电子产品结构设计模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇电子产品结构设计，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

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一、前言

现如今，各行各业运用的电子产品越来越多，电子产品的安全性和使用寿命受到越来越大的重视。而为了保障电子产品的安全性和更长的使用寿命必须保障电子产品的设计原理合理，同时保证结构设计的准确性。本文重点的分析了电子产品结构设计的要求，原则以及影响因素。通过电子产品结构设计要求，原则及影响因素的分析，为以后的电子产品结构设计提供有力的帮助，保障设计出结构更加合理，安全性更高，使用寿命更久的电子产品。

二、电子产品结构设计的要求

第一，功能要求。电子产品归根结底是一件商品，对于使用者来说，满足其功能是其基本的要求。所以，电子产品必须在设计中体现自身的价值。第二，质量要求。电子产品要想有更好的效率和更高的效益，必须质量可靠，同时在结构上必须更加合理，外观美观。第三，结构更加优化。合理优化的电子产品结构主要是从其尺寸，工艺，使用材料等方面体现，通过这些方面的考虑和选择，找到最优化的结构设计方案。第四，结构设计上要满足创新性的要求。现如今，电子产品都能满足自身的功能要求，但要体现其创新性才能有更好的市场，比如多功能的电子产品，外观设计独特，更加吸引人的注意力等等。只有电子产品的创新性做好，产品安全性高，实用性强，外观设计美化，才能有更好的市场。

三、电子产品结构设计的原则

第一，各部分功能满足设计要求的原则。电子产品的基本原则就是设计的各部件，各部分的功能得以满足预先设计，能够满足基本的使用。第二，产品的强度和刚度满足要求的原则。电子产品作为一件商品，其强度和刚度必须满足要求，达到该产品的规范标准要求，只有满足这个原则，才能有更大的使用寿命。第三，工艺和装配上满足要求的原则。电子产品在工艺设计和装配上必须满足电子产品装配的要求，在这个原则满足后，产品才能更好的进行装配使用。第四，满足用户的审美要求的原则。电子产品最终作为商品使用，在满足使用者基本功能需求的基础上，要更加美观，这样才能更好的吸引使用者。

四、电子产品结构设计的影响因素

1、生产和维修方面的因素。电子产品结构设计的过程中，必须考虑后续的生产和维修因素。在设计中必须保障后续的生产更加合理，方便后续的生产，保障后续生产更加流畅合理。同时，在设计时，就必须考虑电子产品的后续维修。因为，一个电子产品不可能在使用中不出现问题，而出现问题后，就必须进行维修，所以在维修上更加方便的电子产品更容易满足要求。这需要设计者在结构设计上就必须考虑好。合理的结构设计，可以在电子产品出现问题进行维修时，能够方便的进行维修，而不破坏电子产品的本体。

2、零部件材料选择方面的因素。电子产品在设计中，零部件材料的选择会直接影响电子产品的使用寿命以及电子产品的安全性。所以，选择合适的材料是非常必要的。这就要求在电子产品零部件材料选择上，必须考虑环保，安全，可回收利用等等因素。在选择材料的时候，不能贪图便宜，要认真选择生产厂家，选择资质齐全，口碑好的材料生产厂家。

3、功能实现方面的因素。功能实现方面因素考虑是保障后续电子产品后续投入使用良好的关键。为了满足功能要求，必须考虑元器件布局、电路板布线、组件部件布局方面的相互影响。保障三者合理的实现功能，同时元器件布局、电路板布线、组件部件布局三者方面不会产生干扰的现象。

4、产品使用寿命方面的因素。电子产品结构设计必须考虑使用寿命的因素。用户购买电子产品首先考虑的就是能够长久使用。所以提升使用寿命，是电子产品设计者必须考虑的重要问题。而为了保障使用寿命更久，就必须设计更加合理，零部件参数选择更加优化，材料选择更加安全等等。

总结：总之，在以后的电子产品设计中，在保障其设计原理合理的基础上，注重其结构设计是非常有必要的，保障结构设计满足国家标准要求，并且根据其应用环境来设计合理的结构，来满足人们的需求，同时保持产品的安全性，保障电子产品使用寿命更长。

参 考 文 献

[1]曹伟智，田野. 产学研背景下的自行车产品设计研究[J]. 美苑. 2015（06）

[2]李晓明，姜红明，任召. 某高密度电子设备结构设计与解析[J]. 科技风. 2016（01）

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空调可以调节夏季的高温，可以驱赶冬天的寒冷，让人们可以随着自己的心愿任意地调节自己喜欢的温度，使人们的生活和工作的环境更加的舒适。随着人们环境保护意识的增强，空调设备在结构设计中也做了很大的调整，空调生产厂家为了迎合市场经济的发展，研发出更加节能、环保类型的新型产品。对空调的内部结构进行了更好的技术改进，达到提高空调的性能，降低了能源的消耗，提高了能源的高效利用率，推动空调产业的向前发展。

1优化空调性能的优点

现在的空调与电脑、电视、洗衣机、冰箱一样是人们日常生活中，家用电器的重要组成部分，其中空调的消耗能量是最高的，对人们的生活环境影响也最大。在空调的生产过程中，使用了非金属元素氟，非金属元素氟可以对大气外层的臭氧层进行破坏作用，臭氧层具有隔离太阳紫外线的功能，保护地球生物不被紫外线直接照射；一旦臭氧层出现空洞，紫外线就会通过空洞直接进入到地球表面，给地球生物造成重大的伤害。例如：紫外线直接照射到地表或是人体上，可以产生强烈的辐射，导致海洋生物的死亡或是灭绝，使农作物大量的减产，使人们的皮肤出现红肿、皱纹、色素沉积等问题。空调使用的数量越多，产生的氟元素就会越多，破坏臭氧层的几率就越大，对人体造成的伤害就越强。空调的运转是由电能带动的，电能是由煤炭资源经过燃烧释放出的热能，或是由石油、天然气等不可再生资源的消耗产生的热能带动。如果有一天这些不可再生资源消耗完了，人类生存的环境将不可想象。因此，只有优化空调的性能，改善空调的内部结构，加强空调的能源使用效率，生产出符合社会经济发展的新型产品，才是节约能源的最好做法。

2优化空调的各个组成部分

2.1空调换热器的优化

换热器是空调的重要组成部分之一，要想提升空调的能源利用率，改变空调的内部结构，首先，就要优化空调的换热器。空调的重要组成部分中包括换热器和压缩机，它们是空调消耗能源最大的组成部分，要想优化空调的结果设计，就要先将空调的换热器更换成比当前使用更大的。更大的换热器可以促进空调更好的调节环境的温度，降低空调的能源消耗。当然，优化换热器的同时，还要兼顾生产成本的考虑，既要选择最适合的换热器，优化空调的结构设计，又要提高空调的使用性能。

2.2空调压缩机的优化

空调的压缩机比换热器的重要性更高，属于是空调结构的核心技术，压缩机的性能决定了空调的使用性能，优化空调的压缩机是提高空调节能的最佳途径。空调的压缩机大多数采用的旋转式压缩机，这种压缩机的制冷量与空调的整体制冷量不同，当压缩机的制冷量过高时，就会增加空调的耗能，降低了空调的性能；当压缩机的制冷量过低时，就会损失制冷的数量，使空调的整体制冷量降低，起不到空调节能的效果。因此说，压缩机的能效决定了空调的能效，是空调能效的重要参考数值，能效高的比能效低的更加节能。与换热器一样，优化压缩机要考虑生产的成本控制，推动空调事业的发展。

