电源外壳结构设计规范汇总.docx
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电源外壳结构设计规范汇总
电源外壳结构设计规范
前言
《电源外壳设计规范》为结构系列设计规范之一
制定本标准的目的在于统一和规范我司电源外壳的结构设计，提高结构设计的实用性，同时作为结构设计人员选用本司通用的电源外壳结构设计的依据。
本标准实施之日起，新设计按本标准执行，老产品改进设计时参照本标准执行。
本标准起草单位：
技术研发部。
本标准主要起草人：
朱工、张强。
电源外壳构设计规范
1范围
本标准规定了我司电源外壳的技术要求、打样要求、电源外壳的尺寸设计、工程安装设计、安全设计、通风散热设计、散热片零部件设计与选用等。
本标准适用于我司电源外壳结构设计标准。
2引用文件
下列文件中的条款通过引用而成为本标准的条款。
凡注日期或版次的引用文件，其后任何修改单（不包括勘误的内容）或修订版都不适用于本标准，但提倡使用本标准的各方探讨使用其最新版本的可能性。
凡是不注日期或版本的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB2894安全标志
GB4208外壳防护等级（IP代码）
GB8166缓冲包装设计方法
GJB1361产品装箱缓冲、固定、支撑、防水要求
Q/ADJ03.026-2004产品标识规定
Q/AD65-1999一般公差线性尺寸的未注公差未注形状和位置公差的规定
3术语和定义
本标注采用下列术语和定义。
3.1电源外壳
电源外壳是防护及固定电源内部PCB板的结构件。
3.2电源外壳的高度H
电源外壳的高度是指上、下外表面之间的距离，不包括Clip的高度如图1表示，H电源外壳的高度。
3.3电源外壳的宽度B
电源外壳的宽度定义为电源外壳的左、右外表面之间的距离，如图1所示，B表示电源外壳宽度。
3.4电源外壳的长度L
电源外壳的高度定义为电源外壳的前、后外表面之间的距离，如图1所示，L表示电源外壳高度。
3.5电源Clip
将电源安装在导轨固定架上一种构件。
图1
4一般要求
4.1结构要求
4.1.1在设计电源外壳时，应最大限度的采用同一系列结构相似，以实现电源外壳的通用化、系统化和组合化。
4.1.2电源外壳设计中应考虑移动、安装、拿取方便、安全可靠。
4.1.3电源外壳上所有零、部件的机械连接均应牢固可靠，可拆卸连接均应拆卸方便。
4.1.4在设置的通风孔、百叶窗、屏蔽窗时，应考虑沙尘、昆虫、鼠类等危害，采取必要防护措施，并消除或较少噪音干扰。
4.1.5电源外壳设计中应考虑PCB板的放置、安装位置和空间。
4.2外观要求
4.2.1电源外壳的标贴和装饰性表面镀涂，应符合国家标准GB4208-1993、UL认证和CE认证的规定。
4.2.2设计电源外壳时，应考虑人-机工程美学原理。
造型美观，新颖。
4.3尺寸要求
4.3.1电源外壳的主要结构尺寸应符合5.1的规定。
4.3.2电源外壳的未注装配尺寸公差和形位公差应符合Q/AD65-1999的规定。
4.4环境要求
4.4.1根据电源外壳使用环境不同，按照GJB150规定的试验方法，进行气候试验、高低温循环试验、等试验。
试验后，电源外壳应符合本标准4.1.1.2、4.1.1.4的规定
4.5安全要求
安全包括人员的安全和设备的安全两部分，在设计中必须强制性执行本标准的要求。
4.5.1可燃性
为了防止火灾的蔓延，电源外壳中所有非金属结构件、零部件的材料至少应为UL94V-1或以上等级的防火材料。
4.6包装和运输
4.6.1包装
电源外壳包装应按照GB8166《缓冲包装设计方法》、GB9174《一般货物运输包装通用技术条件》、GJB1182《防护包装和装箱等级》、GJB1361《产品装箱缓冲、固定、支撑、防水要求》的规定执行。
4.6.2运输
电源外壳包装后，在允许的可能运输方式下，保证不受任何损坏。
5详细要求
5.1电源外壳尺寸设计
5.1.1电源外壳的高度H
电源外壳的高度H见表1和图1所示。
表1电源外壳的高度
板子高度H1
H1
高度H（mm）
H=H1+1~2mm
注：
高度尺寸系列为参考尺寸，实际尺寸应以电源外壳实际空间尺寸为准。
5.1.2电源外壳的宽度B
电源外壳的宽度B见表2和图1所示。
表2电源外壳的宽度mm
宽度B
50
此系列电源外壳宽度尺寸在无特殊要求下为50mm。
5.1.3电源外壳的长度L
电源外壳的长度L见表3和图1所示。
表3电源外壳的长度和适用范围mm
长度L
127.6
此系列电源外壳宽度尺寸在无特殊要求下为127.6mm。
5.2电源外壳装配尺寸
5.2.1电源外壳之间的装配尺寸一般设计要求：
1）电源外壳的装配采用M3螺纹安装孔形式。
2）任意安装孔的间距公差为±0.1mm。
3）上下壳采用卡口配合。
图7
5.3电源外壳安全设计
电源外壳安全设计包括机械安全和拿放安全。
