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ATCA 标准结构整机设计
要求
Tobby 1
目 录
1 设计目标 ................................................................................................................................... 2
2 设计依据 ................................................................................................................................... 2
3 术语、定义和缩略语 ............................................................................................................... 2
3.1 术语、定义 ............................................................................................................... 2
3.2 缩略语 ....................................................................................................................... 2
4 整机造型设计说明 ................................................................................................................... 3
4.1 整机造型图 ............................................................................................................... 3
4.2 整机造型说明 ........................................................................................................... 4
5 整机结构设计说明 ................................................................................................................... 4
5.1 插箱的结构系统组成及布局 ................................................................................... 4
5.1.1 插箱框架的结构组成 ....................................................................................... 4
5.1.2 CMM 的布局及背板形式 ................................................................................ 5
5.1.3 通风防尘单元结构形式 ................................................................................... 6
5.1.4 电源的结构形式 ............................................................................................... 7
5.1.5 风扇单元的结构形式 ....................................................................................... 8
5.2 单板的结构组成和形式 ........................................................................................... 9
5.2.1 PCB 的外形尺寸 ............................................................................................ 12
5.2.2 面板的结构形式 ............................................................................................. 13
5.2.3 EMC 簧片的结构形式及安装支架 ............................................................... 14
5.2.4 单板的导向结构形式 ..................................................................................... 15
5.2.5 扳手的运动及受力分析 ................................................................................. 17
5.2.6 扳手触发单板微动开关的动作分析 ............................................................. 23
5.2.7 阻尼环 ............................................................................................................. 25
5.2.8 扳手和锁定结构的几种解决方案 ................................................................. 26
5.3 整机结构系统组成 ................................................................................................. 30
5.4 系统的接地方式 ..................................................................................................... 31
5.5 整机的安全性设计 ................................................................................................. 32
5.6 符合环保要求的设计 ............................................................................................. 32
5.7 整机现场安装方式 ................................................................................................. 33
6 整机结构继承性说明(通用件及借用件) ......................................................................... 33
7 整机结构热设计说明 ............................................................................................................. 33
7.1 计算和分析 ............................................................................................................. 33
7.2 热仿真分析 ............................................................................................................. 37
8 电磁兼容性设计说明 ............................................................................................................. 39
9 整机结构的预计成本 ............................................................................................................. 40
10 其他 ................................................................................................................................. 41
Tobby 2
1 设计目标
1.1. 概述
Advanced TCA(Advanced Telecom Computing Architecture,简称 ATCA )标准是由
Compact PCI 标准进一步发展而来,由于在高性能和高稳定性上有了很大的提升,因此,
可以满足未来几年电信领域技术发展的需求。目前,ATCA 标准已在公司某些产品线提
出需求和引用,为配合硬件平台和产品线即将对 ATCA 标准展开的全面的产品研发,结构
系统部提出对 ATCA 标准的结构提前预研设计,避免发生类似前期产品设计中在新标准的
引用上时间紧、对标准理解不透、产品缺乏实际应用检验就批量生产等现象而导致的一系列
问题。
ATCA 标准中对机械结构部分的相关接口、尺寸和形式等作了详细描述。由于本项目为
结构预研项目,所以本方案仅涉及插箱部分关键结构形式方面的内容描述,不对实际产品应
用中的结构形式作分析。
1.2. 目标
1、对目前市场上的 ATCA 类产品的结构性能做对比分析;
2、插箱总体结构上体现整机结构功能模块的布局和性能实现,单板结构方面重点对起
拔器性能做分析;
3、满足 ATCA 标准对设备散热能力的要求;
4、满足设备在 EMC、ESD 方面的性能要求;
5、体现局部功能单元的方案实现细节。
2 设计依据
GB/T 15395-94 《电子设备机柜通用技术条件》
IEC60297-3-101 《Mechanical structures for electronic equipment》
IEC60297-3-102 《Mechanical structures for electronic equipment》
IEC60297-3-103 《Mechanical structures for electronic equipment》
《Advanced 3.0 Release 2.0 PICMG Base Specification》
3 术语、定义和缩略语
3.1 术语、定义
插箱 subrack:供安装多个插件及连接器并可装入架、柜等内的一种结构单元。
起拔器 injector/extractor: 用于插入单元,插入、拉出和锁紧的机构,本公司通常
将起拔器称为扳手。
U:高度进制单位,1U=44.45mm。
HP (Horizontal Pitches):1HP=5.08mm。
3.2 缩略语
EMC Electro Magnetic Compatibility (电磁兼容性)
ESD Electrostatic Discharge(静电释放)
Tobby 3
4 整机造型设计说明
4.1 整机造型图
插箱造型如图 1 所示,系统配置效果如图 2 所示。
图 1 插箱效果图
图 2 整机系统配置示意图
Tobby 4
4.2 整机造型说明
插箱颜色采用浅灰色系。机柜采用公司通用的 19 吋标准机柜。
5 整机结构设计说明
5.1 插箱的结构系统组成及布局
目前市场已有的 ATCA 产品的插箱高度在 12U-14U 之间,造成这种高度差别的关键在
于风扇单元的不同设计形式。在综合整体框架模式和散热特性的优缺点后决定采用 13U 的
结构形式。
ATCA 插箱的结构设计完全符合 PICMG3.0 R2.0 规范的要求,采用前后对插的形式,符
合 ATCA 规范的单板均能插入插箱中使用。插箱由机框单元、通风防尘单元、风扇单元、
电源单元等部分组成,结构组成及外形尺寸如图 3 所示。
插箱框架结构主要采用覆铝锌板折弯、冲压或模具成型,经济实用。内部部分功能单元
采用铝板结构,主要考虑整体减重,局部结构件采用铝型材或压铸结构。
509
442
13U(575)
482.6
1
2
3
4
140
80.2
8U
5
449
1 机框 2 单板插件单元 3 通风防尘单元 4 电源单元 5 风扇单元
图 3 插箱组成及外形尺寸
5.1.1 插箱框架的结构组成
框架是整机各单元的安装基座,由上下盖板、左右侧板、上下导轨、前后走线架、背板
加强梁、安装支架及导轨、EMC 衬垫等部分组成。如图 4 所示。
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