3影响空调性能的送风方式

空调的使用是为了更好的改善人们生活和工作的环境，更换室内的空气，保证室内空气的流通和清新，使人们生活在轻松、愉悦的环境之中，提高生活环境的质量。

3.1置换通风

置换通风是新兴起的一种空调换气方式，他是将新鲜的气流从空调的散热器中释放出来。这些新鲜的气流由于没有受到外界的污染，所以质量比较轻，是从室内的底部上升到室内的顶部，在气流上升的过程中，底部的空气比较新鲜，上面的空气由于杂物比较多，空气的质量不是很好。因此，空调的散热器一般安装在室内的底部，确保空调通风的顺利进行。

3.2工位送风

工位送风是非常特殊的送风方式，包括设备通风、区域通风、人员的自动调节。工位送风的方式就是将送风的出口安装在人们可以呼吸的位置，通过特殊的管道把送风口与空调的送风设备连接在一起。空调的送风口的位置可以根据人们的需要进行位置的调换，气流的速度、流量、流向、温度的调节，从而提高空调设备的使用性能。工位通风更加适合现代的办公环境，满足不同人对生活环境的要求，更好地发挥空调设备的性能。

3.3地板送风

地板通风属于混合形通风方式，空气经过处理之后要经过地板下的静压箱，传输到送风散流器，再由送风散流器输送到室内，与室内的空气混合在一起。地板送风将新鲜空气由下至上地在室内进行流通，带走室内的热量和湿气，通过屋顶的排风口排除，保持室内温度和湿度的均衡。地板式的送风方式带有一定的局限性，受到地板高度的限制，送风的数量有限。适合安置在散热设备比较多、人员集中、建筑密集的地方使用，促使空调设备的效果达到最好。

4结束语

综上所述，空调是人们日常生活和工作必不可少的电器设备，空调的耗能也是众多电器中最大的一个。随着社会经济的不断发展，环保节能越来越受到人们的重视，只有提高空调设备的使用性能，才能推动空调设备市场的向前发展。调节空调设备的结构，优化空调设备的压缩机和换热器，提高空调的使用性能，使空调的性能发挥到最大值。在生产空调时，设计师要了解空调结构设计的重要性，设计出更好、更符合人们需要的空调，切实地改善人民的生活和工作的环境。

参考文献

[1]龙剑秋.空调结构设计对提高产品性能的影响[J].科技经济市场,2014(5):79-80.

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汽车用电子产品的缓冲包装结构设计是一项系统性的工作。设计人员在进行这一设计时需要提前考虑到设计工作可能面临的难点和要点，才能够在此基础上提升设计的精确程度。

1电子产品缓冲包装结构设计简析

电子产品缓冲包装结构设计包括了诸多内容，以下从设计前提、设计难点、材料选择、设计要点等方面出发，对于电子产品缓冲包装结构设计进行了分析。

1.1设计前提

电子产品缓冲包装结构设计有着基本的设计前提。众所周知缓冲包装结构设计往往是根据产品的性能参数以及几何参数来进行的。在这一过程中设计人员可以在根据产品的具体需要来确定电子产品具体的保护性能和形态包装结构。其次，电子产品缓冲包装结构设计还需要进一步的重视包装结构设计的作用，从而能够以更加合理的包装设计来提升电子产品的整体性能。

1.2设计难点

电子产品缓冲包装结构设计存在着诸多设计难点。通常来说缓冲包装结构的设计工作的主要难点在于其可能牵涉到的材料多数为非线性材料，这实际上导致了结构设计时计算的繁杂性。其次，缓冲包装结构设计工作还需要在满足以上所有条件的基础上进一步的把合适的结构设计图稿摆到桌面上，从而在实际上增强了设计转为产品过程中的整体难度。与此同时，由于在原材料市场上包装材料的价格基本都是透明的，因此这意味着设计人员想要以同质性很高的材料设计出卓越的结构就有着很高的创新难度了。

1.3材料选择

电子产品缓冲包装结构设计的关键在于确保材料的质量过关。设计人员在材料选择的过程中首先需要根据材料实际的性能参数来进行材料性价比的判定，在这一过程中由于不同的材料其性能参数不用，哪怕是同一材料在不同的厚度表具体的动态特性曲线还是不同。因此这意味着与此同时，设计人员在材料选择的过程中应当在保护产品安全的基础上最大限度地降低包装成本，从而能够更加有效的提升电子产品本身的经济效益和使用价值。

1.4设计要点

电子产品缓冲包装结构设计需要设计人员把握住设计要点。一般而言电子产品的缓冲包装结构设计首先需要设计人员着眼于保护产品的功能性及外观安全上，并且这些因素本身也是评价一个缓冲包装结构设计方案最为基本的准则。其次，设计人员在进行电子产品缓冲包装结构设计时应当尽可能的避免因为设计误差而造成电子产品的变形与误差，因此保证产品功能性和外观的安全则成了包装结构设计中最为基本并且也是最为重要的关键所在。

2汽车用电子产品的缓冲包装结构设计策略

汽车用电子产品的缓冲包装结构设计应当有着全面的策略，以下从合理降低设计成本、做好基础设计工作、考虑包装材料特性、提前预估设计难度等方面出发，对于汽车用电子产品的缓冲包装结构设计策略进行了分析。

2.1合理降低设计成本

汽车用电子产品的缓冲包装结构设计首先应当着眼于合理降低设计成本。设计人员在合理降低设计成本的过程中首先应当深刻的了解到成本就是生命这一电子产品设计的最基本原则。因此这意味着设计人员在遵循充分保护产品的原则时应当最大限度地降低包装设计的成本。其次，设计人员在合理降低设计成本的过程中应当努力的避免过度包装现象的存在，从而能够在确保汽车用电子产品的缓冲包装达到产品价值的同时也有效的降低了相应的生产成本。

2.2做好基础设计工作

汽车用电子产品的缓冲包装结构设计需要设计人员做好相应的基础设计工作。设计人员在做好基础设计工作的过程中首先应当考虑到产品实际的安全性能[1]。由于汽车用电子产品在汽车的行驶过程中必然会面临着冲撞、跌落、振动等风险的存在，因此设计人员在汽车用电子产品的缓冲包装结构设计过程中应当以扎实的基础设计工作来避免产品在汽车行驶的过程中受到各种恶劣因素的影响。

2.3考虑包装材料特性

汽车用电子产品的缓冲包装结构设计需要设计人员全面的考虑到包装材料的特性。设计人员在考虑包装材料特性的过程中首先应当考虑到外包装容器的结构、形状、材质及强度。其次，设计人员在考虑包装材料特性的过程中还应当考虑到结构本身的抗震性能和具体的工艺性能。与此同时，设计人员在考虑包装材料特性的过程中还应当考虑到产品的防潮性能、防水性能、防锈性能、防尘能力等重要的因素。在这一系列的因素分析过程这能够涉及到的知识涵盖了力学、物理学、化学等诸多学科，而两者又是建立在数学基础上的，因此一个好的包装结构设计人员必须受过良好的设计培训才能够设计出优秀的结构。

2.4提前预估设计难度

汽车用电子产品的缓冲包装结构设计的关键在于提前预估设计工作的实际难度和难点[2]。设计人员在提前预估设计难度的过程中手续应当考虑到产品的装配问题及包装结构生产流程的操作问题等因素。在这一过程中包装件如果其装配过程相当复杂则很有可能会造成工作人员的误操作或生产线上工作效率的滞后，在这一前提下即使电子产品的保护性能很好也不能称其为优秀的设计作品。其次，设计人员在提前预估设计难度的过程中应当对于结构设计过程中可能面临的难点和问题做到心中有数，从而能够在此基础上提升汽车用电子产品的缓冲包装结构设计的整体效率。

3结语

汽车电子产品的包装结构设计需要在相应的包装机械理论支持下才能够顺利的进行，因此设计人员需要在做好基础设计工作的前提下以更多的设计实践来提升设计工作的整体水平。

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1.1本课程的知识模块包括：①产品材料与表面处理工艺常识；②塑料件结构设计的基本原则；③钣金类产品结构设计基本原则；④模具基础知识；⑤产品结构布局设计；⑥产品典型结构。其目的是使学生掌握结构设计的基础知识，培养学生的三维空间想象能力，在实际应用中培养学生的新产品开发以及应用计算机绘图的能力。

