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關鍵詞:電子產品;電路設計;綠色設計;環境污染;污染控制;電子產業 文獻標識碼: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
電子科技在高速發展的同時,電子產品在投入使用中對環境產生了一些影響。電子廢棄物得不到有效的處理會給環境造成一定的污染,比如污染土壤、水質、空氣等。對此,對于電子產品的污染控制問題成了社會關注的問題,研究者致力于電子產品的綠色設計,協調電子產業發展與環境污染的問題,力求在電子產品設計、使用、回收等過程中考慮到環境污染的問題。為了人們的健康,各電子企業要積極響應電子產品電路“綠色化”設計的理念,有效地控制電子產品污染源。
1 電子產品的環?,F狀
社會對于電子產品環保的關注始于1973年美國馬薩諸塞州“聚溴苯”污染事件。污染事件發生之后,人們開始認識到電子廢棄物會對人們的健康造成嚴重的影響。隨后,1995年,在中國廣東嶼鎮也發生了嚴重的電子產品廢棄物污染。1995年,廣東嶼鎮一年要處理來自世界各國上百萬噸的電子產品廢棄物垃圾。當時,人們雖然已經注意到對電子產品廢棄物的處理,但是由于處理技術落后,給當地的環境造成了影響,影響了人們的健康。之后,電子產品廢棄物污染問題受到了全社會的高度關注。美國率先對電子垃圾治理做出了規定,2004年美國加州立法機構提出:“顧客在購買新的電子產品時,需要繳納電子垃圾回收處理費,規定每件電子產品10美元?!睔W盟也起草了一些相關的法律,歐盟對電子生產商提出了一些要求,要求生產商在生產電子產品時不添加有毒的原料,歐盟的治理措施更旨在從電子產品源頭控制污染源。
2 常用電路設計存在的問題
常用電路設計存在的問題有“電流污染”的電路結構和電池供電“浪費電流”現象。
2.1 “電流污染”的電路結構
在電子產品中,使用“電流污染”的電路結構會影響電子產品的質量,影響電子產品的使用時間?!半娏魑廴尽钡碾娐方Y構會影響電器芯片的穩定性,降低單片機的使用時間。電子產品使用時間短,會產生更多的電子產品廢棄物,也會影響產品的銷量。
2.2 電池供電“浪費電流”現象
當前,許多電子產品都需要電池供電。如果電子產品在設計時未解決“浪費電流”的問題,那么電子產品在投入使用后會產生許多廢舊電池,廢舊電池沒有很好的處理,又會產生一系列的環境污染問題?!袄速M電流”會縮短電池的使用時間,使購買者的利用率降低,最終會影響電子產業的長遠發展。在日常生活中,“浪費電流”的現象會對人們的健康造成影響。假如在軍工設備、航天設備中也出現“浪費電流”的現象,這將會對國家造成嚴重的影響。
3 電子產品的綠色設計
本文以家電產品為研究對象:
3.1 電子產品綠色材料的選擇
企業如何選擇恰當的材料去生產電子產品,研究者也給出了一些原則:(1)選擇與環境相適應的材料,產品成分種類盡量少一些,以利于產品的回收;(2)產品上應詳細標明材料的型號、種類、等級等字樣以便于回收利用;(3)為了產品能回收再利用,產品選擇的材料應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。
3.2 電子產品設計要綠色模塊化
電子企業為了提高產品的質量,增加產品的種類,減少電子產品廢棄物對環境的污染,加大電子產品廢棄物的循環利用效率,電子企業生產商在對電子產品設計時要積極采取模塊化設計。模塊化設計是指:在一定的范圍內,對不同功能或相同功能不同性能的產品在詳細分析其功能的條件下,劃分和設計出一些功能模塊,再把這些不同的模塊進行恰當的組合,最終形成產品。針對一些復雜的家電產品,模塊化設計能大大縮短產品研發、制造的時間,提高產品的質量。當前,電子行業提倡環保研發、環保生產、環保使用、環保回收,電子產品在模塊化設計時再增加環保設計,那么產品的質量就會得到很大的提升。如冰箱的設計,生產商就是使用模塊化設計,把電冰箱化分為門體、箱體、制冷系統、電氣系統四個模塊。每個模塊是獨立的,擁有各自獨立的屬性,制造模塊時也減少了難度,回收的時候也很便利,各個模塊分別回收,提高了電子產品廢棄物的回
收率。
3.3 電子產品設計要以節能為理念
電子企業生產商在設計電子產品時要以“節能”為原則。在產品設計階段,生產商要充分考慮到產品在投入使用時“耗能”的問題??梢哉f,產品耗能問題予以解決,產品質量也會得到一定的提升,產品廢棄物污染問題也會得到相應的控制。如,科龍企業關注到冰箱耗能的問題,它們研制出了節能冰箱“BCD209冰箱”,可以為每個家庭每天節省0.8千瓦時的電,這款冰箱深受顧客的歡迎。
3.4 電子產品的包裝進行綠色設計
電子企業生產商在對產品包裝時采用了“綠色包裝設計”,綠色包裝就是對環境不會產生污染,可以再次回收循環利用的包裝。
3.5 電子產品進行可維修設計
電子企業生產商在設計電子產品時,要充分考慮到產品的維修。畢竟產品在使用中會出現一些故障,顧客在使用產品時,不能一出現故障就換產品,一些小的故障是可以維修的。產品故障維修的設計可以增加產品的使用時間、使用效率。對于產品的維修設計,電子企業生產商要引以重視,既要設計產品整體維修方案,又要兼顧產品各模塊的維修。
