用于CPCI架構的綜合測控設備加固機箱,采用模塊化設計、熱設計、機械強度設計和電磁兼容性設計等手段,對CPCI機箱進行優(yōu)化設計。
外形尺寸 | 157.2mm×315mm×194mm |
材質 | 鋁合金6061 |
重量 | <4.5Kg (機箱+托架+模塊盒) |
表處 | 彩虹色導電氧化 |
噴涂 | 無光黑色三防漆 |
散熱方式 | 導冷板傳導 |
配套附件 | 起拔器、鎖緊條、接地柱、前鎖緊機構、定位導向套、把手、鎖緊鉤、銘牌、導電密封條、隔振器 |
一、設計摘要
該5/8ATR軍用加固機箱是一種用于CPCI架構的綜合測控設備加固機箱,該設備外形尺寸為157.2mm×315×194mm(寬度×深度×高度),重量小于4.5kg。設備自身安裝在專用安裝支架上,能夠快速插入固定與拔出,最后支架通過減震器安裝于集裝式機載安裝架之上。 該設備機箱結構采用模塊化設計、熱設計、機械強度設計和電磁兼容性設計等手段,對CPCI機箱進行優(yōu)化設計。
二、模塊化設計
該設備硬件包括了機箱、控制模塊(3U)、功能模塊(3U)、總線擴展模塊(3U)、電源模塊以及接口模塊,模塊間通過底板互聯,接口采用CPCI通用標準規(guī)范,提高了設備的可靠性和通用性。 所有板卡通過加固,形成一致的安裝外形尺寸(PCB尺寸:100mm*160mm),加固過程為先安裝板卡到豎直的金屬背板上,通過背板連接器與底板母板連接。在金屬背板兩側加裝鎖緊條,與機箱側板配合,實現側面加固,該種模塊板卡機構插入帶有定位銷,取出時有專用助拔器,能方便快速的更換和維護。
三、熱設計
熱設計是軍用電子設備具備長期穩(wěn)定功能能力的重要保證,目標是要尋求一條低熱阻的散熱通道,保證機箱內部熱量的迅速傳遞。 對于表面貼裝需要散熱的芯片,采用導冷板貼裝的方式實現熱傳遞,導冷板為鋁合金材質,表面光滑平整,與芯片之間粘貼高導熱系數的導熱膠墊使之緊密貼合。
導冷板的再散熱途徑分為兩條:冷板外側與機箱內壁直接緊密貼合實現散熱;通過冷板本身將熱量導至楔形鎖緊條,通過鎖緊條楔形鎖緊裝置與機箱內壁緊密貼合實現熱傳遞,同時楔形鎖緊條鎖緊時的機械壓力,增大冷板與機箱的接觸面積,降低接觸熱阻,更好的促使模塊熱量的導出。
四、電磁兼容性設計
軍用設備在壽命期內的各種環(huán)境里會受到各種電磁干擾,如內部設備/元器件、外部通訊電臺、雷達甚至電磁攻擊等,電磁環(huán)境要求如下:
CE102:電源線傳導發(fā)射10KHz~10MHz;
CS101:電源線傳導敏感度25Hz~50KHz;
CS114:電纜束注入傳導敏感度10 KHz~400 MHz;
RE102:電場輻射發(fā)射10 KHz~18GHz;
RS103:電場輻射敏感度10 KHz~40GHz。
針對以上要求,設備結構設計與硬件設計在如下幾個方面進行優(yōu)化和分析:
a)針對設備內部傳導性耦合,采取濾波方式加以抑制,主要措施是合理選用濾波器;
b)針對輻射性耦合主要通過電磁屏蔽技術予以控制,依靠合理的結構設計和優(yōu)化走線措施來實現;
c)機箱為可拆式金屬面板結構,搭接面不可避免的存在縫隙,為了增強機箱屏蔽效果,其金屬結構件內表面需進行導電氧化,適當增加螺釘數量,縮短螺釘間距,提供構件表面粗糙度Ra優(yōu)于3.2μm,在結合面采用凹性密封溝槽內壓導電橡膠條,在結合處還設計有折彎或臺階結構;
d)該設備前面板上裝有多個不同型號的連接器,這些連接器安裝都要開孔,安裝后分析后縫隙也較大,為防止縫隙處的電磁泄露,面板與連接器結合面均要加裝模切導電襯墊;