1.2课程的重点内容包括：①常用塑胶材料基本知识；②常用金属材料基本知识；③常用表面处理知识；④产品结构设计总原则；⑤产品结构关系分析与结构绘图的基本要求。

二、《产品结构设计》课程的教学思路

2.1选用教材。目前还没有适合工业工程专业使用的《产品结构设计》教材，所以国内普遍做法是选用产品结构设计方面教材，暂定的教材是黎恢来编写的《产品结构设计实例教程》。该教材将作者十几年的产品结构设计经验总结而成，系统、精细、全面地介绍了产品结构设计知识及设计全过程，明确了产品结构设计的概念和岗位职责，并通过讲解一款电子产品的全套产品结构设计的整个过程，帮助学生融会贯通，更加高效地学习和掌握实用技巧。

2.2教学内容。依据工业工程专业的整体人才培养方案和教学大纲的具体要求，将《产品结构设计》分为六大模块，每个模块里面包括若干的章节，各章节之间既自成体系，又互相有衔接，条理清晰，通俗易懂。①“产品材料与表面处理工艺常识”模块，主要介绍注塑工艺理论、常用塑胶材料和金属材料基本知识，以及注塑件、钣金件表面处理方法。塑胶的定义及分类方面，介绍ABS、PS、PP、PVC等的应用范围、注塑模工艺条件和化学和物理特性，重点是使学生了解注塑件的常见问题分析及解决，比如缩水、飞边、熔接痕、顶白、塑胶变形等。金属材料方面，介绍一些金属的特性和应用范围，比如不锈钢、铝、铜、镍和锌合金。常用表面处理知识方面，主要涉及塑料二次加工的基本知识，学生需要了解丝印、移印、烫印、超声波焊接、喷涂、电镀和模内覆膜等表面处理工艺。②“塑料件结构设计规范”模块，重点介绍塑料件在设计和修改阶段需掌握的通用设计规范，比如塑料件的料厚、脱模斜度、圆角设计，能够分析塑料件的加强筋、孔、支撑面的使用范围。在细节部分，应了解塑料件文字、图案、螺纹和嵌件设计。③“钣金件结构设计规范”模块，介绍钣金类产品设计的工艺要求，包括冲裁、折弯、拉伸、成形工艺，并且让学生了解压铸类产品结构设计的工艺要求。在此模块的教学中，应引入企业实际产品案例进行讲解，以便于学生更好地掌握钣金件的设计规范。④“塑料模和钣金模基础知识”模块，介绍塑料模和钣金模的基本类型及典型结构，包括模具概述，模具的分类、注塑机介绍等，重点讲解的是注塑模结构里面的浇注系统、顶出系统、排气系统和行位与斜顶，以及二板模和三板模之间的区别和应用，以“实用、够用”为度，学生只需了解典型的模具结构，不需要进行后期的模具设计。⑤“产品结构布局设计”模块，主要介绍壳体形状结构、密封结构、卡扣结构、螺钉柱结构、螺纹连接结构和嵌件连接结构等知识，以及各个特征的定义、作用和设计原则，特别是特征在使用时的相互配合关系。拓展知识方面，要了解塑料零件自攻螺柱及通过孔设计规则，以及模具设计与产品结构设计之间的联系。⑥“典型产品结构”模块，重点介绍目前国内普遍使用的三大产品（电子产品、家电产品和电动产品）的典型结构设计知识。每类产品选取一款经典的已批量的产品作为蓝本，深入解剖结构知识在产品设计的运用。比如电子产品选手机为代表产品，讲解手机产品各零部件的结构、前壳与底壳的止口设计、LCD屏限位结构设计和电池固定结构设计，以及内藏摄像头结构设计。家电产品则以电吹风为例，学生要掌握电吹风的功能、材料、结构工艺性等，了解CAD软件在电吹风设计中的应用，能对产品塑料件进行结构分析。在此过程中，还要掌握项目管理方面的知识。

2.3教学方法。在教学中，提倡基于工作过程为导向的项目化教学，理论教学与实践练习相结合，增加实践课时的比例，培养产品设计的实践能力。教师引导学生建立实用合理的知识结构，强化学生的自觉体验和掌握知识的迁移能力，淡化理论和实践的界限。在基础知识够用的前提下，采用任务驱动教学法、项目教学法，通过在具备多媒体教学设施的校内实训基地开展新产品和新工艺的开发工作，使学生体会具体产品的外观造型和结构设计过程，提高学生的综合应用能力和实际应用能力。

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《电子产品结构工艺》是一门综合性的应用型边缘学科，专业理论和实践性都很强。职高生学习有困难。在多年教学中，笔者尝试实行“学做一体”的教学模式，借助项目式教学，通过一套行之有效的教学方案，把课程各章节抽象的理论知识融合进实践项目的各个实施阶段。这样的优化设计降低了学习难度，提升了教学效果。

为了更好地从学生出发，优化教学过程和内容，由实践到理论，提高课堂教学有效性，本人设计了《电子产品设计与制作任务书》，以指导教学实践。

1.目的与要求

通过一个简单的电子产品的整机设计与制作，全面了解电子产品的开发与生产过程，巩固和提高学生的电路设计能力、PCB板设计和PCB板的制作能力，电子元器件的选择与检测能力，电路安装能力与电路的调试及检修能力等等，以检测学生知识的掌握程度和综合能力，同时也了培养适应电子企业相应岗位的能力。

2.任务：完成一个实用电子产品的PCB板设计与整机制作。

3.具体任务操作

（1）选定一个简单的电子线路。写出其性能指标及电路功能。

（2）按照元件清单，选择电子产品材料。

（3）设计PCB板。PCB板大小根据选定电路具体情况而定。要求打印出电子产品原理图、印制电路板图、元件清单，并有布局和布线说明、基本电气检测（ERC）及设计规则检测（DRC）结果说明。注意元件封装必须与实际元器件相符。

（4）PCB制作。要有制作过程说明。

（5）电路组装应符合工艺要求，既考虑电气性能要求又考虑美观要求。

（6）电路调试并写出调试报告。检测、调试的过程，方法及调试的结果。

4.组织方法

分组教学，3人一组，选定一个电路，每人独立完成PCB板的设计，选出设计最好的印制电路板制作出电子产品。

5.具体实施时间安排

6.考核评价（每个任务评价，老师与学生评分各占50%）

7.课题举例（学生可另选）

（1）直流稳压电源；

（2）闪光灯电路；

（3）晶闸管调光电路；

（4）晶体管延时电路。

8.课题报告（格式）

（1）封面。

（2）设计任务书。

（3）课题内容（包括课题目的、课题选用器材、设计总体方案、电路原理图、PCB设计图、PCB制作过程说明、整机调试原理、方法及性能指标、整机维修过程说明等）。

（4）整机特点、功能和使用说明。

（5）课题总结。

下面以《直流稳压电源印制电路板的制作及装配》为例，具体说明“边做边学、学做一体”的实施方法和过程。

1.课程设计思路

电源电路是一切电子设备的基础。由于电子技术的特性，为电子设备提供稳定的直流电能的直流稳压电源在电源技术中占有十分重要的地位。学生在之前的《电子线路》学习中已对直流稳压电源有所了解，加上直流稳压电路比较简单，便于实践操作，故将此电路作为学生学习《电子产品结构工艺》的实例。

