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關(guān)鍵詞:電子產(chǎn)品;電路設(shè)計(jì);綠色設(shè)計(jì);環(huán)境污染;污染控制;電子產(chǎn)業(yè) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
中圖分類號:TM44 文章編號:1009-2374(2015)30-0081-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.30.042
電子科技在高速發(fā)展的同時(shí),電子產(chǎn)品在投入使用中對環(huán)境產(chǎn)生了一些影響。電子廢棄物得不到有效的處理會(huì)給環(huán)境造成一定的污染,比如污染土壤、水質(zhì)、空氣等。對此,對于電子產(chǎn)品的污染控制問題成了社會(huì)關(guān)注的問題,研究者致力于電子產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì),協(xié)調(diào)電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展與環(huán)境污染的問題,力求在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)、使用、回收等過程中考慮到環(huán)境污染的問題。為了人們的健康,各電子企業(yè)要積極響應(yīng)電子產(chǎn)品電路“綠色化”設(shè)計(jì)的理念,有效地控制電子產(chǎn)品污染源。
1 電子產(chǎn)品的環(huán)保現(xiàn)狀
社會(huì)對于電子產(chǎn)品環(huán)保的關(guān)注始于1973年美國馬薩諸塞州“聚溴苯”污染事件。污染事件發(fā)生之后,人們開始認(rèn)識到電子廢棄物會(huì)對人們的健康造成嚴(yán)重的影響。隨后,1995年,在中國廣東嶼鎮(zhèn)也發(fā)生了嚴(yán)重的電子產(chǎn)品廢棄物污染。1995年,廣東嶼鎮(zhèn)一年要處理來自世界各國上百萬噸的電子產(chǎn)品廢棄物垃圾。當(dāng)時(shí),人們雖然已經(jīng)注意到對電子產(chǎn)品廢棄物的處理,但是由于處理技術(shù)落后,給當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境造成了影響,影響了人們的健康。之后,電子產(chǎn)品廢棄物污染問題受到了全社會(huì)的高度關(guān)注。美國率先對電子垃圾治理做出了規(guī)定,2004年美國加州立法機(jī)構(gòu)提出:“顧客在購買新的電子產(chǎn)品時(shí),需要繳納電子垃圾回收處理費(fèi),規(guī)定每件電子產(chǎn)品10美元。”歐盟也起草了一些相關(guān)的法律,歐盟對電子生產(chǎn)商提出了一些要求,要求生產(chǎn)商在生產(chǎn)電子產(chǎn)品時(shí)不添加有毒的原料,歐盟的治理措施更旨在從電子產(chǎn)品源頭控制污染源。
2 常用電路設(shè)計(jì)存在的問題
常用電路設(shè)計(jì)存在的問題有“電流污染”的電路結(jié)構(gòu)和電池供電“浪費(fèi)電流”現(xiàn)象。
2.1 “電流污染”的電路結(jié)構(gòu)
在電子產(chǎn)品中,使用“電流污染”的電路結(jié)構(gòu)會(huì)影響電子產(chǎn)品的質(zhì)量,影響電子產(chǎn)品的使用時(shí)間。“電流污染”的電路結(jié)構(gòu)會(huì)影響電器芯片的穩(wěn)定性,降低單片機(jī)的使用時(shí)間。電子產(chǎn)品使用時(shí)間短,會(huì)產(chǎn)生更多的電子產(chǎn)品廢棄物,也會(huì)影響產(chǎn)品的銷量。
2.2 電池供電“浪費(fèi)電流”現(xiàn)象
當(dāng)前,許多電子產(chǎn)品都需要電池供電。如果電子產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)未解決“浪費(fèi)電流”的問題,那么電子產(chǎn)品在投入使用后會(huì)產(chǎn)生許多廢舊電池,廢舊電池沒有很好的處理,又會(huì)產(chǎn)生一系列的環(huán)境污染問題。“浪費(fèi)電流”會(huì)縮短電池的使用時(shí)間,使購買者的利用率降低,最終會(huì)影響電子產(chǎn)業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。在日常生活中,“浪費(fèi)電流”的現(xiàn)象會(huì)對人們的健康造成影響。假如在軍工設(shè)備、航天設(shè)備中也出現(xiàn)“浪費(fèi)電流”的現(xiàn)象,這將會(huì)對國家造成嚴(yán)重的影響。
3 電子產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì)
本文以家電產(chǎn)品為研究對象:
3.1 電子產(chǎn)品綠色材料的選擇
企業(yè)如何選擇恰當(dāng)?shù)牟牧先ドa(chǎn)電子產(chǎn)品,研究者也給出了一些原則:(1)選擇與環(huán)境相適應(yīng)的材料,產(chǎn)品成分種類盡量少一些,以利于產(chǎn)品的回收;(2)產(chǎn)品上應(yīng)詳細(xì)標(biāo)明材料的型號、種類、等級等字樣以便于回收利用;(3)為了產(chǎn)品能回收再利用,產(chǎn)品選擇的材料應(yīng)該是可以再利用的材料;(4)材料一定要具備無毒素、少污染、無腐蝕性等特點(diǎn)。
3.2 電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)要綠色模塊化
電子企業(yè)為了提高產(chǎn)品的質(zhì)量,增加產(chǎn)品的種類,減少電子產(chǎn)品廢棄物對環(huán)境的污染,加大電子產(chǎn)品廢棄物的循環(huán)利用效率,電子企業(yè)生產(chǎn)商在對電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)要積極采取模塊化設(shè)計(jì)。模塊化設(shè)計(jì)是指:在一定的范圍內(nèi),對不同功能或相同功能不同性能的產(chǎn)品在詳細(xì)分析其功能的條件下,劃分和設(shè)計(jì)出一些功能模塊,再把這些不同的模塊進(jìn)行恰當(dāng)?shù)慕M合,最終形成產(chǎn)品。針對一些復(fù)雜的家電產(chǎn)品,模塊化設(shè)計(jì)能大大縮短產(chǎn)品研發(fā)、制造的時(shí)間,提高產(chǎn)品的質(zhì)量。當(dāng)前,電子行業(yè)提倡環(huán)保研發(fā)、環(huán)保生產(chǎn)、環(huán)保使用、環(huán)保回收,電子產(chǎn)品在模塊化設(shè)計(jì)時(shí)再增加環(huán)保設(shè)計(jì),那么產(chǎn)品的質(zhì)量就會(huì)得到很大的提升。如冰箱的設(shè)計(jì),生產(chǎn)商就是使用模塊化設(shè)計(jì),把電冰箱化分為門體、箱體、制冷系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)四個(gè)模塊。每個(gè)模塊是獨(dú)立的,擁有各自獨(dú)立的屬性,制造模塊時(shí)也減少了難度,回收的時(shí)候也很便利,各個(gè)模塊分別回收,提高了電子產(chǎn)品廢棄物的回
收率。
3.3 電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)要以節(jié)能為理念
電子企業(yè)生產(chǎn)商在設(shè)計(jì)電子產(chǎn)品時(shí)要以“節(jié)能”為原則。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段,生產(chǎn)商要充分考慮到產(chǎn)品在投入使用時(shí)“耗能”的問題。可以說,產(chǎn)品耗能問題予以解決,產(chǎn)品質(zhì)量也會(huì)得到一定的提升,產(chǎn)品廢棄物污染問題也會(huì)得到相應(yīng)的控制。如,科龍企業(yè)關(guān)注到冰箱耗能的問題,它們研制出了節(jié)能冰箱“BCD209冰箱”,可以為每個(gè)家庭每天節(jié)省0.8千瓦時(shí)的電,這款冰箱深受顧客的歡迎。
3.4 電子產(chǎn)品的包裝進(jìn)行綠色設(shè)計(jì)
電子企業(yè)生產(chǎn)商在對產(chǎn)品包裝時(shí)采用了“綠色包裝設(shè)計(jì)”,綠色包裝就是對環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生污染,可以再次回收循環(huán)利用的包裝。
