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标准铝型材机箱与PCB技术

19″系统的尺寸和定义安装法兰外侧宽度尺寸(包括安装支架在内)是482.6mm(19″),所以将其定义为19″系统。

插箱插箱是电子设备的重要组成部分。

一般由横梁、上下盖板、前后面板、左右侧板组成。

使用空间以多少个槽位计算。

一个槽位通常是由几个水平TE 构成,或由设计者给定。

内部插件主要分板式插件和盒式插件。

一个板式插件有前面板和带有连接器的电路板组成。

一个盒式插件一般是将大量的元器件或几个电路板安装在内的盒子。

宽度W安装法兰后面(包括螺钉)的全部宽度应该小于449mm。

插箱内的宽度以TE 作为单位。

1 TE = 5.08mm(0.2″)内间距≥84 ×5.08 = 426.72mm。

高度插箱的高度以U作为单位,1U=44.45mm(1.75″)通常:高度H = (n ×U-0.8)±0.4RX 是H = (n ×U -1.35″)见表1.深度插箱深度无明确规定,具体由插件的深度及后连接器的尾针后输入输出插件的大小决定插箱安装尺寸插箱水平安装间距是465.1±1.6mm插箱垂直安装孔间距见(说明书29页中图)及(表1)法兰安装孔尺寸见(29页上图)表1单位:mm高度(U)H-0.3(mm)RX 高度el e2h2HS143.1031.7533.6023.10287.6076.2078.0567.553132.0057.15122.50156.454176.50101.6166.95112.005221.00146.10211.40201.006265.40190.50255.85245.356(!)265.4076.20255.85289.807309.80120.60300.30289.808354.20165.10344.75334.259398.70120.60389.20378.7010443.20165.10433.65423.1511487.60146.10478.10467.6012532.10190.60522.55512.05插箱PCB板卡标准尺寸插箱PCB板卡标准尺寸PCB插板对应面板安装位置:(配合II 型拉手)导轨导槽宽度可容纳1.6±0.2mm厚的印制板,这种印制板符合IEC 249-2标准导轨A符合IEC 60 297- 3- 101 标准导轨B配有编码销插孔和导向针孔,符合IEC 60 297 - 3 -103标准导轨C是导轨B向右偏移2.54mm . 用于印制板背面有元器件的情况插箱深度尺寸校验注释:DC:插箱前侧的校验尺寸(从前面板背面到背板连接器末端的间距)RDC:插箱后侧的校验尺寸(从后面板背面到背板连接器末端的间距)Dt2:前插卡检验尺寸(从前面板背面到活动连接器末端的间距)RDt2:后插卡检验尺寸(从后面板背面到活动连接器末端的间距)插箱印刷电路板设计机箱的基本概念19英寸机箱设计一、前言:1-何谓19”机箱?19”机箱泛指装设在19”机柜(Cabinet or Rack)内的机器设备,其中Cabinet和Rack的差异为Cabinet四周有外壳和上下盖保謢,而Rack则无,Rack为和Cabinet有所区别常被称为”机架”,此二者外形均为长方体,19”机箱(Chassis)为了能装在机柜内,其外形多设计成长方体,并遵守特定之高度限制让不同制造者所生产之机箱能放入依规格设计之机柜.2-19”机箱和机柜的由来19”机箱和机柜原本是美国军方电子控制仪器的一种规格,其设定的目的在于统一仪器的外形尺寸和方便快速组装抽换和维护,最后随着军方技术转移民间,此一规格亦广泛的被企业界所采用.2-19”机箱产品的种类.2-1-机柜的优点在于提供机箱安全保护和扩充的便利性,早期常用于工业控制机台,近几年由于网络的发展,网络通讯设备也开始大量使用;因此其产品的种类大致可区分成办公室用和工业用产品两大类:2-2-办公室用产品2-2-1-Server.2-2-2-Telcom产品2-2-3-Internet/Intranet产品2-2-4-其它计算机周边相关产品2-3-工业用产品2-3-1-IPC(Industrial PC)2-3-2-Control Panel2-3-3-其它机器辅助相关产品二、19”机箱外部和机柜的规格1-机柜之规格.机柜不单如字面上的解释一般像个柜子,其外形有很多种,如下列三图所示,图中的机柜均为HP公司产品,但用于不同操作环境时,机柜之外形和尺寸亦会有所差异,所有机柜都依相关规格制造,机柜之宽度,高度与深度有一定之规格,在IEC-60297系列和EIA-310系列中均有详细规格,此二规格明定高度单位为U(1U=1.75”=44.45mm),宽度为19”(尚有其它之宽度规格,但以19”规格最为常用),深度虽亦有规定,但其变化却比较多,机柜之规格可分成高度,宽度和深度三项.1-1-高度单位U之定义: 1U=1.75英吋=44.45mm.机柜均以U为基本单位,如35U高度之机柜,是指此一机柜中可装入总共35U高之机箱,而非机柜由上到下的高度是35U.1-2-19英吋(482.6mm) 宽度之定义为机箱由正前方观察可视之最宽距离,通常是机箱两侧之mounting flange宽度,而非机柜本体之宽度,19”机柜之宽度受限于机箱尺寸,几乎全都大于500mm(因19”机箱宽度为483mm左右),目前市面上之机柜宽度由500mm~800mm都有,甚至有超过1000mm之特殊规格,但最常用的为600mm宽之机柜.1-3-在机柜深度方面,虽然有规定但却很少被提及,因其不像高度和宽度一般限制机箱设计,即使短机箱卜亦可用长机柜,只要其设计规格完全符合规格设计,而机柜制造商不泛各种不同深度规格之机柜,其中又以600mm,700mm和800mm深度的机柜最常被使用(深度系指机柜外观不含把手的深度):2-机箱设计时外观和机柜的关系.2-1-外观尺寸:机箱受限于机柜的尺寸限制,因此设计时需考虑下列几点:2-1-1-在高度方面;由于高度以U为单位,1U为1.75”或44.45mm,因此如果1U机箱的高度不可超出44.45mm,为了堆栈和拆装方便,通常设计成44mm以下,以此类推即使不同U之机箱其实际高度亦比该U少0.8—1.35MM,让机柜内每一台机箱之箱有间隙而不会影响组装和拆卸.2-1-2-在宽度方面;19”机柜在内部四个角落都有钣金件(或铝矩形)支柱用以支撑机柜和固定机箱,因此其内部宽度只有450mm(约17.7”左右)可装机箱,而非有19”宽度可装机箱,且机箱在设计上为要考量组装性,不可能宽度设定成450mm,通常不会超过449mm,左右会各留少许间隙,若有考虑在两侧装设滑轨(装滑轨的机箱高度都比较低,大都不会超过4U高度)以方便机箱拆装和保养时,机箱还要再缩小宽度,常用的滑轨厚度有10~20mm不等,双边都要装滑轨,扣除两倍的厚度,如此机箱宽度就更窄了.2-1-3-在深度方面;深度要考虑的就是机箱在机柜内必需有空间散热,跑线和其它机构的安排,由于左右两侧空间不大,只好利用前后方的空间了,通常前后各有75mm以上的空间(和固定架位置有关),因此600mm的机柜其机箱深度最好设计在450mm以下.2-2-机柜固定孔:机箱放入机柜时必需由两侧固定,其固定孔通常在mounting flange上,其位置尺寸如下图所示(数据来源:EIA-310-D),图中尺寸在宽度标示上有3个,每个尺寸又各有三个数字,其中最上层的尺寸为19英吋机柜的标准尺寸(即450,465,483.4三个尺寸),三个尺寸所代表的意义如下:450mmà机箱可放入机柜内之最宽距离.465mmà机箱和机柜之固定孔的间距.483.4mmà机箱上mounting flange两侧可容许之最宽距离.31.8mmà1U高度内之两个固定孔距离,若1U高度内有三个固定孔时,其固定孔之间距为31.8mm的一半15.9mm.12.7mmà两个U之间最近的固定孔距离,即上面U的最下方固定孔和下面U的最上方固定孔距离,因此1U和1U之相接合位置在12.7mm距离的正中间.6.75à机箱在最上方(或最下方)的固定孔和机柜内侧上端(或下端)之间的距离.2-3-正面把手:机箱放入机柜时是由前方推入,拉出时自然是由前方操作,为了方便机箱能由前方推入和拉出,在机箱前方两侧经常会设计有把手固定在机箱上,方便使用者的操作,在设计把手时要特别注意不可干涉到机箱和机柜组装的螺丝固定孔,因其位置正好也在机箱两侧.2-4-脚垫:有些机箱设计成在机柜外侧仍能独立作业,因此其下方大多装有脚垫,如此放于桌上时便不会括伤桌面,但如要装入机柜时就会迼成脚垫和下方机箱干涉的情形,因此脚垫最好能设计成可拆装的较好.1.EIA-310-D (电子工业协会)规格2.IEC 20697-1~20697-4 (国际电子委员会)规格PCB设计时抗EMC的改进PCB设计时抗ESD的方法来自人体、环境甚至电子设备内部的静电对于精密的半导体芯片会造成各种损伤,例如穿透元器件内部薄的绝缘层;损毁MOSFET和CMOS元器件的栅极;CMOS器件中的触发器锁死;短路反偏的PN结;短路正向偏置的PN结;熔化有源器件内部的焊接线或铝线。