2.课前准备工作

稳压电源散件一套、覆铜板一块、腐蚀液（三氯化铁水溶液）、烙铁一把、毛笔、电钻、装配工具等

3.预备知识：覆铜板

（1）覆铜板是制作PCB板的材料，一般选用的是1.5mm和2.0mm的覆铜板。

（2）根据覆铜面的不同又分为单面覆铜板、双面覆铜板、多层覆铜板。本课题只需采用单面板。

4.任务一：印制电路板的设计

（1）选择电路图及理论知识回顾：电路原理分析，计算输出电压的范围。

（2）绘制电路原理图（PROTEL DXP2004）

电路原理图、元件清单、ERC、DRC检测。

（3）绘制印制电路板（PCB）图。

①元件封装必须与实际元器件相符。

②合理安排电路中的元器件。

③选择合适的导线安全间距和走线宽度。

5.任务二：印制电路板的制作

（1）覆铜板的处理

根据电路选好一块大小合适的覆铜板，去掉氧化层，将覆铜板四周打磨平整。

（2）图形转印（由于实习条件的限制，我们采用手工描绘法）

具体操作：将设计好的PCB的图纸通过打印机按照1：1比例打印出来，然后通过复写纸印到覆铜板上。用耐水洗、抗腐蚀的油性记号笔涂描焊盘和印制导线。本环节要求线条清晰、无断线、无砂眼、无短接，且耐水洗、抗腐蚀。

（3）腐蚀、钻孔

将自配的三氯化铁水溶液（三氯化铁和水可按1：2配制）腐蚀液放入塑料盒中，将待腐蚀的PCB板线路朝上放入盒内，用长毛软刷往返均匀轻刷，待不需要的铜箔完全消除后取出，清洗并擦干，再用电钻将PCB板钻孔和进行防表面氧化处理即可。

通过任务一和任务二的实施，学生对电子设备的防护的基本知识有了简单直观的认识，并且结合课程第三章内容能对电路的元器件进行较为合理的布局，又动手DIY了一块由自己设计的印制电路板，同时也基本掌握了简单的印制电路板的设计及制作过程，对本课程第四章印制电路板的结构设计及制造工艺有一定的了解。感兴趣的学生在制作自己的电路板过程中也开始研究企业双面孔金属化印制板和常规多层板的制作工艺。

6.任务三：稳压电源的焊接装配与调试

注意元器件装配流程及元件安装技术要求。

7.任务四：调试与检测

（1）安装完毕，经检查无误后方可通电调试检测。

（2）电压测量：测量三极管各极电位并判断其工作状态、电路输出电压可调范围。

（3）调试：本环节意在让学生明白电路调试的内容，能选择正确的仪器仪表，分析调试中出现的问题并进行排故，对调试数据进行分析处理，作出产品是否合格的结论，也要提出电

路改进的意见。

实践证明，以《电子产品设计与制作任务书》来实施教学，可以优化教学内容与教学过程，提高教学效率。在教学实践中，教师要根据教学内容的需要，制定切实可行的实施方案，激发学生学习动力，发挥学生主体作用，进而提高教学效率。

【参考文献】

[1] 董成春、郭玲玲. 加强实践教学，突出技能培养，《中国校外教育・A》，2011年第1期.

[2] 廖芳 主编.《电子产品制造工艺》，电子工业出版社，2007年.

[3] 王卫平 主编.《电子产品制造技术》，清华大学出版社，2005年.

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电子产品整体包装设计中，首先要考虑实际工作需要，进行设计需求分析。需求是电子产品整体包装设计首要解决的问题，只有在明确需求的前提下，结合工作需要，然后合理设计系统结构。从而更好为各项工作水平，促进工作水平提升，让电子产品为各项工作提供有效服务。

1电子产品整体包装设计的需求

设计需求是电子产品整体包装设计前首先要明白的内容，对后续设计和开发工作发挥指导作用，具体是指对电子产品在性能、行为、功能、设计等方面的期望。需求分析的目的是阐述设计的目的及意义，为电子产品设计和实现提供指导。计算机技术在设计中的应用，不仅推动管理现代化，还能提升管理水平。尤其是在电子产品整体包装设计工作中，更需要开发相应的设计系统，顺应这种趋势，对相关数据进行有效处理，促进管理水平提高。同时在设计过程中，还要考虑系统的可扩展性以及与其他系统的兼容性，为系统升级和更新创造良好条件。电子产品整体包装设计中应该进行综合全面考虑，应用信息技术和互联网技术，进行设备管理、系统管理、用户管理等各项功能操作，为电子产品应用，学习相关知识创造条件。总的来说，电子产品整体包装设计应该具备以下几项功能：注意收集管理员的管理经验，系统具备让管理员与用户互动的功能，采用科学管理模式促进系统管理效率提高，系统涵盖电子产品的大部分管理工作。在具备这些功能的前提下，合理进行电子产品设计，促进管理工作水平提高，为电子产品整体包装设计水平提升创造便利。

2电子产品整体包装设计的原则

为提高用户综合素质，培养用户动手操作能力和实践技能，更好适应工作岗位需要，重视电子产品整体包装设计是十分必要的，能为这些目标顺利实现提供保障。包装设计能服务各项工作，以方便管理，实现资源共享，利用数据库技术、信息技术、现代管理理念、网络等，构建有效的系统，满足电子产品整体包装设计需要，更好服务于管理和学习的各项工作。电子产品整体包装设计的原则包括以下几项。2.1包装成本最低原则。为节约成本，降低使用的费用，整体包装应该采用系统工程思想，避免浪费现象发生，满足电子产品需要，提高整体包装设计水平。要注重对设计进行价值分析，有效满足客户需要。包装综合成本包括包装生产、使用、流通成本。应该加强设计工作，重视每个环节的管理，努力节约成本，防止资金出现超支现象。2.2包装材料节约环保原则。选用绿色、节能、无毒、无污染的材料，通过选用节能环保型材料，不仅能满足整体包装设计需要，还可以实现包装材料的无毒化，便利人们使用，有利于人们的身心健康。要避免出现过度包装现象，节约资源，降低不必要的损失，并保护周围环境。还要减轻包装制品的重量，方便装卸和运输，节约流通成本，避免资金出现浪费现象。2.3包装可重复利用原则。注重材料和制品的重复和循环利用，降低材料费用，节约设计成本。在整体包装材料性质的选择和利用上，必须采用可重复和可再生利用的材料，落实绿色节约理念。如果材料难以循环利用，那么也要选用可降解材料。这样在产品使用之后，能够对其进行降解和处理，避免污染周围环境。

3电子产品整体包装设计的策略

在落实设计原则，有效指导产品设计的前提下，还要注重相关策略应用，促进电子产品整体包装设计水平提高，使其更好发挥作用。3.1包装材料选择。常用材料为聚苯乙烯发泡塑料、聚氨酯发泡塑料、瓦楞纸板、蜂窝纸板等。综合考虑材料的性能、价值、产品重量大小等，结合电子产品使用环境，合理选用材料。3.2包装结构设计。先分析和测试产品的易损伤部位，对关键部位缓冲防护。考虑产品结构特性、尺寸大小、重心位置、外部形状、产品外壳材料等，确定电子产品的缓冲和关键部位。包装结构常用局部缓冲法，结构形式有天地盖、左右套、四棱结构、八角衬垫等。根据电子产品性能合理选用，实现对产品的保护。3.3包装测试。包括振动试验和跌落试验，严格按要求试验和检测，确保电子产品性能良好。将电子产品固定在振动架，试验频率10-55-10Hz，单振幅0.35mm，每个周期5min，在外包装箱长度、宽度、高度上各做10min。然后进行“一角三棱角六面”跌落试验，可按自由落体方式跌落，或跌路在试验机上，确保跌落在水泥地或钢板台面。开箱检验电子产品，如果外形没有受损，功效正常，则测试通过。3.4包装运输。合理确定最佳运输路线，确保运输工具之间匹配，实现产品包装和物流尺寸的标准化和集成化，方便产品包装和运输，还有利于确保电子产品安全，促进其性能有效发挥。科学设计物流路线，节约运输成本，提高产品整体包装性能，确保产品供应及时到位，还有利于节约产品存储费用。合理选择存储和运输设备，实现对电子产品的保护，加强防护工作，避免在运输过程中电子产品结构受损。3.5包装回收再利用。设计中必须考虑整体包装的综合性能，提高其回收与可再生利用性，降低不必要的损失，促进产品作用的充分发挥。要合理设计产品，减少包装材料，节约成本，防止出现环境污染现象，进而实现对周围环境的有效保护。