3.5 電子產(chǎn)品進(jìn)行可維修設(shè)計(jì)
電子企業(yè)生產(chǎn)商在設(shè)計(jì)電子產(chǎn)品時(shí),要充分考慮到產(chǎn)品的維修。畢竟產(chǎn)品在使用中會(huì)出現(xiàn)一些故障,顧客在使用產(chǎn)品時(shí),不能一出現(xiàn)故障就換產(chǎn)品,一些小的故障是可以維修的。產(chǎn)品故障維修的設(shè)計(jì)可以增加產(chǎn)品的使用時(shí)間、使用效率。對于產(chǎn)品的維修設(shè)計(jì),電子企業(yè)生產(chǎn)商要引以重視,既要設(shè)計(jì)產(chǎn)品整體維修方案,又要兼顧產(chǎn)品各模塊的維修。
3.6 電子產(chǎn)品進(jìn)行可回收性設(shè)計(jì)
電子企業(yè)生產(chǎn)商對于電子產(chǎn)品回收利用方面需要做出精心的設(shè)計(jì)方案。電子企業(yè)生產(chǎn)商只有在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期充分考慮到電子產(chǎn)品的回收,才能在電子產(chǎn)品被廢棄時(shí)很好地回收利用。
4 倡導(dǎo)電子產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)
當(dāng)前,電子產(chǎn)業(yè)獲得了快速的發(fā)展,但是電子廢棄物對環(huán)境的污染也隨之而來。作為電子企業(yè)生產(chǎn)商,企業(yè)應(yīng)該以“綠色環(huán)保設(shè)計(jì)”為原則,設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)充分考慮環(huán)保問題,制造出無毒無污染的電子產(chǎn)品;作為銷售商也應(yīng)該積極向顧客闡述“綠色環(huán)保”理念,大量回收可利用資源;作為電子產(chǎn)品使用者,我們也應(yīng)該積極倡導(dǎo)“綠色環(huán)保”理念,科學(xué)地使用電子產(chǎn)品,正確地處理電子廢棄物。相信在全社會(huì)的努力下,電子廢棄物污染問題會(huì)得以解決。
參考文獻(xiàn)
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這實(shí)在是一個(gè)大膽的設(shè)想,作為蘋果的教父,喬布斯有本事讓一個(gè)沒有聽音樂習(xí)慣的人,因?yàn)橄矚giPod而愛上音樂。這似乎有些不可思議,但是蘋果就這樣成功了。很多人是因?yàn)橄矚giPod這個(gè)產(chǎn)品而去聽音樂,并不是為了尋找一個(gè)簡單的聽歌工具。蘋果的通訊類產(chǎn)品iPhone也一樣,使用iPhone總是讓人覺得與眾不同。蘋果神話仍在延續(xù)。1998年,喬布斯在蘋果的實(shí)驗(yàn)室里主持開發(fā)iMac彩虹系列時(shí),他偏執(zhí)地認(rèn)為,一種具有透明軟糖質(zhì)感的、圓滑的電腦產(chǎn)品會(huì)得到大家的歡迎。在那個(gè)以藍(lán)色和黑色為主要色調(diào),機(jī)殼銳角明顯的電腦產(chǎn)品世界里,這種設(shè)計(jì)想法無疑是大膽而冒險(xiǎn)的。因此,他特地邀請了一家糖果企業(yè)的企業(yè)主來作為iMac的開發(fā)顧問,為的就是要讓產(chǎn)品看起來具有軟糖的那種品質(zhì)。iMac的面世給電腦產(chǎn)品帶來全新的景觀,人們之前對于電腦這種高科技產(chǎn)品所固有的那種高技術(shù)、神秘、冷峻的特征,完全在一種“透明電子軟糖”的設(shè)計(jì)美學(xué)中被瓦解。
從那以后,蘋果似乎找到了個(gè)人消費(fèi)電子產(chǎn)品發(fā)展的方向。從iMac、iPod到iPhone,蘋果始終如一地堅(jiān)持了自己的這種產(chǎn)品美學(xué)觀,并且相信在這個(gè)強(qiáng)調(diào)體驗(yàn)和魅力的時(shí)代,蘋果設(shè)計(jì)代表了最重要的一種主張和生活觀。
無論消費(fèi)者還是大眾媒體甚至競爭對手,都給予蘋果褒獎(jiǎng)。當(dāng)它推出iPhone――這個(gè)完全區(qū)別于其他傳統(tǒng)產(chǎn)品時(shí),繼續(xù)獲得不盡的贊譽(yù)。一時(shí)間,全球個(gè)人消費(fèi)電子產(chǎn)品的發(fā)展趨勢似乎都將終結(jié)于iPhone。任何市場上其他新出現(xiàn)的產(chǎn)品都不能替代蘋果所代表的品質(zhì)。拉斯維加斯的全球電子消費(fèi)品展上,在硬件層面,無論其他廠家如何推陳出新,蘋果為數(shù)不多的幾條產(chǎn)品線、幾種產(chǎn)品型號卻始終占據(jù)這個(gè)時(shí)代個(gè)人電子產(chǎn)品消費(fèi)最受歡迎和追捧的位置。
那我們不禁要問,iPhone之后,個(gè)人消費(fèi)電子產(chǎn)品的下一站在哪?
這確實(shí)是個(gè)問題,人們的下一站個(gè)人電子產(chǎn)品采購會(huì)落在哪里?仍然是蘋果,或者其他?無論從市場角度,還是從專業(yè)或者消費(fèi)者角度,基于蘋果的成功,我們可以對此做出一些趨勢分析和預(yù)測。
當(dāng)然,我們首先必須清楚,蘋果絕不代表個(gè)人生活電子產(chǎn)品的終結(jié)力量,iPhone只是手機(jī)的一種。事實(shí)上,iMac、iPod、iPhone的成功很大程度上還是由于產(chǎn)品外觀造型設(shè)計(jì)的成功(當(dāng)然,iPhone也融入了交互方式設(shè)計(jì)的創(chuàng)新)。 “透明電子軟糖”美學(xué)是蘋果賦予21世紀(jì)初個(gè)人電子產(chǎn)品消費(fèi)的一種設(shè)計(jì)美學(xué),它的成功暗示了這種更圓、更軟、更透明、更簡潔的設(shè)計(jì)風(fēng)格仍然在未來的個(gè)人電子消費(fèi)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)中具有重要影響力。許多企業(yè)都從蘋果的成功中看到消費(fèi)電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要性,他們變得愿意投入資金來支持設(shè)計(jì),但是他們自己卻從來不能對于每天使用的手機(jī)、電腦的好與壞進(jìn)行有效判斷。他們喜歡從一百個(gè)創(chuàng)意中挑選兩個(gè)方案,卻不能接受在三個(gè)研究完整的方案中定位兩個(gè)產(chǎn)品。總是用量來判斷設(shè)計(jì)能力是危險(xiǎn)的,這似乎就是我們的特色。通常手機(jī)企業(yè)的新產(chǎn)品更替速度大約是6個(gè)月左右。但是,iPhone直到200g年才推出第二代。幾年時(shí)間里,AppIe就靠一個(gè)型號,在全球賣出了上干萬臺手機(jī)。之前的iPod,產(chǎn)品線也不豐富,總共只有五代13個(gè)品種,這差不多是許多其他mp3、隨身聽廠商一兩年內(nèi)的品種數(shù)量總和,但這并不妨礙它成為此類別的全球最佳產(chǎn)品。從2001年到現(xiàn)在,蘋果的iPod已經(jīng)賣出了1億多臺,占據(jù)全球70%以上的mp3隨身聽市場。法國航空公司、美國聯(lián)合航空公司、阿聯(lián)酋公司等國際知名大航空公司都在乘客座位旁設(shè)有iPod的標(biāo)準(zhǔn)接口。而美國汽車商在2007年生產(chǎn)的新車中,除點(diǎn)煙器之外,70%都配上了iPod接口。iPod在信息時(shí)代強(qiáng)調(diào)以數(shù)字內(nèi)容為主的趨勢下,創(chuàng)造了產(chǎn)品硬件的神話。很多人買iPod是被它的設(shè)計(jì)美學(xué)所吸引,被它設(shè)計(jì)美學(xué)背后的文化品格所影響。iPod本身已經(jīng)成為一種生活方式。
喬布斯在蘋果產(chǎn)品中注入的幾乎偏執(zhí)的迷戀,直觀地在消費(fèi)者的體驗(yàn)中得到積極的呼應(yīng)。大概沒有哪個(gè)電子產(chǎn)品制造商的首席執(zhí)行官會(huì)如此強(qiáng)烈地影響到企業(yè)最具體的新產(chǎn)品開發(fā)。在南部中國的很多電子產(chǎn)品生產(chǎn)廠商,無論大小,幾乎都不熟悉自己企業(yè)的產(chǎn)品規(guī)劃線,更談不上喜歡自己企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品。他們已經(jīng)習(xí)慣了找設(shè)計(jì)公司不斷設(shè)計(jì)新產(chǎn)品和更新產(chǎn)品類型,信奉低價(jià)競爭和渠道為王的相結(jié)合的措施。這樣疲憊地被追趕,是否也應(yīng)該反思:流水線式、批量化的設(shè)計(jì)作業(yè)如何能夠保證設(shè)計(jì)的有效性,企業(yè)主又該如何來判斷設(shè)計(jì)?