3.6 電子產品進行可回收性設計
電子企業生產商對于電子產品回收利用方面需要做出精心的設計方案。電子企業生產商只有在電子產品設計初期充分考慮到電子產品的回收,才能在電子產品被廢棄時很好地回收利用。
4 倡導電子產品綠色設計
當前,電子產業獲得了快速的發展,但是電子廢棄物對環境的污染也隨之而來。作為電子企業生產商,企業應該以“綠色環保設計”為原則,設計產品時充分考慮環保問題,制造出無毒無污染的電子產品;作為銷售商也應該積極向顧客闡述“綠色環?!崩砟?,大量回收可利用資源;作為電子產品使用者,我們也應該積極倡導“綠色環保”理念,科學地使用電子產品,正確地處理電子廢棄物。相信在全社會的努力下,電子廢棄物污染問題會得以解決。
參考文獻
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這實在是一個大膽的設想,作為蘋果的教父,喬布斯有本事讓一個沒有聽音樂習慣的人,因為喜歡iPod而愛上音樂。這似乎有些不可思議,但是蘋果就這樣成功了。很多人是因為喜歡iPod這個產品而去聽音樂,并不是為了尋找一個簡單的聽歌工具。蘋果的通訊類產品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。1998年,喬布斯在蘋果的實驗室里主持開發iMac彩虹系列時,他偏執地認為,一種具有透明軟糖質感的、圓滑的電腦產品會得到大家的歡迎。在那個以藍色和黑色為主要色調,機殼銳角明顯的電腦產品世界里,這種設計想法無疑是大膽而冒險的。因此,他特地邀請了一家糖果企業的企業主來作為iMac的開發顧問,為的就是要讓產品看起來具有軟糖的那種品質。iMac的面世給電腦產品帶來全新的景觀,人們之前對于電腦這種高科技產品所固有的那種高技術、神秘、冷峻的特征,完全在一種“透明電子軟糖”的設計美學中被瓦解。
從那以后,蘋果似乎找到了個人消費電子產品發展的方向。從iMac、iPod到iPhone,蘋果始終如一地堅持了自己的這種產品美學觀,并且相信在這個強調體驗和魅力的時代,蘋果設計代表了最重要的一種主張和生活觀。
無論消費者還是大眾媒體甚至競爭對手,都給予蘋果褒獎。當它推出iPhone――這個完全區別于其他傳統產品時,繼續獲得不盡的贊譽。一時間,全球個人消費電子產品的發展趨勢似乎都將終結于iPhone。任何市場上其他新出現的產品都不能替代蘋果所代表的品質。拉斯維加斯的全球電子消費品展上,在硬件層面,無論其他廠家如何推陳出新,蘋果為數不多的幾條產品線、幾種產品型號卻始終占據這個時代個人電子產品消費最受歡迎和追捧的位置。
那我們不禁要問,iPhone之后,個人消費電子產品的下一站在哪?
這確實是個問題,人們的下一站個人電子產品采購會落在哪里?仍然是蘋果,或者其他?無論從市場角度,還是從專業或者消費者角度,基于蘋果的成功,我們可以對此做出一些趨勢分析和預測。
當然,我們首先必須清楚,蘋果絕不代表個人生活電子產品的終結力量,iPhone只是手機的一種。事實上,iMac、iPod、iPhone的成功很大程度上還是由于產品外觀造型設計的成功(當然,iPhone也融入了交互方式設計的創新)。 “透明電子軟糖”美學是蘋果賦予21世紀初個人電子產品消費的一種設計美學,它的成功暗示了這種更圓、更軟、更透明、更簡潔的設計風格仍然在未來的個人電子消費產品造型設計中具有重要影響力。許多企業都從蘋果的成功中看到消費電子產品設計的重要性,他們變得愿意投入資金來支持設計,但是他們自己卻從來不能對于每天使用的手機、電腦的好與壞進行有效判斷。他們喜歡從一百個創意中挑選兩個方案,卻不能接受在三個研究完整的方案中定位兩個產品??偸怯昧縼砼袛嘣O計能力是危險的,這似乎就是我們的特色。通常手機企業的新產品更替速度大約是6個月左右。但是,iPhone直到200g年才推出第二代。幾年時間里,AppIe就靠一個型號,在全球賣出了上干萬臺手機。之前的iPod,產品線也不豐富,總共只有五代13個品種,這差不多是許多其他mp3、隨身聽廠商一兩年內的品種數量總和,但這并不妨礙它成為此類別的全球最佳產品。從2001年到現在,蘋果的iPod已經賣出了1億多臺,占據全球70%以上的mp3隨身聽市場。法國航空公司、美國聯合航空公司、阿聯酋公司等國際知名大航空公司都在乘客座位旁設有iPod的標準接口。而美國汽車商在2007年生產的新車中,除點煙器之外,70%都配上了iPod接口。iPod在信息時代強調以數字內容為主的趨勢下,創造了產品硬件的神話。很多人買iPod是被它的設計美學所吸引,被它設計美學背后的文化品格所影響。iPod本身已經成為一種生活方式。
喬布斯在蘋果產品中注入的幾乎偏執的迷戀,直觀地在消費者的體驗中得到積極的呼應。大概沒有哪個電子產品制造商的首席執行官會如此強烈地影響到企業最具體的新產品開發。在南部中國的很多電子產品生產廠商,無論大小,幾乎都不熟悉自己企業的產品規劃線,更談不上喜歡自己企業生產的產品。他們已經習慣了找設計公司不斷設計新產品和更新產品類型,信奉低價競爭和渠道為王的相結合的措施。這樣疲憊地被追趕,是否也應該反思:流水線式、批量化的設計作業如何能夠保證設計的有效性,企業主又該如何來判斷設計?