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中图分类号：TU318文献标识码： A 文章编号：

前言

随着我国经济的不断发展，我国家电产业也随之发展迅速，这对于一个国家的经济发展和居民生活都具有重要意义。而家电结构设计是一个需要多专业共同参与、合作完成的过程，相对于其他设计要更为复杂。家电结构设计的核心在于创新，设计中也存在许多不确定的因素，所以需要设计者集思广益对家电结构设计进行创新。

1、家电结构设计内容及其特点

1.1家电结构设计的内容

家电结构设计的内容很多，在这里主要叙述家电结构设计的几大重要内容。第一，组装结构设计。随着社会的发展，人们对家电设计又有了一个新的追求，那就是家电设计要追求一种组装简单和零部件简单的目标，家电结构设计就是为了解决组装简单和零部件简单这一问题而存在的，家电结构设计能够使家电产品变得更加的便利和简单，在家电结构设计中，组装结构设计是主要内容之一；第二，家电参数设计。家电产品是一种使用频率比较高的产品，家电结构设计师在进行家电产品的设计时，要注意家电产品的很多参数，比如说家电的受热参数、家电的动态参数和家电的受损参数等等一些参数。家电的受热参数、家电的动态参数和家电的受损参数在很大程度上影响了家电产品的使用寿命，作为一位家电产品设计师，首要的任务就是要做好延长家电产品使用寿命的工作，而除了家电产品的后期维护之外，家电结构设计则是唯一能够延长家电产品使用寿命的途径，我们要高度重视家电参数设计；第三，连接件的设计。任何的设计都有一种特有的连接件，这在我们的家具产品设计别明显，家具产品如果没有连接件的设计，那么这件家具产品则无法投入到正常的使用之中，家电产品设计更要注重这一点，因为家电产品是一种高频使用的产品，家具产品的使用频率相比于家电产品的使用频率要低得多，所以家电产品的连接件必须能够使家电产品很结实，而且要比较简单，家电产品结构设计的连接件设计是家电产品结构设计中的重中之重，不仅仅是家电产品结构设计的重点，而且是决定一件家电产品好坏的主要决定因素，作为家电产品的设计师，要高度重视家电产品结构设计的连接件设计。

1.2家电结构设计的特点

第一，家电结构设计的严谨性。一般情况下，家电产品的大小比起一般的家具产品和建筑产品都不是很大，对于比较大的家具产品和建筑产品都不允许有半点误差，更何况是比较小的家电产品，家电产品的结构设计如果出现了很小的误差，就会在很大程度上影响家电产品的功能和使用，更严重的是，家电产品的结构设计如果出现了很小的误差也会导致家电产品最后无法实现的后果，作为一位家电产品结构设计的设计师来说，要高度重视这个问题，要谨遵家电产品结构设计的严谨性；第二，家电结构设计的功能性。家电结构设计具有双重功能，家电结构设计的第一大功能在于实现自己的连接功能，也就是作为一个连接的身份出现在整个的家电产品中，这个功能是家电结构设计的根本功能。家电结构设计的第二大功能在于实现自己的装饰功能，在具体的家电产品设计中，每一个家电产品结构设计师都要考虑到家电结构设计的双重功能，家电结构设计的第二大功能是实现自己的装饰功能，这在整个的家电产品的外形上来说非常的重要，直接影响家电产品的外形，最终也会成为家电产品的销售量的影响因素之一。

2、家电结构设计原理

2.1家电结构设计应当遵循设计简便的原理

任何的设计都应该遵循设计简便的设计原理，而家电产品的结构设计也不例外，也要遵循设计简便的设计原理，这一点非常的重要。家电结构设计只有设计出比较简便的产品，它才会受到广大消费者的关注和欢迎，但在近些年来，很多家电产品的结构设计师并没有注重这一点，都忽视了家电结构设计应当遵循设计简便的原理这一问题，这在一定程度上也反映了很多家电产品的结构设计师的素质比较低下这一问题。而在家电产品的结构设计领域也存在着这样的问题，很多家电产品的结构设计师进行的家电产品的结构设计太过于追求设计简便，而忽视了家电产品的结构设计具体功能的实现，他们误解了家电产品的结构设计的简便性，他们简单地把家电产品的结构设计的简便性理解成家电产品的结构设计的简单，这一问题直接造成的后果就是家电产品的结构设计的任务没有很好的完成，也就是没有实现家电产品的结构设计的根本目的，没有达到家电产品的结构设计的功能要求。

2.2家电结构设计应当符合人机工程学

众所周知，任何的设计都必须要符合人机工程学，因为设计本身就是为人类服务的，因此，设计必须要达到人的要求以及适应人的基本使用条件，也就是我们所说的“以人为本”。人机工程学就是我们在进行具体的家电结构设计时必须要以人的尺寸去进行设计，因为我们设计出来的家电产品要供人们使用，所以我们必须做到这一点，这一点在家电产品的结构设计中不是很明显，而在我们的家具产品设计中显得十分的重要，如果我们设计一个椅子，而这个椅子不能和我们的基本人体尺寸相符合以及无法符合我们的正常使用习惯，那么这样的一个椅子就不能满足人的要求，它就没有存在的价值，在具体的销售中，它也是卖不出去的。而作为在人机工程学方面要求较低的家电产品的结构设计中，我们也要充分认识到家电结构设计应当符合人机工程学这一原理。

3、家电结构设计规范

3.1家电结构设计的装饰线的规范

每一个家电产品的体积和外观是不一样的，在家电结构设计的装饰线的设计上也是不一样的，而作为家电结构设计的装饰线的普遍的规范，我们在进行家电结构设计的装饰线的设计时要注重和家电产品的体积和外观相结合，只有和家电产品的体积和外观相结合，才能够设计出比较合理和美观的装饰线。作为家电产品的结构设计师，我们要高度重视这一点。

3.2家电结构设计的按钮的规范

每一个家电产品的功能都是不一样的，在具体的家电结构设计的按钮设计中，我们要考虑到这一家电产品的功能和家电产品的外观要求，我们在进行家电结构设计的按钮的设计时，我们要谨遵家电结构设计的按钮的规范，也就是要使家电结构设计的按钮设计既美观又具有很强大的功能性。作为家电产品的结构设计师，我们要高度重视家电结构设计的按钮的规范。

4、结语

家电产品的结构设计中许多设计元素的应用不是停留在元素的形似，而是要追求家电产品的结构设计的功能的实现，家电产品的结构设计并不是各个设计元素的简单堆砌，而是通过对家电产品的结构设计的充分认识，来打造富有强大功能和造型的家电产品。家电产品的结构设计师应当以简练的设计手法，设计出符合人机工程学的家电产品，这些产品不仅有强大的功能，而且要具备比较简便的特点。我们在进行家电产品的结构设计时一定要注意笔者以上提到的几点具体规范和要求。