蘋果的成功實(shí)際上是它用研究消費(fèi)者、研究社會(huì)特征和時(shí)代特點(diǎn)的成功,盡管呈現(xiàn)出來的外觀造型似乎簡單,但是本質(zhì)上蘋果設(shè)計(jì)已經(jīng)把大量涉及到用戶心理、信息社會(huì)的體驗(yàn)特征和視覺美學(xué)的思考和判斷都融入其中。
無線方案也是未來個(gè)人消費(fèi)電子產(chǎn)品必須解決的問題。許多電子產(chǎn)品的使用都面臨線的困擾,無論是電源線,還是傳輸線和連接線,任何使用電子產(chǎn)品的消費(fèi)者都會(huì)受到線的干擾,實(shí)現(xiàn)電子產(chǎn)品的無線化工作狀態(tài)將成為下一代消費(fèi)電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。同時(shí),這種設(shè)計(jì)方案的提出可能將重新調(diào)整人們對于個(gè)人電子消費(fèi)產(chǎn)品的交互方式和體驗(yàn)感。
通過此項(xiàng)目競賽,檢驗(yàn)參賽選手對電子產(chǎn)品在規(guī)定設(shè)計(jì)方案(規(guī)定原理圖與結(jié)構(gòu)要求)下的工藝實(shí)現(xiàn)能力,包括對電子元器件的檢測方法和常用電子產(chǎn)品制作工具的應(yīng)用、電子產(chǎn)品加工方法和工藝的操作、電子儀器儀表的使用、現(xiàn)場問題的分析與處理、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和創(chuàng)新能力等,引導(dǎo)中職學(xué)校重視電子行業(yè)職業(yè)工人基本職業(yè)能力的培養(yǎng),指導(dǎo)和推動(dòng)電子類專業(yè)開展教學(xué)改革,加快電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造實(shí)用技能型人才的培養(yǎng)。
二、競賽項(xiàng)目:
1、七管收音機(jī)的裝配和調(diào)試。(150分鐘)
⑴元件選擇。根據(jù)大賽組委會(huì)給定的七管收音機(jī)原理圖和元件包,在給定的元件包中選出需要的電子元、器件及功能部件(所給元件包內(nèi)元器件數(shù)量為實(shí)際用件數(shù)量的130%);在確定有不合格元件且沒有焊接的情況下,可以提交現(xiàn)場裁判確認(rèn)該元件不合格后予以更換,如屬選手誤判,予以扣分。
⑵裝配與調(diào)試。根據(jù)賽場提供七管收音機(jī)原理圖、安裝圖和零部件組裝成整機(jī)成品,并獨(dú)立完成整機(jī)的統(tǒng)調(diào)、檢修。
2、原理圖與pcb板圖的設(shè)計(jì)(120分鐘);
根據(jù)大賽組委會(huì)提供的特定紙質(zhì)電路原理圖,在protel99se或proteldxpxx軟件環(huán)境中自行繪制原理圖和pcb板圖。
三、競賽規(guī)程:
采取現(xiàn)場競賽的方式,總競賽時(shí)間為4.5小時(shí)。
每個(gè)參賽隊(duì)按照競賽題目要求,完成安裝、調(diào)試和維護(hù)等任務(wù),根據(jù)任務(wù)完成質(zhì)量、完成時(shí)間及文明生產(chǎn)情況(工作態(tài)度、安全意識、職業(yè)規(guī)范、環(huán)境保護(hù)、成本控制等)評定競賽成績。
賽前公布設(shè)備型號、規(guī)格、技術(shù)參數(shù)、操作指南以及刀具、工具、量具、材料等詳細(xì)清單。
五、選手自備工具
電烙鐵、尖嘴鉗、斜口鉗、吸錫器、鑷子、一字螺絲刀、十字螺絲刀、萬用表(禁用數(shù)字型萬用表)等。
五、評分細(xì)則
1、評分標(biāo)準(zhǔn)及分值。
根據(jù)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi),選手完成工作任務(wù)的情況,參照信息產(chǎn)業(yè)部電子行業(yè)無線電調(diào)試高級工的國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評分
⑴七管收音機(jī)的裝配和調(diào)試(80分);
①元件選擇(10分);
按元器件的篩選、測試正確率評分。準(zhǔn)確清點(diǎn)和檢查全套裝配材料數(shù)量和質(zhì)量,進(jìn)行元器件的識別與檢測,篩選確定元器件。
②電路板焊接(20分);
根據(jù)焊接工藝質(zhì)量評分。要求電子產(chǎn)品的焊接大小適中,無漏、假、虛、連焊,焊點(diǎn)光滑、圓潤、干凈、無毛刺;引腳加工尺寸及成形符合工藝要求;導(dǎo)線長度、剝頭長度符合工藝要求,芯線完好,捻頭鍍錫。
③產(chǎn)品裝配(20分);
根據(jù)裝配工藝質(zhì)量評分。要求印制板插件位置正確,元器件極性正確,元器件、導(dǎo)線安裝及字標(biāo)方向均應(yīng)符合工藝要求;插件、緊固件安裝可靠牢固,印刷板安裝對位;無燙傷和劃傷處,整機(jī)清潔無污物。
④產(chǎn)品調(diào)試(30分);
1、各級靜態(tài)工作點(diǎn)及整機(jī)電流調(diào)試。
2、整機(jī)統(tǒng)調(diào),調(diào)試根據(jù)測試、調(diào)試情況評分。
⑵原理圖與pcb板圖的設(shè)計(jì)(20分);
根據(jù)原理圖、pcb板圖的繪制情況,元件編輯、布局、布線等評分。
(1)根據(jù)給出的書面電路圖繪制原理圖和制作pcb板,pcb板原則上統(tǒng)一為單面設(shè)計(jì),不排除雙面板設(shè)計(jì)方案。
(2)將繪制好的原理圖和pcb板圖電子資料保存在一個(gè)文件夾中,注明選手姓名,競賽號碼,保存在桌面上,有裁判員統(tǒng)一拷出。
2、違規(guī)扣分。
選手有下列情形,需從參賽成績中扣分:
⑴違反比賽規(guī)定,提前進(jìn)行操作的,由現(xiàn)場評委負(fù)責(zé)記錄,扣5—10分;
⑵選手應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成比賽內(nèi)容。在賽程中,均有評委記錄每位參賽選手違規(guī)操作,依據(jù)情節(jié)扣5—10分;
【關(guān)鍵詞】電子工程;EDA;技術(shù)
中圖分類號:C35文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
1、EDA技術(shù)的含義及應(yīng)用現(xiàn)狀
所謂EDA技術(shù),就是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(Electronic Design Automation)的縮寫,在20世紀(jì)90年代初從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)、計(jì)算機(jī)輔助測試(CAT)和計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)的概念發(fā)展而來的。EDA 技術(shù)就是以計(jì)算機(jī)為工具,設(shè)計(jì)者在 E-DA 軟件平臺上,用硬件描述語言HDL完成設(shè)計(jì)文件,然后由計(jì)算機(jī)自動(dòng)地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線和仿真,直至對于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。是計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、微電子技術(shù)、電路理論、信息分析與信號處理的結(jié)晶,也是現(xiàn)代電子工程的最重要的應(yīng)用技術(shù)。
自從該技術(shù)研發(fā)至今,已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,現(xiàn)在對EDA的概念或范疇用得更加寬。包括在機(jī)械、通信、電子、航空航天、礦產(chǎn)、化工、醫(yī)學(xué)、生物、軍事等各個(gè)領(lǐng)域,都有EDA的應(yīng)用,這種技術(shù)的應(yīng)用不僅得到了良好的效果反饋,也為所在的領(lǐng)域的發(fā)展起到了極大的促進(jìn)作用。同時(shí),EDA在教學(xué)、科研、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造等各方面發(fā)揮著重要的作用,因其包含的技術(shù)的先進(jìn)性,致使其相關(guān)的產(chǎn)品的研發(fā)有很大的技術(shù)研究價(jià)值。在技術(shù)教學(xué)方面,現(xiàn)在幾乎所有理工科類的高校都有開設(shè)了EDA課程,成為了理工科的學(xué)生,尤其是電子類專業(yè)的學(xué)生必修的科目,也是學(xué)生們了解目前的科研方向和市場動(dòng)向的一個(gè)有效的途徑。主要的目的是讓學(xué)生了解EDA的基本概念和基本原理、掌握用HDL語言編寫規(guī)范、掌握邏輯綜合的理論和算法、使用 EDA 工具進(jìn)行電子電路課程的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證并從事簡單系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。一般學(xué)習(xí)電路仿真工具(如multiSIM、PSPICE)和PLD開發(fā)工具(如 Altera/Xilinx 的器件結(jié)構(gòu)及開發(fā)系統(tǒng))。科研方面主要利用電路仿真工具(multiSIM或PSPICE)進(jìn)行電路設(shè)計(jì)與仿真,可以在儀器和工具的設(shè)計(jì)階段有效的解決各種電路的假設(shè)與試驗(yàn),大大的提高了設(shè)計(jì)人員的工作效率;利用虛擬儀器進(jìn)行產(chǎn)品測試,作為流水線的一個(gè)重要環(huán)節(jié)的產(chǎn)品測試,對于該技術(shù)的應(yīng)用也有著非常重要的意義;將CPLD/FPGA器件實(shí)際應(yīng)用到儀器設(shè)備中;從事PCB設(shè)計(jì)和ASIC設(shè)計(jì)等。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造方面,包括計(jì)算機(jī)仿真,產(chǎn)品開發(fā)中的EDA工具應(yīng)用、系統(tǒng)級模擬及測試環(huán)境的仿真,生產(chǎn)流水線的EDA技術(shù)應(yīng)用、產(chǎn)品測試等各個(gè)環(huán)節(jié)可以大大的提高流水線的作業(yè)效率,節(jié)省了人工。EDA軟件經(jīng)過多年的發(fā)展,其功能也日益強(qiáng)大,原來功能比較單一的軟件,現(xiàn)在增加了很多新用途,極大的豐富了軟件的作用。如 AutoCAD軟件可用于機(jī)械及建筑設(shè)計(jì),也擴(kuò)展到建筑裝璜及各類效果圖、汽車和飛機(jī)的模型、電影特技等領(lǐng)域,隨著未來該技術(shù)的發(fā)展,其應(yīng)用的范圍必將越來越廣泛。
