略，确定机载数据采集器的防护等级和要求；（2）根据综合防护策略，综合考虑雷电、高强度辐射场、静电防护设计；（3）根据权衡防护策略，确定体积、重量允许下增加硬件元器件；（4）根据弱化防护策略，确定防护效果，并确定最终方案，满足给定标准要求。数据采集器安装于飞机内部，当雷击发生时，雷电间接效应会对设备壳体及电缆端口产生感应电压，尤其在线缆及引线端口危险性最大，可烧毁电子元器件，使电子设备不能工作。因此采用以下全系统全方位防护设计方法。对于雷电防护的主要技术措施是：（1）外部接口设计防浪涌电路。（2）增加机箱内部绝缘电阻。（3）减小机箱的搭铁电阻。（4）采用J5993系列连接器，连接器的与机箱采用导电衬垫形成360度接地。在高强辐射场环境下，外部的电磁干扰可能引起电子设备失效，对于高强度辐射场防护的主要技术措施是：（1）采用密封机箱，在内部电磁敏感区域适当增加机箱厚度。（2）对于电磁敏感区域采取屏蔽措施，如增加防护罩。（3）机箱内布线尽可能短，差分信号选用双绞线，敏感信号选择屏蔽线。（4）在PCB走线时注意在走线较