参考文献：

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1.电子产品外观设计的主要特点

目前，电子产业的发展已经进入了一个新的发展阶段，基于各类电子产品设计的新颖创意层出不穷。特别是随着人们对电子产品功能要求的日益提升以及大众审美观念的不断增强，人们对产品的要求已不满足于其实用性及可靠性等方面，人们更多地是对于产品外观、材质、工艺乃至色彩感觉、富于个性等方面的多样化要求，在这些需求的催动下，越来越高的审美要求成为电子产品的内在特征之一。在电子产品外观设计中，令人喜爱的外观一定对于产品营销推广是非常有益的，随着绿色、环保、低碳理念的不断普及，基于仿生学原理的外观设计更能在审美情趣方面给人以美的享受，并在一定程度上能起到形象、逼真、有趣、生动、简捷、美观等多种作用。同时，在电子设计产品外观时，其外型的尺寸、色彩、指示视觉系统要给人们明确易懂的操作感受，满足人们在选择电子产品时更多的对外形的大小，色彩的冷暖明暗度，以及人体工程学的要求，突出电子产品与人的亲合力。随着社会的进步，特别是低碳环保以及绿色经济理念的逐渐深入人心，人们的消费理念与审美情趣发生了变化，现代电子产品的外观设计也是愈加趋向个性化与绿色化。纵观以前的产品，主要是以实现其基本功能为目的，而忽略了外观对用户购买所产生的影响，提供给用户选择的款式较少，单调而显得古板。现在除了基本功能配置选择外，还有多种性格倾向选择，结合了色彩学和心理学在外观方向对用户的购买倾向进行了拓宽，使有更多的选择空间，而丰富的外观造型变化能适应不同职业、不同人群的审美喜好。电子产品外观设计需要展现的主要内涵是人体工学的因素和产品的美学含义。电子产品在一定程度上是满足大众不同需求的现代信息技术产品，作为产品外观造型设计则必须满足用户的使用需求。电子产品外观设计不是简单的借鉴与模仿，而是需要用理性的逻辑思维来引导感性的形象思维，针对具体问题提出一系列解决方案。通信技术和数字技术的发展日新月异，人们的需要也愈加难以琢磨和难以满足，对电子产品的外观设计提出了更高的要求。设计及生产具有时尚化、个性化、人性化和娱乐化的电子产品，在丰富娱乐生活的同时其功能和外观上能达到平衡和统一，是人们所追求的重要目标。同时，电子产品设计者与使用者是互动的，两者之间不可分割。电子产品设计者对使用者起着理念传播及引导的作用，而电子产品使用者的艺术修养及审美情趣，又在一定程度上能够激发设计者向更高更新更时尚的方向发展，并在一定程度上促进设计的内容与形式在艺术层面上得到完美的统一。也就是说，在这种背景下设计会越来越有文化品位，也会越来越人性化。

1.1外观形态与功能的一致性及协调性的统一

电子产品的设计在一定程度上而言是一门艺术。浮华的外观设计并不能带来好的用户体验，反而会起到反效果，理想的电子产品的外观设计要给使用者带来愉悦的身心体验。电子产品的外观设计是为了能让用户体验变得更美好的初衷，应当建立在使用户身心愉悦的基础上。电子产品和人们的日常生活密切相关，因此，要实现科学合理的外观设计，就需要在创造令人舒适的产品外观方面不断地努力与探索，力求为人们创造更为舒适与更为美好的工作与生活的人性化设计，并协调好产品外观的新颖性与技术性以及电子产品功能的关系，追求外观特征与功能协调统一的目标。总之，电子产品外观设计还应当适应现代社会多元化的客观需要。

1.2产品外观人性化与艺术性的统一

现如今人们对于产品功能和性能提出了更高层次的要求。为了顺应和满足用户需求，将人性化的设计应用到了电子产品开发中。人性化重要表现特征是个性化，电子产品研发与设计人员应针对不同的使用人群、不同的使用环境以及电子产品的定位，进行多要素的精细化分类，不断创新出方便用户的电子产品。电子产品外观设计应在一定程度上彰显人性化与艺术性完美结合与和谐统一。电子产品形态自由度空前广阔，电子市场竞争也推动了电子产品外观的创新程度，起最终决定作用的是使用者的特定需求或是唤起用户对电子产品功能的联想，或是方便使用者的使用，或是引发使用者的亲切感，由于每个使用者都是特殊的个体，人性化与艺术化的最终体现应包含对个体需求的满足。

1.3产品实用性与先进性的统一

实用性作为外观设计的首要原则，反映设计师对产品外观设计的把握程度，首先要满足方便、高效、安全的要求，实现其功能是电子产品外观设计的主导思想，决定着电子产品实用性与先进性的方向。同时，还必须符合广大使用者健康的审美观和习俗爱好，过于夸张个性的外形或者浮夸的色彩搭配反而会造成用户的反感。不能使电子产品成为华而不实的形式主义产物，也不能只是单纯地看重实用功能而忽略掉其他的方面。缺乏实用性只注重外观设计，与电子产品设计的初衷背道而驰，而华而不实的设计除了会增大产品的生产成本外，同时还会给市场营销造成负面效应。因此，电子产品在追求当今社会对外观的需求的一般性理念背景下，同时还必须充分保留电子产品的现实用途。

1.4产品时尚性与时代感的统一

产品外观的创新最主要是立足时尚信息的同时并符合当代社会审美的需求，创造富有时代气息的产品，除了为生产者赢得更多的市场外，还能够带动电子产品领域的创新性变革。电子产品设计的外观新颖、完美、健康、和谐，才能促使使用者在感受到美感的同时欣赏到美好的设计。目前，市场竞争的日益激烈，产品更新的速度也越来越快，外观上也要求不断地更新来适应市场的需求与发展。企业需要加快产品外观设计创新的速度，使产品体现时尚性与时代感的完美统一，才可能满足和带动使用者不断变化的需求。电子产品风格是一个国家物质文明和精神文明的共同体现，是社会化生产与社会进步的有机结合，也是历史文化与人文地理特征的重要体现。创新出有着本国审美取向和文化特点的电子产品以及加强产品创新和追求风格体验是未来电子产品发展的方向。

2.电子产品外观美学设计的一般思路与方法

电子产品的外观设计需要设计师对当代的外观趋势有准确的把握，从大众电子产品的外观形态创造出新颖的外观，基于美学理念，把产品功能信息、文化历史信息、人文审美情趣及生产工艺水平等有机结合起来，设计合理科学的电子产品外观形态。事实上，基于各类信息及外观数据，设计者就可以进行3D建模，通过整体外观设计，拆分零部件，每个子零件的结构设计等过程，实现总体电子产品的创新性外观设计。在具体的电子产品设计过程中，人们从各类众多的产品中梳理总结出了多种方法，其中元素化设计法、功能化设计法，以及集成化设计法等是常用的电子产品设计方法。特别要提及的元素化设计法是将客观需求作为电子产品功能构思、元件设计、线路规划、动作控制等依据，并重点从电子产品开发的宏观理念到微观过程，根据功能特征，将客观需求信息有效地转换为电子产品开发各阶段的技术目标和操作规程的方法。现在的电子产品设计和以往已经发生了翻天覆地的变化，以往传统的设计逐渐的被新技术所取代。具体而言，电子产品设计者把整个电子产品设计视为由若干个元素组成的系统，每个元素既有一定的独立性又具有密切的联系，将所有的元素进行整合也就是局部到整体的过程，最终通过各元素的协同与耦合，从而实现设计系统的一体化。集成化设计方法是运用计算机能够识别的语言对电子产品的特征的进行描述，建立相应的知识库及推理机制，再利用已储存的领域知识和建立的推理机制实现计算机辅助产品的方案设计；现实实施过程中，可以利用CAD和3Dmax等相关软件来实现，建立知识库即根据功能将电器元件进行分类，并利用代码描述功能和元件类别。随着技术的发展，把3D打印的理念融合其中，更能符合未来电子产品设计与生产的创新思路。

3.主要结论

3.1合理科学的外形设计是电子产品使用的客观要求

现代电子产品类型多样，为了迎合用户对新颖外观追求的需要，现在的电子市场不乏出现了很多匪夷所思的外观产品。把握电子产品设计的原则，不能凭空臆造，同时产品的外观要有内涵，其外型的尺寸、色彩、指示视觉系统要让人明确易懂。操作界面要简单明了，操作方式简便易懂而且要符合人体工程学的要求，突出与人的亲合力。

3.2美学原理与功能协调原理是电子产品设计的重要基础

在电子产品设计中，产品外观设计的美学特征与功能是协调统一的，电子产品结构造型及外观比例、色彩设置等诸多要素的有机结合，体现了电子产品的内涵特征，它们贯穿于电子外观设计的整体过程中。

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关键词：高原型，结构设计

Abstract：Our country is a plateau, mountainous country, China's main plateau of loess plateau, eastern yunnan-guizhou plateau, the qinghai-tibet plateau. Because each plateau geographical latitude, the ground is not the same as the nature of the different, climate also have a difference. In our plateau has advantaged wind, light resources, to clean the use of renewable energy has very good natural conditions. Therefore, in recent years, with a number of wind power projects, the wind, and photovoltaic project-light-store project into the plateau, renewable energy projects in the highlands of new construction speed up, in the future will be in China's plateau form "plateau of the wind", "plateau optical valley" the unique scenery.