蘋果的成功實際上是它用研究消費者、研究社會特征和時代特點的成功,盡管呈現出來的外觀造型似乎簡單,但是本質上蘋果設計已經把大量涉及到用戶心理、信息社會的體驗特征和視覺美學的思考和判斷都融入其中。
無線方案也是未來個人消費電子產品必須解決的問題。許多電子產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,任何使用電子產品的消費者都會受到線的干擾,實現電子產品的無線化工作狀態將成為下一代消費電子產品設計的重點。同時,這種設計方案的提出可能將重新調整人們對于個人電子消費產品的交互方式和體驗感。
通過此項目競賽,檢驗參賽選手對電子產品在規定設計方案(規定原理圖與結構要求)下的工藝實現能力,包括對電子元器件的檢測方法和常用電子產品制作工具的應用、電子產品加工方法和工藝的操作、電子儀器儀表的使用、現場問題的分析與處理、團隊協作和創新能力等,引導中職學校重視電子行業職業工人基本職業能力的培養,指導和推動電子類專業開展教學改革,加快電子產品設計與制造實用技能型人才的培養。
二、競賽項目:
1、七管收音機的裝配和調試。(150分鐘)
⑴元件選擇。根據大賽組委會給定的七管收音機原理圖和元件包,在給定的元件包中選出需要的電子元、器件及功能部件(所給元件包內元器件數量為實際用件數量的130%);在確定有不合格元件且沒有焊接的情況下,可以提交現場裁判確認該元件不合格后予以更換,如屬選手誤判,予以扣分。
⑵裝配與調試。根據賽場提供七管收音機原理圖、安裝圖和零部件組裝成整機成品,并獨立完成整機的統調、檢修。
2、原理圖與pcb板圖的設計(120分鐘);
根據大賽組委會提供的特定紙質電路原理圖,在protel99se或proteldxpxx軟件環境中自行繪制原理圖和pcb板圖。
三、競賽規程:
采取現場競賽的方式,總競賽時間為4.5小時。
每個參賽隊按照競賽題目要求,完成安裝、調試和維護等任務,根據任務完成質量、完成時間及文明生產情況(工作態度、安全意識、職業規范、環境保護、成本控制等)評定競賽成績。
賽前公布設備型號、規格、技術參數、操作指南以及刀具、工具、量具、材料等詳細清單。
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(禁用數字型萬用表)等。
五、評分細則
1、評分標準及分值。
根據在規定的時間內,選手完成工作任務的情況,參照信息產業部電子行業無線電調試高級工的國家職業標準進行評分
⑴七管收音機的裝配和調試(80分);
①元件選擇(10分);
按元器件的篩選、測試正確率評分。準確清點和檢查全套裝配材料數量和質量,進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);
根據焊接工藝質量評分。要求電子產品的焊接大小適中,無漏、假、虛、連焊,焊點光滑、圓潤、干凈、無毛刺;引腳加工尺寸及成形符合工藝要求;導線長度、剝頭長度符合工藝要求,芯線完好,捻頭鍍錫。
③產品裝配(20分);
根據裝配工藝質量評分。要求印制板插件位置正確,元器件極性正確,元器件、導線安裝及字標方向均應符合工藝要求;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,整機清潔無污物。
④產品調試(30分);
1、各級靜態工作點及整機電流調試。
2、整機統調,調試根據測試、調試情況評分。
⑵原理圖與pcb板圖的設計(20分);
根據原理圖、pcb板圖的繪制情況,元件編輯、布局、布線等評分。
(1)根據給出的書面電路圖繪制原理圖和制作pcb板,pcb板原則上統一為單面設計,不排除雙面板設計方案。
(2)將繪制好的原理圖和pcb板圖電子資料保存在一個文件夾中,注明選手姓名,競賽號碼,保存在桌面上,有裁判員統一拷出。
2、違規扣分。
選手有下列情形,需從參賽成績中扣分:
⑴違反比賽規定,提前進行操作的,由現場評委負責記錄,扣5—10分;
⑵選手應在規定時間內完成比賽內容。在賽程中,均有評委記錄每位參賽選手違規操作,依據情節扣5—10分;
【關鍵詞】電子工程;EDA;技術
中圖分類號:C35文獻標識碼: A
1、EDA技術的含義及應用現狀
所謂EDA技術,就是電子設計自動化(Electronic Design Automation)的縮寫,在20世紀90年代初從計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助制造(CAM)、計算機輔助測試(CAT)和計算機輔助工程(CAE)的概念發展而來的。EDA 技術就是以計算機為工具,設計者在 E-DA 軟件平臺上,用硬件描述語言HDL完成設計文件,然后由計算機自動地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優化、布局、布線和仿真,直至對于特定目標芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。是計算機信息技術、微電子技術、電路理論、信息分析與信號處理的結晶,也是現代電子工程的最重要的應用技術。
自從該技術研發至今,已經得到了廣泛的應用,現在對EDA的概念或范疇用得更加寬。包括在機械、通信、電子、航空航天、礦產、化工、醫學、生物、軍事等各個領域,都有EDA的應用,這種技術的應用不僅得到了良好的效果反饋,也為所在的領域的發展起到了極大的促進作用。同時,EDA在教學、科研、產品設計與制造等各方面發揮著重要的作用,因其包含的技術的先進性,致使其相關的產品的研發有很大的技術研究價值。在技術教學方面,現在幾乎所有理工科類的高校都有開設了EDA課程,成為了理工科的學生,尤其是電子類專業的學生必修的科目,也是學生們了解目前的科研方向和市場動向的一個有效的途徑。主要的目的是讓學生了解EDA的基本概念和基本原理、掌握用HDL語言編寫規范、掌握邏輯綜合的理論和算法、使用 EDA 工具進行電子電路課程的實驗驗證并從事簡單系統的設計。一般學習電路仿真工具(如multiSIM、PSPICE)和PLD開發工具(如 Altera/Xilinx 的器件結構及開發系統)??蒲蟹矫嬷饕秒娐贩抡婀ぞ撸╩ultiSIM或PSPICE)進行電路設計與仿真,可以在儀器和工具的設計階段有效的解決各種電路的假設與試驗,大大的提高了設計人員的工作效率;利用虛擬儀器進行產品測試,作為流水線的一個重要環節的產品測試,對于該技術的應用也有著非常重要的意義;將CPLD/FPGA器件實際應用到儀器設備中;從事PCB設計和ASIC設計等。在產品設計與制造方面,包括計算機仿真,產品開發中的EDA工具應用、系統級模擬及測試環境的仿真,生產流水線的EDA技術應用、產品測試等各個環節可以大大的提高流水線的作業效率,節省了人工。EDA軟件經過多年的發展,其功能也日益強大,原來功能比較單一的軟件,現在增加了很多新用途,極大的豐富了軟件的作用。如 AutoCAD軟件可用于機械及建筑設計,也擴展到建筑裝璜及各類效果圖、汽車和飛機的模型、電影特技等領域,隨著未來該技術的發展,其應用的范圍必將越來越廣泛。
