电源外壳结构设计规范讲解.docx

1、电源外壳结构设计规范讲解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

2、。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。GB 2894 安全标志GB 4208 外壳防护等级（IP代码）GB 8166 缓冲包装设计方法GJB 1361 产品装箱缓冲、固定、支撑、防水要求Q/AD J03.026-2004 产品标识规定Q/AD 65-1999 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

3、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14 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

4、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GB 4208-1993、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/AD 65-1999的规定。 4.4 环境要求4

5、.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GB 8166缓冲包装设计方法、GB 9174一般货物运输包装通用技术条件、GJB1182防护包装和装箱等级、GJB 1361产品装箱缓冲、固定、支撑、防水要求的规定

6、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H1H1高度 H(mm)H=H1+12mm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B50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L127.6此系列电源外壳宽度尺寸在

7、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75.3 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GB 4943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

8、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

9、，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

10、。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

11、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

12、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HV350450)/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。5.4.7 Clip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

13、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GB 2894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。