2、EDA技術(shù)的特點(diǎn)
EDA技術(shù)之所成為今天電子信息工程中的重要技術(shù),具有“自頂向下(Top―Down)”的設(shè)計(jì)程序,這種設(shè)計(jì)程序的最大特點(diǎn)就是改變了以往的軟件程序的設(shè)計(jì)思維,也就確保設(shè)計(jì)方案整體的合理化;由于EDA采用高級語言描述,有語言公開可利用、描述范圍廣、可以系統(tǒng)編程和現(xiàn)場編程等特點(diǎn);該軟件的自動(dòng)化程度高,所以可以進(jìn)行各級的仿真、糾錯(cuò)和調(diào)試工作,大大的提高了工作效率和準(zhǔn)確度。這些特點(diǎn)也EDA技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用的重要原因。
3、電子工程設(shè)計(jì)中EDA技術(shù)的應(yīng)用
近年來,EDA技術(shù)得到了深入地發(fā)展與完善,同時(shí)EAD技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也變得更廣,如醫(yī)藥、通信、生物、化工、航空航天、電子工程、軍事等。其中電氣工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域EDA技術(shù)的應(yīng)用尤其突出,即利用EDA技術(shù)所提供的虛擬儀器測試產(chǎn)品,把FPGA/CPLD器件應(yīng)用到ASIC/PCB設(shè)計(jì)和儀器設(shè)備設(shè)計(jì)等。基于此,下文主要就電子工程設(shè)計(jì)中EDA技術(shù)的應(yīng)用展開討論。
(1)電路設(shè)計(jì)的仿真分析
待確定了電子工程設(shè)計(jì)方案后,有必要利用結(jié)構(gòu)模擬和系統(tǒng)仿真等方法就此設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性、合理性和可行性予以研究分析。如果利用EDA技術(shù)對電子工程設(shè)計(jì)方案予以仿真分析,則首先應(yīng)該明確此系統(tǒng)相關(guān)環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù),再利用數(shù)學(xué)模型就確定的傳遞函數(shù)予以仿真分析。研究證實(shí),此系統(tǒng)仿真技術(shù)完全可應(yīng)用到非電子工程專業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域,同時(shí)可用來驗(yàn)證相關(guān)新構(gòu)思和新理論的合理性。待完成了仿真分析后,應(yīng)該就各系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)予以模擬分析,以此判斷電路結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)的可實(shí)現(xiàn)性和設(shè)計(jì)的正確性。總體而言,此種量化形式的分析防范可為我國電子工程設(shè)計(jì)水平的提高提供可能。
(2)電路特性的優(yōu)化設(shè)計(jì)
眾所周知,電子產(chǎn)品元器件的容差較其他同類產(chǎn)品佳,且直接控制好元器件工作的環(huán)境溫度便可確保電路運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。然而,傳統(tǒng)的電子工程設(shè)計(jì)方案卻難以實(shí)現(xiàn)對元器件容差、工作的環(huán)境溫度的系統(tǒng)性分析,由此便大大限制了電子工程設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量,同時(shí)也無法確保元器件容差最佳和工作的環(huán)境溫度最優(yōu)。基于此,本文引入的EDA技術(shù)便可有效攻克此類問題,即利用EDA技術(shù)做提供的統(tǒng)計(jì)分析功能和溫度分析功能,可確保元器件容差最佳和工作的環(huán)境溫度最優(yōu),究其原因?yàn)椋航y(tǒng)計(jì)分析功能和溫度分析功能可準(zhǔn)確確定元器件的最佳參數(shù)和電路結(jié)構(gòu),同時(shí)可提高元器件自身性能與工作環(huán)境溫度間的協(xié)調(diào)性和一致性。由此可見,EDA技術(shù)可為電子工程設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化和電子產(chǎn)品使用質(zhì)量的提高提供可能。
4、EDA常用軟件
EDA軟件發(fā)展很快,目前被我國廣泛應(yīng)用的有:multiSIM7 (原EWB的最新版本)、PSPICE、OrCAD、PCAD、Protel、Viewlogic、Men-tor、Graphics、Synopsys、LSIIogic、Cadence、Mi-croSim 等等。但是很多軟件的應(yīng)用技術(shù)具有專門性的特點(diǎn),使得其應(yīng)用范圍大大的受限,所以下面簡單介紹一下PCB設(shè)計(jì)軟件、IC 設(shè)計(jì)軟件、PLD設(shè)計(jì)工具及其它EDA軟件的常見種類。
(1) PCB設(shè)計(jì)軟件
PCB(Printed-Circuit Board)設(shè)計(jì)軟件是最早的基于 EDA 技術(shù)的軟件之一,經(jīng)過多年的發(fā)展更是種類繁多,常見的如 Protel、OrCAD、Viewlogic、PowerPCB、Cadence PSD、MentorGrap-hices 的 Expedition PCB、Zuken CadStart、Win-board/Windraft/Ivex-SPICE、PCB Studio、TANGO、PCBWizard(與LiveWire配套的PCB制作軟件包)、ultiBOARD7(與 multiSIM2001配套的PCB制作軟件包)等等。
(2)IC設(shè)計(jì)軟件
IC設(shè)計(jì)工具也很多,ASIC設(shè)計(jì)領(lǐng)域有名的軟件供應(yīng)商主要有 Cadence、Mentor Graphics和Synopsys。中國華大公司也提供 ASIC設(shè)計(jì)軟件(熊貓2000)。
(3)PLD設(shè)計(jì)工具
PLD(Programmable Logic Device)是一種由用戶根據(jù)需要而自行構(gòu)造邏輯功能的數(shù)字集成電路。從目前的市場應(yīng)用情況來看,目前主要有兩大類型:CPLD(Complex PLD)和FPGA(FieldProgrammable Gate Array)。它們的基本設(shè)計(jì)方法主要借助于EDA軟件,在該技術(shù)的基礎(chǔ)上用原理圖、狀態(tài)機(jī)、布爾表達(dá)式、硬件描述語言等方法,生成相應(yīng)的目標(biāo)文件,最后用編程器或下載電纜,由目標(biāo)器件實(shí)現(xiàn),可以根據(jù)用戶的需要設(shè)計(jì)出各種個(gè)性化的使用工具。Altera、Xilinx和Lattice這三家公司是PLD眾多生產(chǎn)廠家中比較有代表性的。
綜上所述,EDA技術(shù)的出現(xiàn)是電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的一次革命,21世紀(jì)是信息技術(shù)和電子技術(shù)的時(shí)代,也是EDA技術(shù)的高速發(fā)展階段。EDA技術(shù)作為電子產(chǎn)品開發(fā)研制的動(dòng)力,大大的促進(jìn)了我國的電子產(chǎn)品行業(yè)的發(fā)展,也是未來的電子技術(shù)的發(fā)展的方向,因?yàn)閷?shí)踐中我們可以看到采用EDA技術(shù)制作的電子產(chǎn)品具有容量大、實(shí)時(shí)性好、體積小、可靠性高的優(yōu)點(diǎn),所以被廣大的生產(chǎn)企業(yè)廣泛的應(yīng)用。雖然我國對于這項(xiàng)技術(shù)的引用較晚,發(fā)展也處于起步階段,但是其在我國的發(fā)展前景是樂觀的。變現(xiàn)為電子設(shè)計(jì)工程人員掌握這一技術(shù),不僅是提高效率的需要,更是開發(fā)高附加值電子產(chǎn)品的需要,任何的生產(chǎn)廠商搜力圖尋找一種體積更加小,性能更加好的電子技術(shù),EDA技術(shù)和其衍生的各種軟件無疑符合了這一要求,也是其強(qiáng)大的生命力的根源所在。隨著80C時(shí)代的到來,EDA技術(shù)在移動(dòng)通信系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)等對重量、體積及速度敏感的領(lǐng)域?qū)⒕哂兄匾膶?shí)用價(jià)值,不久的將來會(huì)應(yīng)用于我國的各項(xiàng)通訊技術(shù)和空間技術(shù)領(lǐng)域。并且根據(jù)最新的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,我國和印度正在成為EDA技術(shù)設(shè)計(jì)方面發(fā)展最快的兩個(gè)市場,相信在不久的將來,我國的科技工作者和設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)會(huì)趕上世界先進(jìn)水平,將這一優(yōu)秀的電子設(shè)汁技術(shù)更好的應(yīng)用到社會(huì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域,研發(fā)出更多的自主產(chǎn)品和應(yīng)用軟件,為祖國建設(shè)提供更好的技術(shù)支持。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞: 廢舊品回收;循環(huán);信息處理
一、 引言
根據(jù)當(dāng)今社會(huì)節(jié)能環(huán)保的綠色理念,回收廢舊電子產(chǎn)品的問題已成為了人們生活中的一部分,同時(shí)對廢舊電子回收產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與推廣也越來越得到人們的重視。但是廢舊電子回收的企業(yè)以及產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展卻存在很多問題。基于這些現(xiàn)實(shí)情況,本文致力于研究廢舊產(chǎn)品的回收渠道以及改進(jìn)回收模型以達(dá)到經(jīng)濟(jì)循環(huán)、提高資源利用效率的目的。