2、EDA技術的特點
EDA技術之所成為今天電子信息工程中的重要技術,具有“自頂向下(Top―Down)”的設計程序,這種設計程序的最大特點就是改變了以往的軟件程序的設計思維,也就確保設計方案整體的合理化;由于EDA采用高級語言描述,有語言公開可利用、描述范圍廣、可以系統編程和現場編程等特點;該軟件的自動化程度高,所以可以進行各級的仿真、糾錯和調試工作,大大的提高了工作效率和準確度。這些特點也EDA技術得到廣泛的應用的重要原因。
3、電子工程設計中EDA技術的應用
近年來,EDA技術得到了深入地發展與完善,同時EAD技術的應用領域也變得更廣,如醫藥、通信、生物、化工、航空航天、電子工程、軍事等。其中電氣工程設計領域EDA技術的應用尤其突出,即利用EDA技術所提供的虛擬儀器測試產品,把FPGA/CPLD器件應用到ASIC/PCB設計和儀器設備設計等。基于此,下文主要就電子工程設計中EDA技術的應用展開討論。
(1)電路設計的仿真分析
待確定了電子工程設計方案后,有必要利用結構模擬和系統仿真等方法就此設計方案的科學性、合理性和可行性予以研究分析。如果利用EDA技術對電子工程設計方案予以仿真分析,則首先應該明確此系統相關環節的傳遞函數,再利用數學模型就確定的傳遞函數予以仿真分析。研究證實,此系統仿真技術完全可應用到非電子工程專業系統設計領域,同時可用來驗證相關新構思和新理論的合理性。待完成了仿真分析后,應該就各系統電路結構予以模擬分析,以此判斷電路結構性能指標的可實現性和設計的正確性。總體而言,此種量化形式的分析防范可為我國電子工程設計水平的提高提供可能。
(2)電路特性的優化設計
眾所周知,電子產品元器件的容差較其他同類產品佳,且直接控制好元器件工作的環境溫度便可確保電路運行的穩定性和安全性。然而,傳統的電子工程設計方案卻難以實現對元器件容差、工作的環境溫度的系統性分析,由此便大大限制了電子工程設計方案的質量,同時也無法確保元器件容差最佳和工作的環境溫度最優。基于此,本文引入的EDA技術便可有效攻克此類問題,即利用EDA技術做提供的統計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境溫度最優,究其原因為:統計分析功能和溫度分析功能可準確確定元器件的最佳參數和電路結構,同時可提高元器件自身性能與工作環境溫度間的協調性和一致性。由此可見,EDA技術可為電子工程設計方案的優化和電子產品使用質量的提高提供可能。
4、EDA常用軟件
EDA軟件發展很快,目前被我國廣泛應用的有:multiSIM7 (原EWB的最新版本)、PSPICE、OrCAD、PCAD、Protel、Viewlogic、Men-tor、Graphics、Synopsys、LSIIogic、Cadence、Mi-croSim 等等。但是很多軟件的應用技術具有專門性的特點,使得其應用范圍大大的受限,所以下面簡單介紹一下PCB設計軟件、IC 設計軟件、PLD設計工具及其它EDA軟件的常見種類。
(1) PCB設計軟件
PCB(Printed-Circuit Board)設計軟件是最早的基于 EDA 技術的軟件之一,經過多年的發展更是種類繁多,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設計軟件
IC設計工具也很多,ASIC設計領域有名的軟件供應商主要有 Cadence、Mentor Graphics和Synopsys。中國華大公司也提供 ASIC設計軟件(熊貓2000)。
(3)PLD設計工具
PLD(Programmable Logic Device)是一種由用戶根據需要而自行構造邏輯功能的數字集成電路。從目前的市場應用情況來看,目前主要有兩大類型:CPLD(Complex PLD)和FPGA(FieldProgrammable Gate Array)。它們的基本設計方法主要借助于EDA軟件,在該技術的基礎上用原理圖、狀態機、布爾表達式、硬件描述語言等方法,生成相應的目標文件,最后用編程器或下載電纜,由目標器件實現,可以根據用戶的需要設計出各種個性化的使用工具。Altera、Xilinx和Lattice這三家公司是PLD眾多生產廠家中比較有代表性的。
綜上所述,EDA技術的出現是電子設計領域中的一次革命,21世紀是信息技術和電子技術的時代,也是EDA技術的高速發展階段。EDA技術作為電子產品開發研制的動力,大大的促進了我國的電子產品行業的發展,也是未來的電子技術的發展的方向,因為實踐中我們可以看到采用EDA技術制作的電子產品具有容量大、實時性好、體積小、可靠性高的優點,所以被廣大的生產企業廣泛的應用。雖然我國對于這項技術的引用較晚,發展也處于起步階段,但是其在我國的發展前景是樂觀的。變現為電子設計工程人員掌握這一技術,不僅是提高效率的需要,更是開發高附加值電子產品的需要,任何的生產廠商搜力圖尋找一種體積更加小,性能更加好的電子技術,EDA技術和其衍生的各種軟件無疑符合了這一要求,也是其強大的生命力的根源所在。隨著80C時代的到來,EDA技術在移動通信系統、衛星系統等對重量、體積及速度敏感的領域將具有重要的實用價值,不久的將來會應用于我國的各項通訊技術和空間技術領域。并且根據最新的統計結果顯示,我國和印度正在成為EDA技術設計方面發展最快的兩個市場,相信在不久的將來,我國的科技工作者和設計團隊會趕上世界先進水平,將這一優秀的電子設汁技術更好的應用到社會發展的各個領域,研發出更多的自主產品和應用軟件,為祖國建設提供更好的技術支持。