Keywords: plateau type, the structure design

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

引言：

由于高原运行环境与普通低海拔环境有很大差异，作为产品结构设计人员需要针对高原的环境特点进行特殊的结构处理来满足设备在高原环境的安全可靠运行。本文结合我公司的风、光变流器变器以及SVG设备等产品的在高原环境下的应用情况分析高原型电力电子设备结构设计要点。首先介绍了高压环境的主要特点；接着针对高原环境特点对设备的性能影响分析；根据高原环境对设备性能影响的分析从结构设计方面提出具有的解决办法，其中结构设计也主要考虑从散热、绝缘、凝露以及机械结构件及材料的设计考虑等方面处理。

（一）高原气候特点：

高原具有较恶劣的自然气候条件，对电力电子的设备性能影响较大，高原气候的主要特点有：

（1）空气压力或空气密度低；

（2）空气温度较低，变化较大；

（3）空气绝对湿度较小；

（4）雷暴日多；

（5）太阳幅射照度（紫外线）较高；

（6）降水量较少；

（7）年大风日多；

（8）土壤温度较低，且冻结期长。

以上特点是行业内针对高原气候形成的普遍共识，但我国的高原地区分布较广，各高原地区的气候也存在差异。其中尤其以西南地区的云贵高原气候存在一定的特殊性。云贵地区河流众多，地形复杂，山谷间的水汽不易发散，在清晨和傍晚经常起雾。在相对湿度接近饱和的情况下，昼夜温差将造成严重的凝露。而且，云贵高原的高湿季节持续时间较长。因此，设备在高原气候应用必须考虑各高原地区的气候差异。

（二）高原气候条件对电力电子设备性能的影响：

 空气压力或空气密度对性能的影响：

气压低 电气间隙的击穿电压降低绝缘强度降低

空气稀薄风流量减小相对散热能力减弱

 空气温度较低及温度变化对性能的影响：

温度低冻结器件寿命受影响

温度变化大凝露爬电

 空气湿度对性能的影响：

湿度小电气间隙的击穿电压降低绝缘强度降低

湿度大积水爬电

 太阳幅射照度（紫外线）较高对性能的影响：

紫外线高破坏功率器件的空间电荷区电场器件失效

紫外线高有机保护材料老化绝缘强度降低

（三）高原型电力电子设备的结构设计要点：

1. 高原型电力电子设备绝缘的设计：

空气压力或空气密度的降低，引起外绝缘强度的降低。在海拔至5000m范围内，每升高1000m，即平均气压每降低7.7～10.5kPa,外绝缘强度降低8%～13%.根据安规（如IEC60664-1）对绝缘的相关规定：由系统电压、过压等级和绝缘等级确定所需电气间隙距离，并按海拔高度进行修正。

电气间隙修正系数

15 000 12.00 6.67

平均绝对湿度随海拔升高而降低。绝对湿度降低时，电工产品的外绝缘强度降低，因此要考虑工频放电电压与冲击闪络电压的湿度修正。湿度修正以零海拔时的平均绝对湿度：11g/m3为基准，具体修正按GB311.2中有关规定。

我司的高原型设备严格执行安规审查，按照海拔4000m考核电气间隙与爬电距离，保证足够的电气间隙与爬电距离。

其中结构布置时分项审查主要有：

单板：PCB改板，加大电气间隙

主功率回路：增加绝缘防护

隔离带：一次回路与二次回路隔离，确保电气间隙符合要求，如设置变压器隔离、UPS隔离等

配电器件：更换部分器件，如用高原型断路器替换普通型断路器。所有配电器件逐一分类审查：开关类、接触器类等。

同时结构件设计时候优化导电体形状，加大电气间隙与爬电距离。严格按照标准测试验证，测试电压5000Vdc/1min，漏电流

2. 高原型电力电子设备散热设计：

空气压力或空气密度的降低引起空气介质冷却效应的降低。对于以自然对流、强迫通风或空气散热器为主要散热方式的电工产品，由于散热能力的下降，温升增加。在海拔至5000m范围内，每升高1000m，即平均气压每降低7.7～10.5kPa,温升增加3%～10%.

空气温度最高值与平均值随海拔的升高而降低。高原环境空气温度的降低可以部分或全部补偿因气压降低而引起的电气设备温升的增加。环境空气温度补偿值为 0.5K/100m。

高原环境对采用空气冷却方式的电力电子设备的散热有利也有弊，所以散热结构设计时候要综合考虑双方面的影响。设计要点：保证良好的风道设计；高可靠性的器件选择；合适的散热风机选择；合理的器件布局；增加柜内扰流措施。

3. 高原型电力电子设备凝露处理的设计：

高原环境温差变化大容易产生凝露现象，我司主要通过以下方式来解决凝露问题

 加热除湿

通过加热除湿装置使柜内温度高于环境温度，实时检测柜内温度湿度，严格控制湿度小于85%。

 增大爬电距离

在易发生爬电的位置增加安全栅格。

 将可能的放电点密封

密封放电点，使之与外部完全隔离。

 柜内扰流

增加扰流装置，使凝露不易发生。

 三防处理

对单板喷涂三防漆。

4. 高原型电力电子设备机械结构件及材料的设计考虑：-

对于器件内部机械传动件，如操作手车、脱扣器等要考虑高原温度变化大而造成材料变形对公差的影响，这些在设计对应器件时要加以考虑；

绝缘材料的选择，应尽量选用受温差变化不大和防老化程度高的绝缘材料（如DMC或SMS模塑料等），在保证高强度的同时，变形量和老化程度较小，适应其对绝缘配合要求较高的地方。

参考文献

[1] JB/T7573-94《高原环境条件下电力电子产品通用技术条件》

[2] 安规IEC60664-1

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中图分类号：TH136 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）02-0094-02

随着现代电子产品的高度集成化和小型化，以及用户对设备的可靠性、环境适应性等提出的越来越严格的要求，使得电子设备结构复杂程度不断提高，也使产品的装配面临越来越多的困难，导致出现装配质量下降、装配效率降低等一系列问题。在这一环境下，引入面向装配的设计（DFA）这一产品开发模式，在电子设备结构设计阶段即充分考虑产品的装配环节以及各种相关因素的影响，采用简化产品设计、减少零件数量、使用标准件、零件装配模块化和减少装配过程中的调节、装配防错等方法，并利用分析、评价、规划、仿真等各种技术手段，不断地完善设计和改进装配性能，确保装配工序简单、效率高、质量高、不良率低和成本低[1]。

1 基于SolidWorks的DFA应用方法

将SolidWorks功能和DFA方法相结合，在SolidWorks的环境下，主要可以进行以下三方面的应用方法研究。

1.1 简化设计

简化设计就是在设计中遵循KISS原则。简化设计过程往往是对已有的产品结构进行提炼和优化的过程，可以充分利用CAD的数据存储和规划优势，建立各种库文件，选择和调用成熟设计和模块，构建具有较高装配性能的产品。