为了消除静电释放(ESD)对电子设备的干扰和破坏,需要采取多种技术手段进行防范。

在PCB板的设计当中,可以通过分层、恰当的布局布线和安装实现PCB的抗ESD设计。

在设计过程中,通过预测可以将绝大多数设计修改仅限于增减元器件。

通过调整PCB布局布线,能够很好地防范ESD。

以下是一些常见的防范措施。

*尽可能使用多层PCB,相对于双面PCB而言,地平面和电源平面,以及排列紧密的信号线-地线间距能够减小共模阻抗和感性耦合,使之达到双面PCB的1/10到1/100。

尽量地将每一个信号层都紧靠一个电源层或地线层。

对于顶层和底层表面都有元器件、具有很短连接线以及许多填充地的高密度PCB,可以考虑使用内层线。

*对于双面PCB来说,要采用紧密交织的电源和地栅格。

电源线紧靠地线,在垂直和水平线或填充区之间,要尽可能多地连接。

一面的栅格尺寸小于等于60mm,如果可能,栅格尺寸应小于13mm。

*确保每一个电路尽可能紧凑。

*尽可能将所有连接器都放在一边。

*如果可能,将电源线从卡的中央引入,并远离容易直接遭受ESD影响的区域。

*在引向机箱外的连接器(容易直接被ESD击中)下方的所有PCB层上,要放置宽的机箱地或者多边形填充地,并每隔大约13mm的距离用过孔将它们连接在一起。

*在卡的边缘上放置安装孔,安装孔周围用无阻焊剂的顶层和底层焊盘连接到机箱地上。

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