电子产品设计方法讲义

因为：高温会引起电子产品的绝缘性能退化、 元器件损坏、材料的热老化、低熔点焊缝开裂、 焊点脱落等。 温度对元器件的影响：一般而言，温度升 高电阻阻值降低；高温会降低电容器的使用寿 命；会使变压器、扼流圈绝缘材料的性能下降, 一般变压器、扼流圈的允许温度要低于95度， 温度过高还会造成焊点合金结构的变化—IMC 增厚，焊点变脆，机械强度降低；结温的升高 会使晶体管的电流放大倍数迅速增加，导致集 电极电流增加，进而使结温进一步升高，最终 导致组件失效。
模拟电路数字化的趋势更加明显。 如：数字接收机，数字储频。 数字电路的发展经过了分离元件，SSL、MSL、 LSL、VLSL。
数字电路设计经历了逻辑设计、CAD、EDA。
现代的数字系统广泛采用了基于芯片的EDA设
计方法。
四、电子产品设计的主要内容
1、总体设计 根据产品的设计任务、功能、性能的需 求，一般采用顶层设计的方法，分析产品应该 完成的功能，将总体功能分解成若干子功能模 块，理清主、次功能的相互关系，形成总体方 案。通过比较论证、修改、优化形成相对比较 完善的最佳方案，同时提出有关结构、可靠性、 标准化、质量控制与监督、计量控制、工艺等 方面的要求。
因此，必须采用合理的散热方式控制产 品内部所有电子元器件的温度，使其所处的 工作环境温度不超过标准及规范所规定的最 高温度，最高允许温度的计算应以元器件的 应力分析为基础，并且与产品的可靠性要求 以及分配给每一个元器件的失效率相一致。 也就是说热设计是电子设计中不可缺少的环 节。 3、可靠性设计 产品的可靠性设计方法，从表面上看都 是技术问题，但实质上包含技术和管理两个 方面。首先要对产品的可靠性(MTBF）进行 预测，以确定是否满足总体要求。
电子产品设计
一、设计原则
基本原则：满足产品的功能特性及技术指 标要求，同时兼顾： ※ 成本低、性价比高 ※ 可靠性高、体积小 ※ 电磁兼容性好，环境的适应性强 ※ 集成度高，可维修性好 ※ 生产工艺要求简单
二、电子产品设计的一般步骤
三、产品设计的一般方法
1、顶层设计法
……
2、底层设计法 过程与底层设计法相反
……
3、顶层与底层综合设计 实际工作过程中，一般首先采用顶层设计方
法，根据产品的功能需求分解到各子功能模块，
并分配各子功能模块的技术指标。这一过程往往
需要经过从上到下和从下到上的反复论证、修改、
优化才能满足设计的要求。
4、现代电子产品的设计方法——EDA设计
电路设计一般包含模拟电路与数字电路。
模拟电路设计主要依赖于典型电路与功能模块。
总体设计中的几个注意点： （1）技术指标 如：重频跟踪器设计中，对被跟踪雷达信号的 理解。 （2）产品使用环境 如：重频跟踪器中，同步信号丢失情况的补充。 （3）产品的环境指标： 温度、器件的选取、湿度（盐雾）、三防、振 动等。 （4）关键元器件的采购渠道 例：89年MD8096的采购 大功能MM 波行波管，“巴统”的禁运条款（引 进项目设备）
（5源自文库细节决定成败
元器件的老化、筛选
例：数字储频中某电容在-55℃~-50℃之间 失败。
（6）研制技术的风险 一个产品的研制，一般都会存在技术上 的难点。总体设计在于尽可能利用成熟技术 来实现产品的功能，以减小研制风险。对于 技术上的难点，应首先进行预先研究，待技 术成熟以后再转入后续的研制。
（7）产业政策与环境评估 2、结构设计 所谓结构，包括外部结构和内部结构两部 分。外部结构指机柜、机箱、机架、底座、面 板、底板等。内部结构指零部件的布局、安装、 相互连接等。欲达到合理的结构设计，必须对 整机的原理方案、使用条件和环境、整机的功 能与技术指标及元器件等十分熟悉。 根据产品的总体要求进行结构设计时，应 根据电子产品使用的温度范围、环境因素，设 计合理的结构形式和布局,考虑是否需要减震、 “三防”等措施，特别是电路的散热问题,设计 合理的风道等。
电压、温升（按绝缘等级）指标，电感和变压 器的电流降额系数0.6以下；５、接插件降额电 流、电压指标，根据触点间隙大小、直流及交 流要求降额。接插件嵌入材料和火花发热对接 点寿命的影响，在中低频多接点接插件采用两 点或多点接地并联方式，降额和增加冗余功能； ６、电缆导线降额指标：电流（铜线， ≤7A/mm2）、电缆电压（尤其多芯电缆），塑 料导线的电流降额0.7以下；７、电动机降额轴 承负载、绕阻功率指标，伺服电机的轴承失效 和绕组失效，轴承负载降额和绕组功率降额 0.3—0.8；８、对电子元器件降额系数应随温 度的增加而进一步降低。
1、电阻器降额外加功率、极限电压、极 限应用温度三个指标，功率降额系数0.1—0.5； 2、电容器降额外加电压、频率范围、温度极 限三个指标，普通铝电解电容和无极性电容的 电压降额系数0.3—0.7之间，钽电容的电压降 额系数0.3以下；３、晶体三极管降额结温、 集电极电流、任何电压指标，晶体二极管降额 结温、正向电流及峰值、反向电压三个指标， 功率降额0.4以下，反向耐压0.5以下，发光管 电压降额0.6以下，功率降额0.6以下，功率开 关管电压降额系数在0.6以下，电流降额系数 在0.5以下；４、变压器降额工作电流、
对有些指标是不能降额的： 1、继电器的线包电流不能降额，而应保持 在额定值左右（100±5% ）；否则会影响继电 器的可靠吸合。 2、电阻器降低到10%以下对可靠性提高已 经没有效果。 3、对电容器降额应注意，对某些电容器降 额水平太大，常引起低电平失效，交流应用要 比直流应用降额幅度要大，随着频率增加降额 幅度要随之增加。 4、结构设计降额不能增加过大，否则造成 设备体积、重量、经费的增加。
电子产品设计方法
电子产品
• 电子产品领域非常广泛，基本上我们日常
生活都离不开电子产品，但电子产品到目 前还没有明确的定义
电子信息产品
• 《电子信息产品污染控制管理办法》第三 条第一款给出了电子信息产品的定义 • 电子信息产品，是指采用电子信息技术制 造的电子雷达产品、电子通信产品、广播 电视产品、计算机产品、家用电子产品、 电子测量仪器产品、电子专用产品、电子 元器件产品、电子应用产品、电子材料产 品等产品及其配件 • 随着技术的不断发展，其概念将会不断扩 展