二、文獻(xiàn)綜述
Savaskan(2006)等學(xué)者以雙邊壟斷市場為基礎(chǔ),在完全信息的前提下,對三種模式的回收效率進(jìn)行了線性描述。國內(nèi)的樊松,張敏洪(2008)也基于非合作博弈模擬,通過比較三種渠道的制造商與零售商的利潤構(gòu)成,得出在初始投入一致的前提下,制造商回收和零售商回收時(shí)利潤相同并大于第三方回收。除非合作博弈模擬外,韓小花等(2010)提出了間接演化博弈情況下,有限理性決策者處于制造商競爭環(huán)境中的閉環(huán)供應(yīng)鏈中時(shí)的決策選擇。
三、設(shè)計(jì)方案
本文基于Savaskan等( 2006)研究的基礎(chǔ)上,把第三方負(fù)責(zé)回收、零售商負(fù)責(zé)回收和制造商負(fù)責(zé)回收構(gòu)成一個(gè)循環(huán)體系,形成圖1模型。
圖1 回收模型
該模型是通過建立以信息共享網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)、大公司為主導(dǎo)的、承包分層式電子產(chǎn)品回收系統(tǒng)。
1、電子產(chǎn)品生產(chǎn)廠商向電子產(chǎn)品回收企業(yè)打包出售大部分電子產(chǎn)品回收業(yè)務(wù),同時(shí)以“以舊換新”的方式從消費(fèi)者手中收購已淘汰產(chǎn)品。
2、電子產(chǎn)品回收企業(yè)承接了電子回收業(yè)務(wù)后,通過已建立的第三方信息收集中心,了解各地稀缺以及富集的電子產(chǎn)品可回收資源,向各級下屬公司分配回收任務(wù)并傳遞所需信息,提供技術(shù)扶持。
3、下線承包公司在各街區(qū)完善收購站點(diǎn),分配專業(yè)回收設(shè)備,對可回收性垃圾進(jìn)行按用途分類收購。
4、可回收型資源經(jīng)過層層收購以及提煉,最終回流到電子產(chǎn)品回收企業(yè)。電子產(chǎn)品回收企業(yè)對以收購上來的資源盡行分類整合,最終一部分根據(jù)與電子產(chǎn)品生產(chǎn)廠商的合同低價(jià)賣給電子產(chǎn)品生產(chǎn)廠商,剩下部分則根據(jù)市場價(jià)格投放到市場。至此實(shí)現(xiàn)了電子產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)、電子產(chǎn)品回收企業(yè)和環(huán)境的三贏。
5、政府在此過程中可以出臺相關(guān)政策扶持電子產(chǎn)品回收企業(yè)發(fā)展,完善電子產(chǎn)品售后產(chǎn)業(yè)鏈。如現(xiàn)已推行的“生產(chǎn)者責(zé)任制”。
四、方案優(yōu)勢
本模型增加了“大型信息處理中心”這一環(huán)節(jié),見圖1虛線部分。大型信息處理中心的信息來源包含電器商家網(wǎng)點(diǎn)、科研院校、政府機(jī)關(guān)、各企業(yè)和相關(guān)機(jī)構(gòu)等。建立此信息中心的積極意義在于其既避免了供求雙方的信息不對稱,又提高廢舊電子產(chǎn)品的回收效率,避免設(shè)備空耗,提高企業(yè)規(guī)模效益,改進(jìn)了第三方回收模式并完善了循環(huán)回收產(chǎn)業(yè)鏈。改進(jìn)后的模型優(yōu)勢明顯。
1、降低生產(chǎn)商風(fēng)險(xiǎn)。生產(chǎn)商將回收業(yè)務(wù)出租給其他回收處理企業(yè),減少了其對設(shè)備和人員的巨大投資,從而降低了回收、管理的成本。此模式避免了人力資源,設(shè)施能力,信息系統(tǒng)能力等沒能有效利用的問題,降低了風(fēng)險(xiǎn)。
2、更加規(guī)范化、專業(yè)化。相比于生產(chǎn)商和零售商,第三方企業(yè)專門從事回收工作更加專業(yè)化。
3、使企業(yè)集中精力。第三方回收減少企業(yè)分散精力,企業(yè)可以致力于自己的核心業(yè)務(wù),以提高自己的競爭力。蘇寧電器的回收模式就是很好的范例。
4、可以得到第三方對產(chǎn)品改進(jìn)的建議。通過第三方企業(yè)的反饋,生產(chǎn)商可以了解產(chǎn)品存在的技術(shù)缺陷,得到有利于產(chǎn)品改進(jìn)的信息資料。第三方企業(yè)可以從更專業(yè)的角度對生產(chǎn)商提出建議,包括組裝使用的原材料、組裝工藝等。這些反饋可以使生產(chǎn)商優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)。
五、問題及建議
(一)現(xiàn)有模式問題 。直接回收模式處理的產(chǎn)品種類有限,這樣不能使機(jī)器得到充分利用,進(jìn)而出現(xiàn)由于有限產(chǎn)品數(shù)量造成的規(guī)模不經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象。直接回收模式存在成本高、風(fēng)險(xiǎn)大的缺點(diǎn)。
對于間接回收來說,其缺點(diǎn)在于其沒有較強(qiáng)的專業(yè)性。由于企業(yè)對于廢舊電子產(chǎn)品的質(zhì)量、設(shè)計(jì)等情況沒有全面、專業(yè)的認(rèn)識,導(dǎo)致生產(chǎn)商的分類、處理廢舊電子產(chǎn)品的成本加大。
第三方回收模式存在信息不對稱的問題,生產(chǎn)商不了解其貨源是否充足。對于回收廢舊電子產(chǎn)品的處理成本確定性掌握并不充分。并且,制造商委托第三方企業(yè)回收電子產(chǎn)品一般要提供一些較為機(jī)密的信息,這樣使企業(yè)存在技術(shù)和專利泄露的危險(xiǎn)。
(二)建議 。除改進(jìn)現(xiàn)有回收模式外,政府應(yīng)出臺相應(yīng)電子產(chǎn)品回收的政策。落實(shí)“生產(chǎn)者責(zé)任制”,在產(chǎn)品生產(chǎn)之前,生產(chǎn)者有責(zé)任從環(huán)境和節(jié)約資源的角度了解當(dāng)產(chǎn)品廢棄后,如何以適當(dāng)?shù)姆绞教幚韽U棄產(chǎn)品的問題。生產(chǎn)者應(yīng)對整個(gè)產(chǎn)品生命周期負(fù)責(zé)。對廢舊電子產(chǎn)品的處理,從政策引導(dǎo)過渡為規(guī)劃實(shí)施。 (作者單位:首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院)
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電子元器件的加工精度越來越高,電路越來越細(xì)薄。有些電子產(chǎn)品如平板電視,整機(jī)越來越大,但產(chǎn)品厚度越來越薄。因此,需要有針對性的從包裝設(shè)計(jì)、引入包裝新材料和新技術(shù)來提高電子產(chǎn)品包裝的防護(hù)功能。包括:
(1)防震,通過包裝箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和采用高性能緩沖包裝材料,提高電子產(chǎn)品的防震功能。比如,采用天然原材料制備的可完全降解的輕質(zhì)紙漿模塑材料取代泡沫塑料以及瓦楞墊片,采用氣墊薄膜減少包裝材料消耗等。
(2)防水防潮。電子產(chǎn)品零部件中各個(gè)元器件越來越小,相互之間的距離越來越近,在潮濕環(huán)境中容易出現(xiàn)毛細(xì)管結(jié)露,短路損毀電子產(chǎn)品。在產(chǎn)品內(nèi)包裝加一層塑料薄膜、鋁箔紙、蠟紙等防水包裝材料,以及在包裝中置放干燥劑防止電子產(chǎn)品生銹或結(jié)露。近年來,高阻隔材料塑料膜、具有紅外反射功能的鋁箔紙以及納米改性的隔熱高阻隔涂料等新型防水材料逐漸在電子產(chǎn)品包裝中應(yīng)用。有些電子產(chǎn)品采用遇水(潮)圖文消失或圖文顯示或圖文模糊等智能標(biāo)簽顯示該電子產(chǎn)品是否經(jīng)歷過遇水(潮)過程。
(3)防靜電。隨著電子元件集成度越來越高,電路中絕緣層的厚度越來越薄,承受靜電電壓能力越來越低,而且產(chǎn)生和積累靜電的高分子材料大量使用,使得靜電危害越來越嚴(yán)重。靜電對電子產(chǎn)品的破壞表現(xiàn)主要有四個(gè)方面:靜電吸附灰塵,降低元件絕緣電阻;靜電放電直接破壞電路或元件;靜電放電電場或電流產(chǎn)生的熱使元件受損;靜電放電產(chǎn)生幅度很大,頻譜極寬(從幾十兆到幾千兆,達(dá)幾百伏/米)的電磁場使電子產(chǎn)品受電磁干擾損壞。完全消除靜電十分困難,電子產(chǎn)品在裝卸、運(yùn)輸、儲存過程中振動(dòng)、摩擦、碰撞、擠壓過程中還會(huì)新產(chǎn)生靜電積累。電子產(chǎn)品靜電防護(hù)唯一可依賴的就是包裝。國際電工委員會(huì)(IEC)根據(jù)產(chǎn)品的靜電敏感度和性能要求的高低,將靜電包裝分為三個(gè)等級,靜電屏蔽包裝,要求包裝材料的體電阻小于1000Ω;靜電導(dǎo)電型包裝,其體電阻10000Ω;靜電逸散型包裝,其體電阻介于104~1011Ω。靜電敏感電子元器件通常采用多層防靜電屏蔽袋包裝,內(nèi)層是不易產(chǎn)生靜電或消散靜電的材料,中層為導(dǎo)電材質(zhì)提供靜電屏蔽保護(hù),最外層為靜電屏蔽材料,降低外界電場對電子元器件的影響。新材料技術(shù)的進(jìn)展提供了多種性價(jià)比不同的新型防靜電材料。
(4)防氧化。采用氣調(diào)技術(shù)降低包裝中的氧氣和水蒸汽含量,產(chǎn)品包裝特別是一些軍用印制板備件,應(yīng)裝在防靜電鋁箔薄袋內(nèi)并充氮?dú)夥饪冢苑烙≈瓢迕婕霸骷谎趸K拇▏鵂I長虹機(jī)器廠生產(chǎn)的軍事電子裝備采用了聚乙烯薄膜干燥空氣密封封存技術(shù),不僅延長了產(chǎn)品儲存期,而且節(jié)約了機(jī)器返修費(fèi);南京長江機(jī)器制造廠等軍工產(chǎn)品的包裝,推廣應(yīng)用了氣相防銹和除氧封存工藝技術(shù),不僅提高工效3倍,還降低了包裝成本30%左右,而且延長了產(chǎn)品封存期,保證了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。
2.電子產(chǎn)品包裝的生態(tài)設(shè)計(jì)、應(yīng)用新型環(huán)保包裝材料