參考文獻
關鍵詞: 廢舊品回收;循環;信息處理
一、 引言
根據當今社會節能環保的綠色理念,回收廢舊電子產品的問題已成為了人們生活中的一部分,同時對廢舊電子回收產業的發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以及產業鏈的發展卻存在很多問題。基于這些現實情況,本文致力于研究廢舊產品的回收渠道以及改進回收模型以達到經濟循環、提高資源利用效率的目的。
二、文獻綜述
Savaskan(2006)等學者以雙邊壟斷市場為基礎,在完全信息的前提下,對三種模式的回收效率進行了線性描述。國內的樊松,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境中的閉環供應鏈中時的決策選擇。
三、設計方案
本文基于Savaskan等( 2006)研究的基礎上,把第三方負責回收、零售商負責回收和制造商負責回收構成一個循環體系,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絡為基礎、大公司為主導的、承包分層式電子產品回收系統。
1、電子產品生產廠商向電子產品回收企業打包出售大部分電子產品回收業務,同時以“以舊換新”的方式從消費者手中收購已淘汰產品。
2、電子產品回收企業承接了電子回收業務后,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品可回收資源,向各級下屬公司分配回收任務并傳遞所需信息,提供技術扶持。
3、下線承包公司在各街區完善收購站點,分配專業回收設備,對可回收性垃圾進行按用途分類收購。
4、可回收型資源經過層層收購以及提煉,最終回流到電子產品回收企業。電子產品回收企業對以收購上來的資源盡行分類整合,最終一部分根據與電子產品生產廠商的合同低價賣給電子產品生產廠商,剩下部分則根據市場價格投放到市場。至此實現了電子產品生產企業、電子產品回收企業和環境的三贏。
5、政府在此過程中可以出臺相關政策扶持電子產品回收企業發展,完善電子產品售后產業鏈。如現已推行的“生產者責任制”。
四、方案優勢
本模型增加了“大型信息處理中心”這一環節,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點、科研院校、政府機關、各企業和相關機構等。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,又提高廢舊電子產品的回收效率,避免設備空耗,提高企業規模效益,改進了第三方回收模式并完善了循環回收產業鏈。改進后的模型優勢明顯。
1、降低生產商風險。生產商將回收業務出租給其他回收處理企業,減少了其對設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,設施能力,信息系統能力等沒能有效利用的問題,降低了風險。
2、更加規范化、專業化。相比于生產商和零售商,第三方企業專門從事回收工作更加專業化。
3、使企業集中精力。第三方回收減少企業分散精力,企業可以致力于自己的核心業務,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品改進的建議。通過第三方企業的反饋,生產商可以了解產品存在的技術缺陷,得到有利于產品改進的信息資料。第三方企業可以從更專業的角度對生產商提出建議,包括組裝使用的原材料、組裝工藝等。這些反饋可以使生產商優化產品設計。
五、問題及建議
(一)現有模式問題 。直接回收模式處理的產品種類有限,這樣不能使機器得到充分利用,進而出現由于有限產品數量造成的規模不經濟現象。直接回收模式存在成本高、風險大的缺點。
對于間接回收來說,其缺點在于其沒有較強的專業性。由于企業對于廢舊電子產品的質量、設計等情況沒有全面、專業的認識,導致生產商的分類、處理廢舊電子產品的成本加大。
第三方回收模式存在信息不對稱的問題,生產商不了解其貨源是否充足。對于回收廢舊電子產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回收電子產品一般要提供一些較為機密的信息,這樣使企業存在技術和專利泄露的危險。
(二)建議 。除改進現有回收模式外,政府應出臺相應電子產品回收的政策。落實“生產者責任制”,在產品生產之前,生產者有責任從環境和節約資源的角度了解當產品廢棄后,如何以適當的方式處理廢棄產品的問題。生產者應對整個產品生命周期負責。對廢舊電子產品的處理,從政策引導過渡為規劃實施。 (作者單位:首都經濟貿易大學經濟學院)
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電子元器件的加工精度越來越高,電路越來越細薄。有些電子產品如平板電視,整機越來越大,但產品厚度越來越薄。因此,需要有針對性的從包裝設計、引入包裝新材料和新技術來提高電子產品包裝的防護功能。包括:
(1)防震,通過包裝箱結構設計和采用高性能緩沖包裝材料,提高電子產品的防震功能。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。電子產品零部件中各個元器件越來越小,相互之間的距離越來越近,在潮濕環境中容易出現毛細管結露,短路損毀電子產品。在產品內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品生銹或結露。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品包裝中應用。有些電子產品采用遇水(潮)圖文消失或圖文顯示或圖文模糊等智能標簽顯示該電子產品是否經歷過遇水(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重。靜電對電子產品的破壞表現主要有四個方面: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生的熱使元件受損;靜電放電產生幅度很大,頻譜極寬(從幾十兆到幾千兆,達幾百伏/米)的電磁場使電子產品受電磁干擾損壞。完全消除靜電十分困難,電子產品在裝卸、運輸、儲存過程中振動、摩擦、碰撞、擠壓過程中還會新產生靜電積累。電子產品靜電防護唯一可依賴的就是包裝。國際電工委員會(IEC)根據產品的靜電敏感度和性能要求的高低,將靜電包裝分為三個等級,靜電屏蔽包裝,要求包裝材料的體電阻小于1000Ω;靜電導電型包裝,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,內層是不易產生靜電或消散靜電的材料,中層為導電材質提供靜電屏蔽保護,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。新材料技術的進展提供了多種性價比不同的新型防靜電材料。