设计要求应按GB4943《信息技术设备安全》中的规定执行。
5.4电源外壳通风散热设计
5.4.1电源外壳散热设计的一般准则
a）使传热通路尽可能的短，发热设备尽量靠近出风口，条件允许应处于气流通道上。
b）尽可能地使进风和出风之间有足够的距离，避免风短路。
热量较大的发热部件可加装散热片或者是风扇，并尽可能远离其他热敏感部件。
要考虑电源工作时的振动和噪音。
5.4.2通风孔设计
电源变压器、整流二极管、开关V-MOS管等都是电源的主要器件。
在加电过程中，如果这些器件
产生的热量过高，就会造成器件不能正常工作，甚至毁坏电源。
因此，电源的散热设计是保证电源正常工作的重要因素之一。
在电源中，热量都是由电能转换来的：
电流流过电子元器件、连接线和连接点产生的热能损失，变压器铁心的磁滞损耗，交变磁场、交变电场产生的涡流损耗和介质损耗等，将产生大量的热量，集中在机箱内，迫使机箱温度升高。
如果没有良好的散热措施，当机箱温度超过元器件的允许温度时，电源的输出将产生很大的漂移，效率降低，甚至烧毁电源。
由于电源为各种电子设备提供能量，因此，其散热设计非常重要，这是确保电源正常供电的关键。
在散热设计过程中，根据具体情况，，选择合适的途径将热量传递出去，以达到元器件降温的目的，从而提高电源工作可靠性，延长其使用寿命。
为了规范产品的散热设计过程，确保产品的散热设计质量和生产适应性，达到设计标准化，提高结构效率，提高散热设计准确性，避免重复劳动，及出现重复出现设计问题,特制定本规范
在分析热源产生、热能传递基础上，有效的通风孔显得尤为重要。
当电子设备的表面散热功率系数超过0.05W/cm2,体积热功率密度超过0.1W/cm3时，单靠自然散热不能完全解决它的散热问题，需要外加通风孔冷却方式。
通风孔的形状一般有圆形、长腰孔、六边形孔等。
孔的排布一般都是对称，这样形成空气对流。
5.4.3散热片
光在外壳上增加散热孔往往还是不行的，还需要在内部增加散热片，散热片的厚度和形状及材质也是对散热效果很重要。
我司一般采用厚度3mm，有时会更厚甚至达到6mm，散热片的形状，简单的一般为长方块。
具体的形状有时还需要根据内部PCB板的电子元器件排布来决定他的外形。
我司一般大多数都采用AL3003，综合散热效果和材料的成本考虑，决定AL3003是很适合用在我司电源上。
5.4.4绝缘垫
绝缘垫是电源内部件的一个小部件，绝缘胶垫是由特种橡胶制成，用于加强工作人员对地的绝缘。
因此可以视为一种固定的绝缘靴，具有较大体积电阻率和耐电击穿能力。
绝缘垫的大小一般跟PCB板子大小差不多，有时会大一些，厚度为0.25mm。
材质一般选择透明的PET,改材质绝缘效果还可以。
5.4.5绝缘布
用于低温-70℃到高温280℃之间。
耐臭氧、氧、光及气候老化，野外使用耐候性优良，寿命可达10年具有高绝缘性能，介电常数3-3.2，击穿电压20-50KV/MM 耐化学腐蚀性能好,抗油,防水,强度高；既柔软又有韧性,可剪裁加工。
硅胶布具有较高的电绝缘等级，可承受高电压负荷，可制成绝缘布、套管等产品。
非金属补偿器：
硅胶布可作管道的柔性连接器件，它可以解决产品的散热。
综上所知绝缘布的优点，可知绝缘布用在发热量大的地方，可以有效的降低电源内部的温度。
5.4.6压铆螺母和压铆螺柱
压铆螺母和压铆螺柱主要用于PCB板固定在外壳上以及外壳之间的装配固定。
压铆螺母和压铆螺柱选型一般要求：
a）电源的外壳压铆螺母的材质要求：
S碳钢（渗碳或淬火HV350~450）/CLS不锈钢（SUS303）/SP硬化不锈钢（SUS410淬火至HV450-530。
b）表面处理:
3+Cr蓝白锌48H（S型碳钢）
c）电源外壳的压铆螺母和压铆螺柱采用M3。
5.4.7Clip导轨
导轨的作用是给电源设备提供支撑、安装等功能。
安装导轨结构形式和尺寸要求：
a）Clip的设计
Clip的结构设计主要能卡住标准的厚度为1mm，宽度为35mm的长导轨。
Clip的内部结构件有弹簧、拉杆、底座。
用拉杆和底座卡住导轨，用弹簧的伸缩变形量来决定松紧度和能取出电源。
5.5电源外壳表面电镀、颜色及铭牌、包材
电源表面的电镀的作用是防护和美观的作用。
一般根据环境来决定使用的电源外壳表面的处理，一般采用镀锌。
5.5.1电源外壳铭牌、包材
电源外壳铭牌、标贴的设计美观、大方、有新颖力。
5.5.2警示标示
警示标贴主要是指用于电源外壳中的安全标志，一般包括：
警告、防静电、防触电、环保、海拔等标贴。
警示标示设计应按GB2894《安全标示》或相关标准中的要求执行。
安放位置要求：
a）标示位于需要说明的位置附近的醒目位置处。
b）具体的标示位置应在结构设计的装配图中规定。
c）在高温部（器）件上不应采用不干胶类的标贴，而应采用丝印或水转印等。
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