生態(tài)設(shè)計(jì)是指在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、選材、生產(chǎn)、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)生命周期全過程中,充分考慮產(chǎn)品的環(huán)境屬性和資源屬性,將可拆卸性、可回收性、可制造性等作為設(shè)計(jì)的目標(biāo),在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí),選擇與環(huán)境友好的材料、機(jī)械結(jié)構(gòu)和制造工藝,在使用過程中能耗最低,不產(chǎn)生或少產(chǎn)生毒副作用,使產(chǎn)品及其制造過程、使用過程和報(bào)廢處理后,對環(huán)境和資源消耗的總體影響減到最小。首先全面了解產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。它包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)(六面承受的允許強(qiáng)度)、產(chǎn)品底面結(jié)構(gòu)狀況、外表的耐磨性、內(nèi)部結(jié)構(gòu)件的布局及強(qiáng)度、導(dǎo)線的編扎固定牢度、元器件安裝長短、各種支架的強(qiáng)度及機(jī)殼使用材料等。對于電子產(chǎn)品,一般采用全面緩沖設(shè)計(jì)方案,緩沖形式可有左右套襯和上下天地蓋兩種。大型電子產(chǎn)品常用的外包裝是瓦楞紙箱,部分大而重的產(chǎn)品采用蜂窩紙板包裝箱。襯墊結(jié)構(gòu)一般以成型襯墊結(jié)構(gòu)形式對電子產(chǎn)品進(jìn)行局部緩沖包裝,襯墊結(jié)構(gòu)形式應(yīng)有助于增強(qiáng)包裝箱的抗壓性能,有利于保護(hù)產(chǎn)品的凸出部分和脆弱部分。棱角邊應(yīng)有墊條、墊塊、墊片等保護(hù);在外包裝箱內(nèi)填充碎紙屑、碎泡沫等緩沖。包裝箱要裝滿,不留空隙,減少晃動(dòng),可以提高防潮、防振效果。內(nèi)包裝的最主要功能是提供內(nèi)裝物的固定和緩沖,有多種內(nèi)部包裝材料及方法可供選擇。
(1)發(fā)泡塑料是傳統(tǒng)的緩沖包裝材料,有質(zhì)量輕、保護(hù)性能好、適用范圍廣等特點(diǎn)。特別是發(fā)泡塑料可以根據(jù)產(chǎn)品形狀預(yù)制成相關(guān)的緩沖模塊。目前,電子產(chǎn)品內(nèi)包裝材料以聚苯乙烯(EPS)和聚乙烯(EPE,珍珠棉)為主,盡量選用價(jià)格低的可降解材料。EPE目前在國際上是比較認(rèn)可的環(huán)保材料,主要用于易碎品的包裝,成本比較高。EPS可以模塑成型,成本低,但不可降解和回收,導(dǎo)致白色污染。
(2)氣墊緩沖膜是在兩層塑料薄膜之間采用特殊的方法封入空氣,使薄膜之間連續(xù)均勻地形成氣泡。氣泡有圓形、半圓形、鐘罩形等形狀。氣泡薄膜對于輕型物品能提供很好的保護(hù)效果。作為軟性緩沖材料,氣泡薄膜可被剪成各種規(guī)格,可以包裝幾乎任何形狀或大小的產(chǎn)品。氣墊薄膜的缺點(diǎn)在于易受其周圍氣溫的影響而膨脹或收縮。膨脹將導(dǎo)致外包裝箱和被包裝物的損壞,收縮則導(dǎo)致包裝內(nèi)容物的移動(dòng),從而使包裝失穩(wěn),最終引起產(chǎn)品的破損。而且其抗戳穿強(qiáng)度較差,不適于包裝帶有銳角的易碎品。小型電子產(chǎn)品常用包裝紙盒進(jìn)行包裝。紙盒有單芯、雙芯瓦楞紙板和硬紙板。在保證電子產(chǎn)品包裝防護(hù)功能的前提下,盡量減少包裝物的使用量和選用輕質(zhì)包裝材料、其它工業(yè)的廢料(紙張裁切后的邊角料)。同時(shí),包裝材料的生產(chǎn)以及廢棄后可以進(jìn)一步回收利用。目前紙蜂窩、紙漿模塑等環(huán)保材料已經(jīng)在格力、長虹、海爾、海信、美的等知名家電企業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用,取得了很好的成效。收縮與拉伸薄膜包裝在海爾集團(tuán)得到推廣應(yīng)用。
3.簡化外包裝圖文印刷、采用智能標(biāo)簽適應(yīng)網(wǎng)購物流需求
在互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,網(wǎng)購電子產(chǎn)品所占比重越來越高,電子產(chǎn)品的包裝設(shè)計(jì)必須適應(yīng)網(wǎng)購產(chǎn)品銷售模式和物流方式。消費(fèi)者網(wǎng)絡(luò)購物時(shí)主要關(guān)注產(chǎn)品的圖片和性能,對包裝外觀圖文無過多要求。因此包裝箱(盒)表面可以盡量少印刷圖文,降低印刷成本和減少印刷圖文過程中的環(huán)境污染。網(wǎng)購商品單件產(chǎn)品物流中間環(huán)節(jié)更多,儲存運(yùn)輸過程中的溫度濕度環(huán)境更加惡劣,除了包裝的防護(hù)功能需要進(jìn)一步提高外,還可以采用智能標(biāo)簽技術(shù),如射頻識別標(biāo)簽(RFID)、近場通訊標(biāo)簽(NFC)實(shí)現(xiàn)電子產(chǎn)品包裝全程跟蹤監(jiān)控、簡化物流人工操作。對溫度或濕度敏感的電子產(chǎn)品,還可以采用溫度濕度指示記錄標(biāo)簽或?qū)囟葷穸葴y試結(jié)果存入RFID或NFC芯片回傳物流管理系統(tǒng)。
4.包裝外觀個(gè)性鮮明,凸出品牌和產(chǎn)品主題
包裝具有創(chuàng)意形象、示范引領(lǐng)、體現(xiàn)企業(yè)品牌意識的特點(diǎn)。新產(chǎn)品的產(chǎn)生,消費(fèi)形態(tài)的改變,商業(yè)流通的發(fā)展,新材料的涌現(xiàn),制作工藝、技術(shù)的改進(jìn),市場營銷的發(fā)展等都會(huì)促進(jìn)新的包裝形態(tài)的出現(xiàn)。甚至人們的生活觀念、審美情趣的改變也會(huì)對包裝形態(tài)產(chǎn)生影響。強(qiáng)調(diào)視覺設(shè)計(jì)方面的充實(shí)與舒適,設(shè)計(jì)創(chuàng)意更追求養(yǎng)眼的唯美效果,顯得更“友好”更“親切”。產(chǎn)品包裝和創(chuàng)意設(shè)計(jì)融合,完全從用戶的角度去考慮產(chǎn)品的包裝設(shè)計(jì)。以iphone系列手機(jī)的包裝為例,非常簡約的圖形和顏色的重度識別。數(shù)碼電子產(chǎn)品在包裝上有極強(qiáng)的品牌效應(yīng)。特別是在包裝紙型方面,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常有講究。在視覺設(shè)計(jì)方面,國外知名企業(yè)都有獨(dú)特的公司標(biāo)志圖案和標(biāo)志顏色,采用統(tǒng)一品牌、統(tǒng)一型號、統(tǒng)一包裝裝潢設(shè)計(jì)和統(tǒng)一包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),簡潔、明快地樹立產(chǎn)品生產(chǎn)者的形象。
5.結(jié)語
一、eda技術(shù)概念及現(xiàn)狀介紹
eda是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(electronicdesignautomation)的縮寫,在20世紀(jì)90年代初從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(cad)、計(jì)算機(jī)輔助制造(cam)、計(jì)算機(jī)輔助測試(cat)和計(jì)算機(jī)輔助工程(cae)的概念發(fā)展而來的。eda技術(shù)就是以計(jì)算機(jī)為工具,設(shè)計(jì)者在eda軟件平臺上,用硬件描述語言hdl完成設(shè)計(jì)文件,然后由計(jì)算機(jī)自動(dòng)地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線和仿真,直至對于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。是計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、微電子技術(shù)、電路理論、信息分析與信號處理的結(jié)晶。現(xiàn)在對eda的概念或范疇用得很寬。包括在機(jī)械、通信、電子、航空航天、礦產(chǎn)、化工、醫(yī)學(xué)、生物、軍事等各個(gè)領(lǐng)域,都有eda的應(yīng)用。eda在教學(xué)、科研、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造等各方面發(fā)揮著重要的作用。在教學(xué)方面,現(xiàn)在幾乎所有理工科類的高校都有開設(shè)了eda課程。主要是讓學(xué)生了解eda的基本概念和基本原理、掌握用hdl語言編寫規(guī)范、掌握邏輯綜合的理論和算法、使用eda工本文由收集整理具進(jìn)行電子電路課程的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證并從事簡單系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。一般學(xué)習(xí)電路仿真工具(如multisim、pspice)和pld開發(fā)工具(如altera/xilinx的器件結(jié)構(gòu)及開發(fā)系統(tǒng))。科研方面主要利用電路仿真工具(multisim或pspice)進(jìn)行電路設(shè)計(jì)與仿真;利用虛擬儀器進(jìn)行產(chǎn)品測試;將cpld/fpga器件實(shí)際應(yīng)用到儀器設(shè)備中;從事pcb設(shè)計(jì)和asic設(shè)計(jì)等。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造方面,包括計(jì)算機(jī)仿真,產(chǎn)品開發(fā)中的eda工具應(yīng)用、系統(tǒng)級模擬及測試環(huán)境的仿真,生產(chǎn)流水線的eda技術(shù)應(yīng)用、產(chǎn)品測試等各個(gè)環(huán)節(jié)。eda軟件的功能日益強(qiáng)大,原來功能比較單一的軟件,現(xiàn)在增加了很多新用途。如autocad軟件可用于機(jī)械及建筑設(shè)計(jì),也擴(kuò)展到建筑裝璜及各類效果圖、汽車和飛機(jī)的模型、電影特技等領(lǐng)域。
二、eda技術(shù)的特點(diǎn)