1.2 标准化模块化设计

在电子设备结构设计过程中，运用标准化和模块化的设计方法，能大幅提高装配质量的可靠性，使装配问题能更早、更容易被发现，从而提高产品装配效率和装配质量。

1.3 虚拟装配

以产品设计为中心的虚拟装配，是在虚拟环境下对CAD模型进行装配性能分析的一项计算机辅助设计技术。基于DFA虚拟装配的基本任务是寻求产品装配结构的最优解，即通过CAD模拟产品装配、进行定量或定性分析，找出结构设计中装配性差的结构特征，进行设计修改和完善的过程。

使用SolidWorks 等CAD软件，可对产品的三维模型进行虚拟装配，并利用CAD提供的分析模块，进行包括静态干涉、运动干涉分析以及装配公差分析等装配性能分析、判断和改进。

2 DFA应用步骤

产品概念设计阶段的主要任务是根据用户要求、设计输入定义产品的架构，并将产品进行模块划分；在此基础上，建立产品装配模型，将各类库文件引入建模过程中，贯彻标准化、模块化设计理念；完成装配模型建立之后，开始虚拟装配，即对模型进行装配性能分析，运用 DFA简化设计等方法对装配体及零部组件进行简化、合并等设计改进，并且进行装配相关检查，直到得到优化模型。

根据DFA的应用方法，制定出在SolidWorks环境下产品设计的流程，见图1所示。

3 DFA装配建模

主要需要建立两类模型，一类是建立一系列库模型，一类是对产品本身结构的建模，而前者是后者的基础。在对产品建模的过程中贯彻标准化模块化思想，为产品的简化设计提供良好的土壤。

3.1 产品装配建模

CAD装配建模有自下而上和自顶向下两种方法。自下而上设计法即首先完成零件设计建模，然后在装配文件中逐一插入零部件，组合成装配体模型，零部件之间无关联；自顶向下法为在装配文件中直接建立零部件模型，零部件之间往往存在几何关联以及配合限制。

综合两种设计方法的优势，在方案设计阶段，采用自顶向下的设计思路，首先规划产品装配体的框架，划分模块类型，在此基础上，将产品主体零件在装配图中进行初步建模或者将通用模块装入装配体中，使产品具备基本的模型架构，然后进入自下而上的模式，对构成装配体的零件模型作细化处理以及建立相关的零件，将生产的零部件装入装配体中并进行配合限制，逐步装配形成产品最终的装配模型。

3.2 库文件建模

库文件泛指CAD软件可调用的所有子组件和模块，它是构建新研制产品的基础，也是面向装配的设计中标准化和模块化设计原则实施的基础。

库文件建立的原则是：

（1）库文件归属文件夹应层次分明，库文件名应简洁明确地表示出库集合的特征，以方便选用；

（2）库文件中固化的组件和模块，如紧固件、外购件等，尽量以零件形式建模，以便存储和调用；

（3）分析同一系列模块的主要安装尺寸，形成尺寸系列表，以方便建模和扩充；

（4）同一系列化零件的建模尽量采用一个模型、多个配置；

（5）模块应尽量包含安装基准、安装尺寸等装配信息，有助于选用和避免装配加工错误。

根据库文件存放的位置和模块的类型可分为两类库，一是存放于计算机本地的本地资源库；另一种需要通过网络管理可上传和下载的ODM电子仓库。

3.2.1 本地资源库

根据电子设备的特点，在CAD环境中主要建立紧固件库（螺钉、螺母等）、电子器件库（连接器、显示屏、键盘、滤波器等）、机械成品库（风机、减震器等）、材料库（屏蔽材料、密封材料、铝型材）以及通用件库（机柜、机箱、控制台、把手、导轨、走线架等）。建立各种库后，将其存放地址添加到SolidWorks系统选项中的设计库中，即可开始在CAD界面中直接调用设计库文件。库文件的设计、编辑、修改等较容易实现， 技术人员可以通过改变某些参数而不必改动元件设计的全过程来更新设计。

3.2.2 PDM电子仓库

SolidWorks Workgroup PDM作SolidWorks的插件，主要用于工作组的产品数据管理，可以将本地成熟产品的数据检入到电子仓库，同时也可以分享工作组内其他成员上传到电子仓库并共享的数据，以实现设计资源的充分利用，并且能确保设计版本和复杂的结构件挂接关系得到有效管理。

根据电子设备结构面向装配的设计需要，以便于选择和调用为建库原则，电子仓库可主要划分为公用资料库、设备资源库和工艺资源库等。将设计相关标准、规范、资料放入公用资料库中；将工艺相关规程、工具资料等放入工艺资源库；设备资源库可以根据电子设备使用的工作环境，如地面、车载、舰载、星载、机载等进行分类，也可以按照结构形式、密封性、抗冲击振动性和电磁兼容性等产品结构特点设置有利于搜索的关键词。

4 装配性能分析

4.1 直观检查

SolidWorks软件界面中提供了装配统计、对称性检查、质量特性以及间隙检查等命令，可以很方便、直观地对已建立的产品模型进行相关的统计和检查，根据检查结果对装配体作进一步简化、合并、调整等减少装配错误、提高装配效率的设计，直观检查一般包含以下几项：

（1）考虑把相邻、相似、对称的零件合并成一个零件；（2）设计多功能零件，减少零件数量；（3）合并减少紧固件的种类、数量；（4）调整装配体及主体零件重心，避免装配时失稳；（5）通过间隙检查，避免零件过约束；（6）进行防错设计，避免非对称零部件具有一个以上的装配位置。

4.2 干涉检查

对产品装配体的干涉检查主要包括静态干涉检查和运动干涉检查两种方式。

SolidWorks命令项中的干涉检查，能够直观、明确、定量地给出装配体静态情况下干涉的零件、部位和干涉几何尺寸，有利于对干涉的零部件定位、定向进行设计修正。

对实现机械运动的产品，采用虚拟仿真工具SolidWorks Motion插件，对虚拟装配体进行运动学和动力学状态的仿真，模拟产品的不同运动状态，检验产品的运动性能及设计计算结果的正确性，对运动部件进行运动干涉检查，查看限位运动的干涉情况以及装配情况和零部件模型的精确程度，有助于在设计中发现产品结构空间布置的干涉和运动机构的碰撞等问题。

更好地完成干涉检查的关键点是完善装配体模型，尽量详尽真实地建模，特别是应注重建立自制件以外的外购件、紧固件、附件等的真实几何模型，往往一些看似微不足道的省略处会在实际装配时出现干涉问题。

4.3 公差分析

SolidWorks有 DimXpert和TolAnalyst两项与公差相关的插件。DimXpert可以直接在3D图形中按照标准生成标注，还可以帮助用户查找图形是否缺少尺寸；TolAnalyst主要作用是解决公差设计的问题。

将公差分析的结果与装配体的简化设计原则相结合，简化装配关系、减少尺寸链数量、减小累积公差，才能够降低尺寸公差等级，实现宽松且合理的公差设计，提高装配质量和装配效率。

4.4 动态装配

SolidWorks的爆炸视图和animator插件可提供静态和动态装配拆分效果图，按需要对虚拟装配体进行拆分、分组，通过爆炸路径和键码对动画进行编辑，生成各虚拟装配体各部分的动画和图样文件。可以用于电子设备结构设计方案评审中，提供直观生动的产品效果；也可以直接应用于实际装配生产，特别是对于复杂的产品的装配具有指导作用。

5 结语

通过基于SolidWorks软件及其插件对电子设备结构面向装配的设计作了一些研究和尝试，体会到无论对软件强大功能的应用，还是对先进的产品设计模式的理解和运用，都需要更加深入地探索。新的设计方法和设计思路在不断涌现，CAD软件的功能也在与时俱进，设计师如何将两者更好地结合进而提升设计水平，是结构设计人员面临的一项艰巨任务。

参考文献