第二章 电子设备的防护设计

课题第二章电子设备的防护设计2.1电子设备的气候防护2.2电子设备的散热授课班级授课时数2学时授课类型新授课授课教师教学目标知识目标1．了解潮湿、霉菌、盐雾的防护。2．了解金属的防腐蚀措施。3．了解温度对电子设备的影响。能力目标通过学习，提高学生分析实际问题，解决实际问题的能力。情感目标培养学生严谨的科学态度、良好的职业道德素养和学习电子设备防护知识的兴趣教法启发性讲解法、直观分析法教材分析重点潮湿、霉菌、盐雾、金属腐蚀的防护方法难点金属材料的选择，如何合理设计金属件结构教具板书设计第二章电子设备的防护2.1电子设备的气候防护§2.1.1潮湿、霉菌、盐雾的防护一、潮湿的防护：（1）浸渍（2）灌封（3）其他防潮湿手段二、盐雾的防护（1）严格电镀（2）密封机壳或机罩（3）对关键元件灌封或其他密封措施三、霉菌的防护§2.1.2金属腐蚀的防护一、金属的腐蚀（1）材料的选择二、金属的防腐蚀措施（2）采用表面涂覆方法（3）合理设计金属件结构2.2电子设备的散热§2.2.1温度对电子设备的影响一、高温对电子设备的主要影响二、低温对电子设备的主要影响教学过程教学环节教学内容教学调控时间分配本章简介引入环境中的各种因素会对电子设备产生一定的负面影响，加速或造成设备的损坏。在设备的设计、安装与使用时要充分考虑环境因素，采取有效措施，提高设备的稳定性。上一章提到电子设备会受到气候因素的影响，为了让设备更加耐用，如何防护呢？概述本章所要讲的内容教师引入5分钟教学环节教学内容教学调控时间分配新授课2.1电子设备的气候防护§2.1.1潮湿、霉菌、盐雾的防护一、潮湿的防护1.浸渍将处理的元件或材料浸入不吸湿的绝缘漆中，经过一段时间是绝缘漆液体进入元件或材料的小孔、缝隙和结构件的空隙。提高了元件或材料的防湿性能和其他性能。2.灌封用热熔状态的树脂、橡胶等将元件浇注封闭，形成一个与外界完全隔绝的独立的整体。可以保护电子元件避免潮湿、腐蚀及其他不良影响。3.其他防潮手段密封，定期通电加热，在设备内存放硅胶等干燥剂。二、盐雾的防护主要是在一般电镀的基础上加工；采用密封机壳或机罩；对关键元件进行灌封或加其他密封措施。三、霉菌的防护（1）控制环境条件，消除霉菌的生长条件。（2）密封防霉。是最有效的措施。（3）使用防霉材料。（4）用防霉剂处理零件和整机，防霉效果显著。§2.1.2金属腐蚀的防护一、金属的腐蚀腐蚀：金属和合金由于外部介质的作用而遭到破坏。二、金属防腐蚀措施（1）材料的选择选材时要知道腐蚀介质的种类、腐蚀强度、ph值及环境温度、湿度变化等各种因素。结合现实，给学生加以讲解结合实际操作讲解，通过表2.1简单介绍防霉毒剂的品种和用途15分钟10分钟教学环节教学内容教学调控时间分配新授课（2）采用表面涂覆方法。（3）合理设计金属结构①尽可能采用同种金属或金属活泼性相差较近的材料。②避免不合理的结构。③在易发生腐蚀和最大腐蚀部位加厚构建尺寸。2.2电子设备的散热§2.2.1温度对电子设备的影响（1）高温环境对电子设备的主要影响：加速氧化等化学反应，表面防护层老化。（2）增强水的穿透能力和水汽的破坏作用。（3）使有些物质软化、融化，使结构在机械应力下损坏。（4）使润滑剂粘度减小，丧失润滑能力。（5）使物体产生膨胀变形，从而导致机械应力增大，运行零件磨损增大或结构损坏。低温环境的主要影响：使空气相对湿度增大，使某些材料性能变脆或严重收缩。引导学生分析原因让学生自己通过分析判断书上的实例的对错通过适当引入进入下一章通过表2.2简单介绍元器件的允许温度15分钟10分钟5分钟10分钟教学环节教学内容教学调控时间分配巩固练习课后小结课后作业1.潮湿对电子设备有哪些危害？采取那些防潮措施？他们各有何特点？2．试述金属防腐蚀措施？