eda技術(shù)之所成為今天電子信息工程中的重要技術(shù),具有“自頂向下(top—down)”的設(shè)計(jì)程序,這就確保設(shè)計(jì)方案整體的合理化;由于eda采用高級語言描述,有語言公開可利用、描述范圍廣、可以系統(tǒng)編程和現(xiàn)場編程等特點(diǎn);自動(dòng)化程度高所以可以進(jìn)行各級的仿真、糾錯(cuò)和調(diào)試工作。這些特點(diǎn)促使eda技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用。
三、eda技術(shù)的作用
eda技術(shù)中的溫度分析和統(tǒng)計(jì)分析功能可以分析各種溫度條件下的電路特性,便于確定最佳元件參數(shù)、最佳電路結(jié)構(gòu)以及適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)穩(wěn)定裕度,真正做到電路特性的優(yōu)化設(shè)計(jì)。由于受到測試手段和儀器精度限制,測試的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)很多問題,dea技術(shù)方便得全功能測試解決了數(shù)據(jù)測試和特性分析的問題。
四、eda常用軟件
eda軟件發(fā)展很快,目前被我國廣泛應(yīng)用的有:multisim7(原ewb的最新版本)、pspice、orcad、pcad、protel、viewlogic、mentor、graphics、synopsys、lsiiogic、cadence、microsim等等。下面簡單介紹一下pcb設(shè)計(jì)軟件、ic設(shè)計(jì)軟件、pld設(shè)計(jì)工具及其它eda軟件。
1、pcb設(shè)計(jì)軟件。pcb(printed-circuitboard)設(shè)計(jì)軟件更是種類繁多,如protel、orcad、viewlogic、powerpcb、cadencepsd、mentorgraphices的expeditionpcb、zukencadstart、winboard/windraft/ivex-spice、pcbstudio、tango、pcbwizard(與livewire配套的pcb制作軟件包)、ultiboard7(與multisim2001配套的pcb制作軟件包)等等。
2、ic設(shè)計(jì)軟件。ic設(shè)計(jì)工具也很多,asic設(shè)計(jì)領(lǐng)域有名
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的軟件供應(yīng)商主要有cadence、mentorgraphics和synopsys。中國華大公司也提供asic設(shè)計(jì)軟件(熊貓2000)。
1.教學(xué)環(huán)節(jié)多元化
(1)量身定制的項(xiàng)目教學(xué)項(xiàng)目化教學(xué)一般采用虛擬項(xiàng)目或真實(shí)項(xiàng)目。對于產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)課程而言,產(chǎn)品考慮的現(xiàn)實(shí)因素非常多,虛擬項(xiàng)目無法讓學(xué)生獲得足夠的鍛煉。產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)課程采用的項(xiàng)目化教學(xué)模式應(yīng)將真實(shí)項(xiàng)目引入課堂,包括企業(yè)項(xiàng)目和競賽項(xiàng)目。教師將真實(shí)項(xiàng)目引入課堂要建立項(xiàng)目與教學(xué)的融通機(jī)制,讓項(xiàng)目與教學(xué)有機(jī)結(jié)合。教師要為課程量身定制項(xiàng)目教學(xué)。在教學(xué)過程中,有很多項(xiàng)目不一定適合該課程,項(xiàng)目的選取影響課程的教學(xué)效果。首先,項(xiàng)目要和專業(yè)培養(yǎng)方向緊密相關(guān)。如專業(yè)定位是生活用品設(shè)計(jì),在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)課程中引入電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)項(xiàng)目,雖然生活用品與電子產(chǎn)品同是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的內(nèi)容,但學(xué)生作為設(shè)計(jì)初學(xué)者,其在生活用品設(shè)計(jì)特別是形態(tài)設(shè)計(jì)方面,將會(huì)受到一定限制。其次,項(xiàng)目的難易度要適中,項(xiàng)目的難易度與學(xué)生的執(zhí)行度相關(guān)。項(xiàng)目過于簡單,學(xué)生在完成項(xiàng)目的過程中只能運(yùn)用小部分的知識和技能。學(xué)生要在項(xiàng)目練習(xí)中運(yùn)用課程的造型方法,才能更深刻地記憶和理解。如果項(xiàng)目難度過大,學(xué)生徘徊在項(xiàng)目周邊,就很難投入項(xiàng)目。教師在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)課程中如何選擇項(xiàng)目、組合項(xiàng)目或分解項(xiàng)目,影響學(xué)生對課程內(nèi)容的掌握和應(yīng)用。
(2)角色扮演教學(xué)英語中有句格言:“只是告訴我,我會(huì)忘記;要是演示給我,我就會(huì)記住;如果還讓我參與其中,我就會(huì)明白。”在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)教學(xué)中也是如此,學(xué)生通過參與設(shè)計(jì),能更好地理解教學(xué)內(nèi)容。以產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)課程中形態(tài)設(shè)計(jì)內(nèi)容的練習(xí)為例,該練習(xí)的主題是設(shè)計(jì)一組調(diào)味瓶,學(xué)生以組為單位完成設(shè)計(jì)任務(wù)。接下來的教學(xué)設(shè)計(jì)是讓他們進(jìn)行角色扮演,展示作品的學(xué)生扮演推銷員,其他學(xué)生扮演顧客,并通過銷售量進(jìn)行評比。扮演推銷員的學(xué)生必須深入了解其設(shè)計(jì)作品的優(yōu)點(diǎn)、美感的解讀或使用方式的創(chuàng)新,將其介紹給所有顧客。扮演顧客的學(xué)生以消費(fèi)者的身份對產(chǎn)品提出疑問與要求。在角色扮演的過程中,學(xué)生會(huì)了解到自己作品的不足以及優(yōu)秀的設(shè)計(jì)所要達(dá)到的要求,這樣的理解比單純完成練習(xí)更加深刻而有效。
(3)團(tuán)隊(duì)合作與PK團(tuán)隊(duì)是為了一個(gè)共同目標(biāo)而努力,并彼此信守承諾的群體。在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)課程中,設(shè)置團(tuán)隊(duì)合作與PK教學(xué)環(huán)節(jié),能調(diào)動(dòng)每個(gè)學(xué)生積極投入設(shè)計(jì)任務(wù)。以設(shè)計(jì)一套茶具為例,學(xué)生分組討論設(shè)計(jì)任務(wù),接著分工開展設(shè)計(jì)。團(tuán)隊(duì)會(huì)形成一種無形的力量約束每位成員,讓團(tuán)隊(duì)迅速進(jìn)入工作狀態(tài)。在團(tuán)隊(duì)分工中,每位學(xué)生根據(jù)自己的特長承擔(dān)任務(wù)。團(tuán)隊(duì)中很容易產(chǎn)生對勝利的渴望,設(shè)置PK環(huán)節(jié)能更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的熱情。在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)課程中,團(tuán)隊(duì)合作和PK環(huán)節(jié)能提高學(xué)生的互動(dòng)性、活躍課堂氣氛,取得了較好的教學(xué)成效。
(4)引入綜藝的元素綜藝或游戲讓人感到愉悅,在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)課程中加入這些元素,學(xué)生能更愉悅地進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。如設(shè)置幾個(gè)能達(dá)到同樣練習(xí)目的的設(shè)計(jì)任務(wù),讓學(xué)生分組以抽簽的形式選擇設(shè)計(jì)任務(wù)。這遠(yuǎn)比指定單一的任務(wù)有趣,學(xué)生也會(huì)認(rèn)為手中的任務(wù)具有獨(dú)特性而更用心地完成。再如設(shè)置競速環(huán)節(jié),哪個(gè)組最快找到某個(gè)任務(wù)的解決方法就可以優(yōu)先選擇設(shè)計(jì)項(xiàng)目。綜藝或游戲的元素有很多,將其和課程有機(jī)結(jié)合起來,能夠使課程對學(xué)生更有吸引力。
2.建設(shè)完善的課程評價(jià)體系
(1)評價(jià)方式多變性教學(xué)評價(jià)方式不應(yīng)停留在教師評價(jià)層面,應(yīng)該有多樣性的教學(xué)評價(jià),如小組內(nèi)互評、小組間互評、學(xué)生間互評等,教師要根據(jù)不同的教學(xué)任務(wù)設(shè)置不同的教學(xué)評價(jià)。以小組接到一個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)為例,每位組員圍繞設(shè)計(jì)任務(wù)畫出設(shè)計(jì)方案,以小組內(nèi)互評的方式選出小組最佳設(shè)計(jì)方案。該最佳設(shè)計(jì)方案再與其他組的最佳方案評比,以小組間互評的形式評選出最佳設(shè)計(jì)方案。這樣有層次的評價(jià)方式能讓學(xué)生從小范圍到大范圍對自己的設(shè)計(jì)進(jìn)行反思。適當(dāng)?shù)脑u價(jià)方式更有利于學(xué)生對知識技能的深刻掌握。
(2)作品展示與解說產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)課程對課程作業(yè)的考核與評價(jià)應(yīng)包括作品的展示與解說方面。展示與解說是對作品的重新理解與表達(dá),這個(gè)過程有利于學(xué)生整理設(shè)計(jì)思緒并鞏固設(shè)計(jì)知識,同時(shí)也鍛煉了他們的表達(dá)能力與展示能力。
3.建設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程