(4)防氧化。采用氣調技術降低包裝中的氧氣和水蒸汽含量,產品包裝特別是一些軍用印制板備件,應裝在防靜電鋁箔薄袋內并充氮氣封口,以防印制板面及元器件被氧化。四川國營長虹機器廠生產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,不僅延長了產品儲存期,而且節約了機器返修費;南京長江機器制造廠等軍工產品的包裝,推廣應用了氣相防銹和除氧封存工藝技術,不僅提高工效3倍,還降低了包裝成本30%左右,而且延長了產品封存期,保證了產品的穩定性和可靠性。
2.電子產品包裝的生態設計、應用新型環保包裝材料
生態設計是指在產品設計、選材、生產、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期全過程中,充分考慮產品的環境屬性和資源屬性,將可拆卸性、可回收性、可制造性等作為設計的目標,在產品設計時,選擇與環境友好的材料、機械結構和制造工藝,在使用過程中能耗最低,不產生或少產生毒副作用,使產品及其制造過程、使用過程和報廢處理后,對環境和資源消耗的總體影響減到最小。首先全面了解產品的結構特點。它包括產品結構強度設計(六面承受的允許強度)、產品底面結構狀況、外表的耐磨性、內部結構件的布局及強度、導線的編扎固定牢度、元器件安裝長短、各種支架的強度及機殼使用材料等。對于電子產品,一般采用全面緩沖設計方案,緩沖形式可有左右套襯和上下天地蓋兩種。大型電子產品常用的外包裝是瓦楞紙箱,部分大而重的產品采用蜂窩紙板包裝箱。襯墊結構一般以成型襯墊結構形式對電子產品進行局部緩沖包裝,襯墊結構形式應有助于增強包裝箱的抗壓性能,有利于保護產品的凸出部分和脆弱部分。棱角邊應有墊條、墊塊、墊片等保護;在外包裝箱內填充碎紙屑、碎泡沫等緩沖。包裝箱要裝滿,不留空隙,減少晃動,可以提高防潮、防振效果。內包裝的最主要功能是提供內裝物的固定和緩沖,有多種內部包裝材料及方法可供選擇。
(1)發泡塑料是傳統的緩沖包裝材料,有質量輕、保護性能好、適用范圍廣等特點。特別是發泡塑料可以根據產品形狀預制成相關的緩沖模塊。目前,電子產品內包裝材料以聚苯乙烯(EPS)和聚乙烯(EPE,珍珠棉)為主,盡量選用價格低的可降解材料。EPE目前在國際上是比較認可的環保材料,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效果。作為軟性緩沖材料,氣泡薄膜可被剪成各種規格,可以包裝幾乎任何形狀或大小的產品。氣墊薄膜的缺點在于易受其周圍氣溫的影響而膨脹或收縮。膨脹將導致外包裝箱和被包裝物的損壞,收縮則導致包裝內容物的移動,從而使包裝失穩,最終引起產品的破損。而且其抗戳穿強度較差,不適于包裝帶有銳角的易碎品。小型電子產品常用包裝紙盒進行包裝。紙盒有單芯、雙芯瓦楞紙板和硬紙板。在保證電子產品包裝防護功能的前提下,盡量減少包裝物的使用量和選用輕質包裝材料、其它工業的廢料(紙張裁切后的邊角料)。同時,包裝材料的生產以及廢棄后可以進一步回收利用。目前紙蜂窩、紙漿模塑等環保材料已經在格力、長虹、海爾、海信、美的等知名家電企業得到了廣泛的應用,取得了很好的成效。收縮與拉伸薄膜包裝在海爾集團得到推廣應用。
3.簡化外包裝圖文印刷、采用智能標簽適應網購物流需求
在互聯網、物聯網時代,網購電子產品所占比重越來越高,電子產品的包裝設計必須適應網購產品銷售模式和物流方式。消費者網絡購物時主要關注產品的圖片和性能,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境污染。網購商品單件產品物流中間環節更多,儲存運輸過程中的溫度濕度環境更加惡劣,除了包裝的防護功能需要進一步提高外,還可以采用智能標簽技術,如射頻識別標簽(RFID)、近場通訊標簽(NFC)實現電子產品包裝全程跟蹤監控、簡化物流人工操作。對溫度或濕度敏感的電子產品,還可以采用溫度濕度指示記錄標簽或將溫度濕度測試結果存入RFID或NFC芯片回傳物流管理系統。
4.包裝外觀個性鮮明,凸出品牌和產品主題
包裝具有創意形象、示范引領、體現企業品牌意識的特點。新產品的產生,消費形態的改變,商業流通的發展,新材料的涌現,制作工藝、技術的改進,市場營銷的發展等都會促進新的包裝形態的出現。甚至人們的生活觀念、審美情趣的改變也會對包裝形態產生影響。強調視覺設計方面的充實與舒適,設計創意更追求養眼的唯美效果,顯得更“友好”更“親切”。產品包裝和創意設計融合,完全從用戶的角度去考慮產品的包裝設計。以iphone系列手機的包裝為例,非常簡約的圖形和顏色的重度識別。數碼電子產品在包裝上有極強的品牌效應。特別是在包裝紙型方面,結構設計非常有講究。在視覺設計方面,國外知名企業都有獨特的公司標志圖案和標志顏色,采用統一品牌、統一型號、統一包裝裝潢設計和統一包裝結構設計,簡潔、明快地樹立產品生產者的形象。
5.結語
一、eda技術概念及現狀介紹