潮湿、霉菌、盐雾的防护方法及其特点，金属的防腐蚀措施，高温、低温环境对电子设备的主要影响课后习题2.3，2.4给出题目学生回答，教师指正，巩固学生所学知识老师引导学生共同总结，培养学生能力巩固知识的掌握10分钟9分钟1分钟课后回顾课题第二章电子设备的防护设计2.2电子设备的散热授课班级授课时数2学时授课类型新授课授课教师教学目标知识目标1.掌握三种热传递方式的原理及应用。2.掌握自然散热的途径和设计原则。3.掌握强迫通风散热的应用。能力目标通过学习，提高学生分析实际问题，解决实际问题的能力。情感目标培养学生严谨的科学态度、良好的职业道德素养和学习电子设备防护知识的兴趣教法启发性讲解法、类比推理法教材分析重点三种热传递方式的特性，提高自然散热强迫散热的方法。难点三种热传递方式的原理，橱窗效应的原理。教具板书设计第二章电子设备的防护设计2.2电子设备的散热§2.2.2热传递的基本方式1．热传导三种基本方式：1．热传导2．对流3．辐射两块导热平板传递的热量可表示为Q=·S（21t-t）/多层板导热可写为Q=t/（t3t2t1RRR）2．热对流对流散热的计算方法：Q=·t·S3．热辐射§2.2.3电子设备的散热及提高散热能力的措施（1）增强烟囱效应,其散走的热量：Q=7.4HoS1.6t1．自然散热（2）设备内部的自然散热2．强迫通风散热(1)整机的抽风冷却(2)整机的鼓风冷却教学过程教学环节教学内容教学调控时间分配复习引入1．高温环境对电子设备的主要影响2．低温环境对电子设备的主要影响日常生活中，我们在什么情况下会感觉到热，甚至是烫？当我们接触热的物体时，晒太阳时等等我们都会感觉到热。这节课我们将深入地学习热传递基本方式。个别提问，引导学生回忆老师引导进入新课5分钟教学环节教学内容教学调控时间分配新授课2.2电子设备的散热§2.2.2热传递的基本方式三种基本方式：1．热传导2．热对流3．热辐射1．热传导（1）——表征物体导热能力的物理量（2）两块导热平板传递的热量可表示为Q=·S（21t-t）/（3）多层板导热写为Q=t/（t3t2t1RRR）（4）增强热传导的主要措施2．热对流（1）自然对流：由于冷热流体的密度不同而引起介质的自然运动强迫对流：受机械力的作用促使流体运动，使流体高速地掠过发热物体或高温物体表面（2）对流散热的计算方法：Q=·t·S（3）增强对流散热的主要措施3．热辐射1．热辐射是以电磁波辐射形式进行的热能交换2．因辐射散走的能量的计算：Q=C·S·[4142T-T]·-8103．加强热辐射散热的主要措施§2.2.3电子设备的散热及提高散热能力的措施1．自然散热（1）机壳的自然散热与欧姆定律类比讲解，介绍公式讲解，介绍公式。并结合实际讲解具体措施20分钟10分钟10分钟教学环节教学内容教学调控时间分配新授课增强烟囱效应,其散走的热量：Q=7.4HoS1.6t增大H,进风口尽量低,出风口尽量高增大S,可在顶部和底部多开孔（2）设备内部的自然散热①设备内部电子元件的散热②合理布置元器件③合理安排印制电路板④合理安排机箱内的结构件2．强迫通风散热(1)整机的抽风冷却适用于热源比较分散的整机(2)整机的鼓风冷却适用于各单元需要专门风道冷却结合实际讲解增强烟囱效应的措施结合实际讲解讲解10分钟15分钟10分钟教学环节教学内容教学调控时间分配巩固练习课后小结课后作业传热有哪些基本方式？答：1．热传导2．热对流3．热辐射采取哪些方式可以提高机箱的自然散热能力？三种热传递方式的原理及应用。自然散热的途径和设计原则。强迫通风散热的应用。课后习题2.6，2.9个别提问，引导学生回答引导学生回顾本课内容5分钟5分钟课后回顾课题第二章电子设备的防护设计2.2电子设备的散热授课班级授课时数2学时授课类型新授课授课教师教学目标知识目标1．掌握晶体管的热阻和最大允许集电极功耗的关系。2．掌握晶体管的散热系统分析和选用方法。能力目标培养学生的综合思维能力，并为以后学习奠定基础。情感目标培养学生严谨的科学态度、良好的职业道德素养和学习电子设备防护知识的兴趣教法启发性讲解法、掌握学习法教材分析重点晶体管散热系统的分析和晶体管散热器的选择难点晶体管散热器的选择教具板书设计第二章电子设备的防护设计2.2电子设备的散热§2.2.4元器件的散热及散热器的选用1．晶体管的热阻和最大允许集电极功耗的关系最大允许集电极功耗CMP由jmT所限制CMP=TajmRT-T2．晶体管的散热系统散热器热阻)RR(-PT-TRtjtccajtf3．晶体管散热器的选择要求jmjTT)RR(-PT-TRtctjcajmtf由CfaCaftfPTPT-TR)RR(P-T-TTtjtjCajmfa4．大规模、特大规模集成器件散热器多数情况下散热器通过和发热部件表面接触，吸收热量，传递到设备外部。教学过程教学环节教学内容教学调控时间分配复习引入1．传热有哪些基本方式？可采取哪些措施提高各种传热方式的传热能力？2．采取哪些方式可以提高机箱的自然散热能力？电子设备中使用的电器元件，特别是一些大功率元器件，会产生大量的热量，往往加装散热器以降低温度。个别提问，带领学生回忆上节课的内容引入新课10分钟教学环节教学内容教学调控时间分配新授课2.2电子设备的散热§2.2.4元器件的散热及散热器的选用1．晶体管的热阻和最大允许集电极功耗的关系晶体管集电极功耗CP决定管子结温度jT的高低，而每种晶体管的最大允许结温度jmT是一定的，因而最大允许集电极功耗CMP是一定的，它由jmT所限制。jmT=aT+CMTPR或CMP=TajmRT-T提高一个晶体管的CMP，需要减小它的热阻。主要方法是装散热器。2．晶体管的散热器（1）晶体管散热器平板型叉指型结合晶体管工作原理讲解可拿出实物讲解每种散热器的特点和作用20分钟15分钟教学环节教学内容教学调控时间分配新授课铝材型辐射式针状型（2）晶体管散热系统分析功率晶体管总热阻：cajTPT-TR由tjtctfTRRRR)RR(-PT-TRtjtccajtf①3．晶体管散热器的选择（1）散热计算基本关系因jmjTT)RR(-PT-TRtctjcajmtf②由①②得)RR(P-T-TTtctjCajmfa③（2）晶体管散热器的选择举例4．大规模、特大规模集成器件散热器多数情况与晶体管散热一样，散热器通过和发热部件表面接触，吸收热量，再通过各种方法将热量传递到设备外部。推导公式并教会学生如何应用结合实际讲解，可拿出实物给学生加深印象20分钟10分钟教学环节教学内容教学调控时间分配巩固练习课后小结课后作业已选定使用3DD5晶体管，其功率CMP=15W。环境温度aT=25℃，安装孔型为1F工作时，试选用散热器。查表得CMP=10W；tjR=4℃/W；jmT=175℃，tcR=0.55℃/W)RR(-PT-TRtctjcajmtftfR5.45℃/W选用热阻小于5.45℃/W的散热器。晶体管的散热系统分析和散热器的选取。课后习题2.12通过习题巩固之前学习的方法复述本节课的知识点，带领学生回忆学生自己看书15分钟5分钟5分钟课后回顾课题第二章电子设备的防护2.3电子设备的减振与缓冲授课班级授课时数2学时授课类型新授课授课教师教学目标知识目标1．了解振动与冲击对电子设备的危害2．掌握减振和缓冲的基本原理，能够运用公式分析问题3．了解常用减振器的选用方法能力目标培养学生的综合思维能力，并为以后学习奠定基础。情感目标培养学生严谨的科学态度、良好的职业道德素养和学习电子设备防护知识的兴趣教法掌握学习法、启发性讲解法教材分析重点隔振、隔冲的基本原理。减振器的选用难点隔振、隔冲的基本原理教具板书设计第二章电子设备的防护2.3电子设备的减振与缓冲§2.3.1振动与冲击对电子设备的危害一般振动引起的是元器件或材料的疲劳损坏冲击则是由于瞬间加速度很大而造成元器件或材料的应力损坏。§2.3.2减振和缓冲基本原理1．隔振的基本原理主动隔振系隔振系数2222022/4/1//41ooffffff被动隔振系统隔振系数222222/4/1/41oooooffffffUx