網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)突破了以往產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)課程課堂教學(xué)中存在的實(shí)踐與空間的限制,彌補(bǔ)了課堂教學(xué)過程中的不足,實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)教育資源共享的目標(biāo)。
(1)網(wǎng)絡(luò)課程資源建設(shè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)課程網(wǎng)絡(luò)課程資源建設(shè)包括課程基本內(nèi)容、交流論壇、課程資源、學(xué)生作品欣賞、新聞等模塊。課程基本內(nèi)容是課程章節(jié)內(nèi)容的呈現(xiàn),學(xué)生可以課前預(yù)習(xí)或課后反思查看,隨時(shí)查看理論知識點(diǎn)和案例。交流論壇為教師與學(xué)生提供設(shè)計(jì)交流,師生在此討論國內(nèi)外優(yōu)秀的設(shè)計(jì)或設(shè)計(jì)觀點(diǎn)。學(xué)生作品是歷屆學(xué)生在該課程的優(yōu)秀作品的展示,當(dāng)前學(xué)習(xí)的班級可以對這些作品進(jìn)行參考學(xué)習(xí)。作業(yè)模塊具有布置作業(yè)及提交作業(yè)的功能,教師在該模塊查看每個(gè)學(xué)生的作業(yè),及時(shí)進(jìn)行教學(xué)評價(jià)。新聞模塊上課班級的課程情況以及一些競賽情況。
(2)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)環(huán)節(jié)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)課程要與課堂相結(jié)合,學(xué)生在課堂上可以隨時(shí)查看教師講過的案例及往屆學(xué)生的優(yōu)秀作品,并學(xué)習(xí)、借鑒到自己的設(shè)計(jì)中。當(dāng)前班級的優(yōu)秀作品和課堂情況能在新聞版面中看到,學(xué)生能夠自我約束并積極投入設(shè)計(jì)任務(wù),自覺讓設(shè)計(jì)以更好的方式呈現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)課程引進(jìn)課堂提高了教學(xué)的成效。
(3)網(wǎng)絡(luò)課程后續(xù)學(xué)習(xí)模式學(xué)生通過一個(gè)周期的產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)課程學(xué)習(xí)并掌握了相應(yīng)的知識與技巧,也通過項(xiàng)目實(shí)踐提高了設(shè)計(jì)能力。課程結(jié)束后,繼續(xù)通過網(wǎng)絡(luò)課程進(jìn)一步獲得提高和鞏固。網(wǎng)絡(luò)課程網(wǎng)站成為學(xué)生職業(yè)生涯中一個(gè)長期伴隨的輔工具網(wǎng)站。
二、結(jié)語
關(guān)鍵詞:數(shù)值模擬;結(jié)構(gòu)參數(shù);散熱設(shè)計(jì)
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,功放技術(shù)得到了長足的進(jìn)步,功放模塊的體積逐漸的縮小,功率密度卻得到了很大的提高。在通信產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中,優(yōu)化熱設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是通過正確、合理的空間布局,最大限度的使模塊空間縮小,從而提高模塊的功率密度。經(jīng)過實(shí)踐的總結(jié)我們知道,影響模塊散熱效果的因素有:并聯(lián)風(fēng)扇之間的間距;散熱肋片間距和厚度;與功放模塊配合的底板厚度;散熱器與風(fēng)扇間的距離等。
1.熱設(shè)計(jì)仿真設(shè)計(jì)
對電子設(shè)備進(jìn)行熱場分布的分析和研究,是電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。在實(shí)際的操作中,設(shè)計(jì)人員要根據(jù)熱的傳播方式和產(chǎn)生機(jī)理,采用科學(xué)合理的熱設(shè)計(jì)方法,只有這樣,才能保證電子設(shè)備在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)正常的運(yùn)行。目前為止,應(yīng)用比較廣泛的電子冷卻軟件有Icepak和Flotherm,通過它們可以把電子產(chǎn)品的熱效應(yīng)分析放在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段,從而解決了優(yōu)化電子系統(tǒng)自然對流和強(qiáng)迫對流方案以及優(yōu)化電子系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的問題。與Flotherm相比,Icepak具有以下幾個(gè)特點(diǎn):
1.1.采用FLUENT5的結(jié)算方法和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)技術(shù),采用TVD等高分辨率格式,保證了計(jì)算的精度。
1.2.采用非結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)格,把比較復(fù)雜的幾何外形轉(zhuǎn)化為三維的六面體或四面體的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格結(jié)構(gòu),從而滿足了現(xiàn)代電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中幾何圖形越來越復(fù)雜的需求。
1.3.它可以為電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)提供豐富的物理模型,通過物理模型可以模擬穩(wěn)態(tài)、非穩(wěn)態(tài)、湍流、層流、熱輻射、熱傳導(dǎo)、混合對流、強(qiáng)迫對流、自然對流等現(xiàn)象。
最近幾年,又出現(xiàn)了新一代的熱設(shè)計(jì)仿真軟件ICEPAK,它以有限體積法作為求解器,可以模擬真實(shí)的流速場、壓力場、溫度場,從而幫助設(shè)計(jì)師提高設(shè)計(jì)水平、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、縮短項(xiàng)目研制周期、降低成本,在流體流動(dòng)為重點(diǎn)的設(shè)計(jì)中,它更能發(fā)揮出有限體積法的便捷和優(yōu)勢。
2.功放模塊的散熱設(shè)計(jì)與分析
功放模塊溫度控制的主要功能是控制功率管的結(jié)溫,在實(shí)際中,大部分的廠家把器件的最高結(jié)溫規(guī)定為90℃-150℃。在日常的操作中,通常會(huì)選用導(dǎo)熱性好、重量輕的鋁合金材料,由于底板的厚度會(huì)影響到熱阻,進(jìn)而影響到散熱器底板的溫度均勻性,根據(jù)國家相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),在實(shí)際的應(yīng)用中,我們一般會(huì)采用厚度為5-6mm的散熱器底板,長度和寬度應(yīng)該根據(jù)設(shè)計(jì)的要求采用300mm和150mm的標(biāo)準(zhǔn)值,它的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示:
在圖1中,d1代表散熱肋片厚度;d2代表肋片間距;d3代表風(fēng)扇出口與散熱器的距離;d4代表并聯(lián)風(fēng)扇的間距。只有充分、全面、綜合的考慮到以上的因素,才能夠使散熱器達(dá)到最佳的工作狀態(tài)。
2.1.選取算例參數(shù)
2.2.1.如果其他參數(shù)不變,d1不同的情況下,當(dāng)d1=5mm時(shí)計(jì)算結(jié)果是最理想的,具體的結(jié)果理想程度排序?yàn)門max9﹥Tmax7﹥Tmax8﹥Tmax6。由此可以得出,肋片的厚度是存在一個(gè)最佳值的,厚度過大或過小都會(huì)對散熱器產(chǎn)生不利的影響。
2.2.2.如果其他參數(shù)不變,d2不同的情況下,當(dāng)d2=5mm時(shí)計(jì)算結(jié)果是最理想的,具體的結(jié)果理想程度排序?yàn)門max11﹥Tmax10﹥Tmax2。當(dāng)d2=3.5mm時(shí),Tmax10與Tmax2的計(jì)算結(jié)果相差不大,兩者相差的值為1.483%,但是,Tmax11和Tmax2的差距卻特別大,達(dá)到了17.55%。我們從中可以得出的結(jié)論是:d2較小時(shí),散熱器的散熱效果相差較小;當(dāng)d2較大時(shí),散熱器的散熱效果相差也較大。
2.2.3.如果其他參數(shù)不變,d3不同的情況下,當(dāng)d3=5mm時(shí)計(jì)算結(jié)果是最理想的,具體的結(jié)果理想程度排序?yàn)門max4﹥Tmax3﹥Tmax1﹥Tmax2。我們能夠發(fā)現(xiàn)d3對散熱效果的影響是很大的,準(zhǔn)確的把握d3的值對散熱設(shè)計(jì)來說是非常關(guān)鍵的。
2.2.4.如果其他參數(shù)不變,d4不同的情況下,當(dāng)d4=116mm時(shí)計(jì)算結(jié)果是最理想的,具體的結(jié)果理想程度排序?yàn)門max6﹥Tmax2﹥Tmax5。我們能夠發(fā)現(xiàn)d4對散熱效果的影響是很小的,Tmax6和Tmax5的相差僅為2.22%。
結(jié)語:
綜上所述,通過對功放散熱器進(jìn)行數(shù)值的模擬,分析和計(jì)算出了散熱器最理想的設(shè)計(jì)參數(shù)。通過我們的研究發(fā)現(xiàn),在影響功放散熱的所有參數(shù)中,對功放散熱影響最大的是散熱器和風(fēng)扇出口處距離d3以及肋片厚度d2,其次是肋片厚度d1,影響最小的是并聯(lián)風(fēng)扇間距d4。在實(shí)際的設(shè)計(jì)中,工作人員只有準(zhǔn)確、綜合的把握影響功放散熱的所有因素,才能得出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最優(yōu)參數(shù),提高功放模塊散熱的性能。
參考文獻(xiàn):