eda是電子設計自動化(electronicdesignautomation)的縮寫,在20世紀90年代初從計算機輔助設計(cad)、計算機輔助制造(cam)、計算機輔助測試(cat)和計算機輔助工程(cae)的概念發展而來的。eda技術就是以計算機為工具,設計者在eda軟件平臺上,用硬件描述語言hdl完成設計文件,然后由計算機自動地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優化、布局、布線和仿真,直至對于特定目標芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。是計算機信息技術、微電子技術、電路理論、信息分析與信號處理的結晶?,F在對eda的概念或范疇用得很寬。包括在機械、通信、電子、航空航天、礦產、化工、醫學、生物、軍事等各個領域,都有eda的應用。eda在教學、科研、產品設計與制造等各方面發揮著重要的作用。在教學方面,現在幾乎所有理工科類的高校都有開設了eda課程。主要是讓學生了解eda的基本概念和基本原理、掌握用hdl語言編寫規范、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行電子電路課程的實驗驗證并從事簡單系統的設計。一般學習電路仿真工具(如multisim、pspice)和pld開發工具(如altera/xilinx的器件結構及開發系統)??蒲蟹矫嬷饕秒娐贩抡婀ぞ撸╩ultisim或pspice)進行電路設計與仿真;利用虛擬儀器進行產品測試;將cpld/fpga器件實際應用到儀器設備中;從事pcb設計和asic設計等。在產品設計與制造方面,包括計算機仿真,產品開發中的eda工具應用、系統級模擬及測試環境的仿真,生產流水線的eda技術應用、產品測試等各個環節。eda軟件的功能日益強大,原來功能比較單一的軟件,現在增加了很多新用途。如autocad軟件可用于機械及建筑設計,也擴展到建筑裝璜及各類效果圖、汽車和飛機的模型、電影特技等領域。
二、eda技術的特點
eda技術之所成為今天電子信息工程中的重要技術,具有“自頂向下(top—down)”的設計程序,這就確保設計方案整體的合理化;由于eda采用高級語言描述,有語言公開可利用、描述范圍廣、可以系統編程和現場編程等特點;自動化程度高所以可以進行各級的仿真、糾錯和調試工作。這些特點促使eda技術得到廣泛的應用。
三、eda技術的作用
eda技術中的溫度分析和統計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、最佳電路結構以及適當的系統穩定裕度,真正做到電路特性的優化設計。由于受到測試手段和儀器精度限制,測試的時候會出現很多問題,dea技術方便得全功能測試解決了數據測試和特性分析的問題。
四、eda常用軟件
eda軟件發展很快,目前被我國廣泛應用的有: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設計軟件、ic設計軟件、pld設計工具及其它eda軟件。
1、pcb設計軟件。pcb(printed-circuitboard)設計軟件更是種類繁多,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設計軟件。ic設計工具也很多,asic設計領域有名
轉貼于
的軟件供應商主要有cadence、mentorgraphics和synopsys。中國華大公司也提供asic設計軟件(熊貓2000)。
1.教學環節多元化
(1)量身定制的項目教學項目化教學一般采用虛擬項目或真實項目。對于產品造型設計課程而言,產品考慮的現實因素非常多,虛擬項目無法讓學生獲得足夠的鍛煉。產品造型設計課程采用的項目化教學模式應將真實項目引入課堂,包括企業項目和競賽項目。教師將真實項目引入課堂要建立項目與教學的融通機制,讓項目與教學有機結合。教師要為課程量身定制項目教學。在教學過程中,有很多項目不一定適合該課程,項目的選取影響課程的教學效果。首先,項目要和專業培養方向緊密相關。如專業定位是生活用品設計,在產品造型設計課程中引入電子產品設計項目,雖然生活用品與電子產品同是產品設計的內容,但學生作為設計初學者,其在生活用品設計特別是形態設計方面,將會受到一定限制。其次,項目的難易度要適中,項目的難易度與學生的執行度相關。項目過于簡單,學生在完成項目的過程中只能運用小部分的知識和技能。學生要在項目練習中運用課程的造型方法,才能更深刻地記憶和理解。如果項目難度過大,學生徘徊在項目周邊,就很難投入項目。教師在產品造型設計課程中如何選擇項目、組合項目或分解項目,影響學生對課程內容的掌握和應用。
(2)角色扮演教學英語中有句格言:“只是告訴我,我會忘記;要是演示給我,我就會記住;如果還讓我參與其中,我就會明白?!痹诋a品造型設計教學中也是如此,學生通過參與設計,能更好地理解教學內容。以產品造型設計課程中形態設計內容的練習為例,該練習的主題是設計一組調味瓶,學生以組為單位完成設計任務。接下來的教學設計是讓他們進行角色扮演,展示作品的學生扮演推銷員,其他學生扮演顧客,并通過銷售量進行評比。扮演推銷員的學生必須深入了解其設計作品的優點、美感的解讀或使用方式的創新,將其介紹給所有顧客。扮演顧客的學生以消費者的身份對產品提出疑問與要求。在角色扮演的過程中,學生會了解到自己作品的不足以及優秀的設計所要達到的要求,這樣的理解比單純完成練習更加深刻而有效。
(3)團隊合作與PK團隊是為了一個共同目標而努力,并彼此信守承諾的群體。在產品造型設計課程中,設置團隊合作與PK教學環節,能調動每個學生積極投入設計任務。以設計一套茶具為例,學生分組討論設計任務,接著分工開展設計。團隊會形成一種無形的力量約束每位成員,讓團隊迅速進入工作狀態。在團隊分工中,每位學生根據自己的特長承擔任務。團隊中很容易產生對勝利的渴望,設置PK環節能更好地調動學生的熱情。在產品造型設計課程中,團隊合作和PK環節能提高學生的互動性、活躍課堂氣氛,取得了較好的教學成效。
(4)引入綜藝的元素綜藝或游戲讓人感到愉悅,在產品造型設計課程中加入這些元素,學生能更愉悅地進入學習狀態。如設置幾個能達到同樣練習目的的設計任務,讓學生分組以抽簽的形式選擇設計任務。這遠比指定單一的任務有趣,學生也會認為手中的任務具有獨特性而更用心地完成。再如設置競速環節,哪個組最快找到某個任務的解決方法就可以優先選擇設計項目。綜藝或游戲的元素有很多,將其和課程有機結合起來,能夠使課程對學生更有吸引力。
2.建設完善的課程評價體系
(1)評價方式多變性教學評價方式不應停留在教師評價層面,應該有多樣性的教學評價,如小組內互評、小組間互評、學生間互評等,教師要根據不同的教學任務設置不同的教學評價。以小組接到一個設計任務為例,每位組員圍繞設計任務畫出設計方案,以小組內互評的方式選出小組最佳設計方案。該最佳設計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計方案。這樣有層次的評價方式能讓學生從小范圍到大范圍對自己的設計進行反思。適當的評價方式更有利于學生對知識技能的深刻掌握。
(2)作品展示與解說產品造型設計課程對課程作業的考核與評價應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,這個過程有利于學生整理設計思緒并鞏固設計知識,同時也鍛煉了他們的表達能力與展示能力。
3.建設網絡課程
網絡課程的建設突破了以往產品造型設計課程課堂教學中存在的實踐與空間的限制,彌補了課堂教學過程中的不足,實現了產品造型設計教育資源共享的目標。
(1)網絡課程資源建設產品造型設計課程網絡課程資源建設包括課程基本內容、交流論壇、課程資源、學生作品欣賞、新聞等模塊。課程基本內容是課程章節內容的呈現,學生可以課前預習或課后反思查看,隨時查看理論知識點和案例。交流論壇為教師與學生提供設計交流,師生在此討論國內外優秀的設計或設計觀點。學生作品是歷屆學生在該課程的優秀作品的展示,當前學習的班級可以對這些作品進行參考學習。作業模塊具有布置作業及提交作業的功能,教師在該模塊查看每個學生的作業,及時進行教學評價。新聞模塊上課班級的課程情況以及一些競賽情況。
(2)網絡課程的教學環節產品造型設計網絡課程要與課堂相結合,學生在課堂上可以隨時查看教師講過的案例及往屆學生的優秀作品,并學習、借鑒到自己的設計中。當前班級的優秀作品和課堂情況能在新聞版面中看到,學生能夠自我約束并積極投入設計任務,自覺讓設計以更好的方式呈現。網絡課程引進課堂提高了教學的成效。
(3)網絡課程后續學習模式學生通過一個周期的產品造型設計課程學習并掌握了相應的知識與技巧,也通過項目實踐提高了設計能力。課程結束后,繼續通過網絡課程進一步獲得提高和鞏固。網絡課程網站成為學生職業生涯中一個長期伴隨的輔工具網站。
二、結語
關鍵詞:數值模擬;結構參數;散熱設計
隨著科學技術的不斷發展,功放技術得到了長足的進步,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。在通信產品的設計中,優化熱設計的主要任務是通過正確、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。經過實踐的總結我們知道,影響模塊散熱效果的因素有:并聯風扇之間的間距;散熱肋片間距和厚度;與功放模塊配合的底板厚度;散熱器與風扇間的距離等。
1.熱設計仿真設計
對電子設備進行熱場分布的分析和研究,是電子產品設計過程中的一個重要的環節。在實際的操作中,設計人員要根據熱的傳播方式和產生機理,采用科學合理的熱設計方法,只有這樣,才能保證電子設備在規定的溫度范圍內正常的運行。目前為止,應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品的熱效應分析放在產品的設計階段,從而解決了優化電子系統自然對流和強迫對流方案以及優化電子系統內部結構設計參數的問題。與Flotherm相比,Icepak具有以下幾個特點:
1.1.采用FLUENT5的結算方法和非結構化網絡技術,采用TVD等高分辨率格式,保證了計算的精度。
1.2.采用非結構化的網格,把比較復雜的幾何外形轉化為三維的六面體或四面體的非結構化網格結構,從而滿足了現代電子產品設計中幾何圖形越來越復雜的需求。
1.3.它可以為電子產品的設計提供豐富的物理模型,通過物理模型可以模擬穩態、非穩態、湍流、層流、熱輻射、熱傳導、混合對流、強迫對流、自然對流等現象。
最近幾年,又出現了新一代的熱設計仿真軟件ICEPAK,它以有限體積法作為求解器,可以模擬真實的流速場、壓力場、溫度場,從而幫助設計師提高設計水平、優化設計方案、縮短項目研制周期、降低成本,在流體流動為重點的設計中,它更能發揮出有限體積法的便捷和優勢。
2.功放模塊的散熱設計與分析
功放模塊溫度控制的主要功能是控制功率管的結溫,在實際中,大部分的廠家把器件的最高結溫規定為90℃-150℃。在日常的操作中,通常會選用導熱性好、重量輕的鋁合金材料,由于底板的厚度會影響到熱阻,進而影響到散熱器底板的溫度均勻性,根據國家相關的標準,在實際的應用中,我們一般會采用厚度為5-6mm的散熱器底板,長度和寬度應該根據設計的要求采用300mm和150mm的標準值,它的結構圖如圖1所示:
在圖1中,d1代表散熱肋片厚度;d2代表肋片間距;d3代表風扇出口與散熱器的距離;d4代表并聯風扇的間距。只有充分、全面、綜合的考慮到以上的因素,才能夠使散熱器達到最佳的工作狀態。
2.1.選取算例參數
2.2.1.如果其他參數不變,d1不同的情況下,當d1=5mm時計算結果是最理想的,具體的結果理想程度排序為Tmax9﹥Tmax7﹥Tmax8﹥Tmax6。由此可以得出,肋片的厚度是存在一個最佳值的,厚度過大或過小都會對散熱器產生不利的影響。
2.2.2.如果其他參數不變,d2不同的情況下,當d2=5mm時計算結果是最理想的,具體的結果理想程度排序為Tmax11﹥Tmax10﹥Tmax2。當d2=3.5mm時,Tmax10與Tmax2的計算結果相差不大,兩者相差的值為1.483%,但是,Tmax11和Tmax2的差距卻特別大,達到了17.55%。我們從中可以得出的結論是:d2較小時,散熱器的散熱效果相差較??;當d2較大時,散熱器的散熱效果相差也較大。
2.2.3.如果其他參數不變,d3不同的情況下,當d3=5mm時計算結果是最理想的,具體的結果理想程度排序為Tmax4﹥Tmax3﹥Tmax1﹥Tmax2。我們能夠發現d3對散熱效果的影響是很大的,準確的把握d3的值對散熱設計來說是非常關鍵的。
2.2.4.如果其他參數不變,d4不同的情況下,當d4=116mm時計算結果是最理想的,具體的結果理想程度排序為Tmax6﹥Tmax2﹥Tmax5。我們能夠發現d4對散熱效果的影響是很小的,Tmax6和Tmax5的相差僅為2.22%。
結語:
綜上所述,通過對功放散熱器進行數值的模擬,分析和計算出了散熱器最理想的設計參數。通過我們的研究發現,在影響功放散熱的所有參數中,對功放散熱影響最大的是散熱器和風扇出口處距離d3以及肋片厚度d2,其次是肋片厚度d1,影響最小的是并聯風扇間距d4。在實際的設計中,工作人員只有準確、綜合的把握影響功放散熱的所有因素,才能得出結構設計的最優參數,提高功放模塊散熱的性能。
參考文獻: