一种具有屏蔽功能的功率放大器的制作方法

本发明涉及功率放大器领域，更具体地说，涉及一种具有屏蔽功能的功率放大器。

背景技术

功率放大器，简称“功放”，是指在给定失真率条件下，能产生最大功率输出以驱动某一负载（例如扬声器）的放大器，功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用，在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出，功率放大器的输出频率高，会产生空间辐射电磁场，为了让功率放大器稳定的工作，各部分电路之间互不影响，同时减少辐射，需要给功率放大器设置一个屏蔽装置。

现阶段，功率放大器屏蔽装置的屏蔽效率低，操作复杂，不能满足使用要求，同时功率放大器的散热效果也不好，容易减少功率放大器的使用寿命。

技术实现要素：

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的功率放大器问题，问题如下：

（1）、屏蔽装置的屏蔽效率低；

（2）、散热效果不好。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种具有屏蔽功能的功率放大器，包括屏蔽盒盖，所述屏蔽盒盖铰链连接有屏蔽盒主体，所述屏蔽盒盖和所述屏蔽盒主体的中间对应部分设置有锁固件，所述屏蔽盒盖的内表面敷设有电磁屏蔽层，所述屏蔽盒主体的内壁设置有导电层，所述导电层的内壁设置有导磁层，所述屏蔽盒主体的内部设置有收纳腔，所述收纳腔的内部设置有功率放大器，所述功率放大器的左右两侧均开设有若干个导热管通道，所述功率放大器内部设置有功率开关元器件，所述功率开关元器件的外侧连接有内部散热片，所述内部散热片的左右两端分别通过导热管通道连接有若干个左导热管和若干个右导热管，若干个所述左导热管依次从功率放大器、收纳腔以及屏蔽盒主体左侧的孔中伸出并与左外部散热片连接，若干个所述右导热管依次从功率放大器、收纳腔以及屏蔽盒主体右侧的孔中伸出并与右外部散热片连接，所述左外部散热片与所述右外部散热片的表面均敷设有若干个散热筋。

优选的，所述功率放大器上端通过若干个螺钉连接有功率放大器外壳，所述功率放大器外壳的上表面转动连接有两个手柄，所述功率放大器外壳的上表面开设有两个手柄槽，两个所述手柄槽分别位于两个手柄的左右两侧，所述手柄槽与手柄尺寸大小相配合；手柄的设置是为了更方便地取放和移动功率放大器，手柄槽是为了在不使用功率放大器时，将手柄通过旋转放置在手柄槽内，节约了空间，有利于存储。

优选的，所述功率放大器与所述收纳腔前侧的间隙设置有若干个减震弹簧；减震弹簧的设置是为了缓冲装置工作时产生的震动，有效保证了装置工作时的稳定性。

优选的，所述屏蔽盒盖的四周边沿部分设置有橡胶密封圈，所述导磁层的内壁设置有绝缘层；橡胶密封圈的设置是为了增加屏蔽盒的密封性，从而增加密封效果，绝缘层为pvc层，起绝缘密封的作用。

优选的，所述屏蔽盒主体的后端中间连接有第二挡板，所述第二挡板的外侧左右两端固定连接有两个弹簧，两个所述弹簧的上端均固定连接有螺母，所述第二挡板的内侧左右两端连接有芯轴，所述芯轴依次从收纳腔、绝缘层、导磁层、导电层以及屏蔽盒主体后侧的孔中伸出并与调节杆固定连接，所述调节杆通过螺纹与螺母连接，所述芯轴的下端固定连接有第一挡板；在固定功率放大器时，旋转芯轴，固定在螺母和第二挡板之间的弹簧便会被压缩，导致与芯轴连接的调节杆的长度变长，就能使得调节杆下端的第一挡板连接在功率放大器外壳上，能便捷快速的将功率放大器固定在屏蔽盒内部。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本发明通过设置屏蔽盒盖、屏蔽盒主体、电磁屏蔽层、导电层、导磁层以及橡胶密封圈，并且屏蔽盒主体与屏蔽盒盖通过锁固件锁紧，屏蔽盒盖内表面敷设有电磁屏蔽层，屏蔽盒盖边沿设置有橡胶密封圈，屏蔽盒主体由外至内依次设置有导电层、导磁层、绝缘层，在功率放大器工作过程中，将功率放大器置于收纳腔内之后，合上锁固件，整个功率放大器被严密包裹起来，导电层能够对高频电磁信号进行有效屏蔽，导磁层由高导磁率材料制成，导磁层形成低电阻通路，通过屏蔽体的吸收衰减以达到屏蔽的效果，能够对电磁信号尤其是低电磁信号进行有效屏蔽，绝缘层为pvc层，起到绝缘密封的作用，橡胶密封圈增加了屏蔽盒的密封性，具有多重的屏蔽效果，并且整个装置内部与外界空气没有直接接触，有效避免了因电磁泄漏而造成屏蔽效果差的问题，同时通过压紧机构方便快捷的将功率放大器固定在屏蔽盒内部，从而能够解决屏蔽装置的屏蔽效率低的问题；

（2）本发明通过设置右外部散热片、左外部散热片、内部散热片、左导热管、右导热管以及散热筋，并且左外部散热片、右外部散热片位于屏蔽盒主体的左右两端，内部散热片位于功率放大器内部，且内部散热片的左右两端分别与左导热管、右导热管连接，左右导热管分别与左右外部散热片连接，散热筋敷设于左右外部散热片的表面，在功率放大器工作过程中，功率开关元器件产生的热量传递到内部散热片上，内部散热片的热量迅速通过左导热管和右导热管分别传递到左外部散热片和右外部散热片上，散热筋的存在也加快了热量传递到周围空气中，从而能够解决散热效果不好的问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明功率放大器的结构示意图；

图3为本发明的剖视图。

图中标号说明：

1-锁固件；2-屏蔽盒盖；3-橡胶密封圈；4-电磁屏蔽层；5-导电层；6-导磁层；7-右外部散热片；8-绝缘层；9-收纳腔；10-屏蔽盒主体；11-功率放大器；12-左外部散热片；13-散热筋；14-手柄槽；15-手柄；16-功率放大器外壳；17-螺钉；18-右导热管；19-内部散热片；20-左导热管；21-功率开关元器件；22-减震弹簧；23-第一挡板；24-螺母；25-调节杆；26-弹簧；27-第二挡板；28-芯轴；29-导热管通道。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，一种具有屏蔽功能的功率放大器，包括屏蔽盒盖2，所述屏蔽盒盖2铰链连接有屏蔽盒主体10，所述屏蔽盒盖2和所述屏蔽盒主体10的中间对应部分设置有锁固件1，所述屏蔽盒盖2的内表面敷设有电磁屏蔽层4，所述屏蔽盒主体10的内壁设置有导电层5，所述导电层5的内壁设置有导磁层6，所述屏蔽盒主体10的内部设置有收纳腔9，所述收纳腔9的内部设置有功率放大器11，所述功率放大器11的左右两侧均开设有若干个导热管通道29，所述功率放大器11内部设置有功率开关元器件21，所述功率开关元器件21的外侧连接有内部散热片19，所述内部散热片19的左右两端分别通过导热管通道29连接有若干个左导热管20和若干个右导热管18，若干个所述左导热管20依次从功率放大器11、收纳腔9以及屏蔽盒主体10左侧的孔中伸出并与左外部散热片12连接，若干个所述右导热管18依次从功率放大器11、收纳腔9以及屏蔽盒主体10右侧的孔中伸出并与右外部散热片7连接，所述左外部散热片12与所述右外部散热片7的表面均敷设有若干个散热筋13。

功率放大器11上端通过若干个螺钉17连接有功率放大器外壳16，功率放大器外壳16的上表面转动连接有两个手柄15，功率放大器外壳16的上表面开设有两个手柄槽14，两个手柄槽14分别位于两个手柄15的左右两侧，手柄槽14与手柄15尺寸大小相配合。

功率放大器11与收纳腔9前侧的间隙设置有若干个减震弹簧22。

屏蔽盒盖2的四周边沿部分设置有橡胶密封圈3，导磁层6的内壁设置有绝缘层8。

屏蔽盒主体10的后端中间连接有第二挡板27，第二挡板27的外侧左右两端固定连接有两个弹簧26，两个弹簧26的上端均固定连接有螺母24，第二挡板27的内侧左右两端连接有芯轴28，芯轴28依次从收纳腔9、绝缘层8、导磁层6、导电层5以及屏蔽盒主体10后侧的孔中伸出并与调节杆25固定连接，调节杆25通过螺纹与螺母24连接，芯轴28的下端固定连接有第一挡板23。

工作原理：当有需要使用功率放大器11时，打开锁固件1，开启屏蔽盒盖2，将左导热管20从屏蔽盒主体10内部的收纳腔9的内部插接到左外部散热片12，将功率放大器11放入到收纳腔9内，并将功率放大器11左侧的导热管通道29与左导热管20连接在一起，取下屏蔽盒主体10右端的右外部散热片7，将右导热管18通过通孔插接到功率放大器11右侧的导热管通道29,并且使得右导热管18与内部散热片19连接在一起，再将右外部散热片7安装好，此时旋转芯轴28，固定在螺母24和第二挡板27之间的弹簧26便会被压缩，导致与芯轴28连接的调节杆25的长度变长，就能使得调节杆25下端的第一挡板23连接在功率放大器11上，从而便捷快速地将功率放大器11固定在屏蔽盒内部，固定完毕之后，启动功率放大器11并关闭屏蔽盒盖2，整个功率放大器11被严密包裹起来，导电层5能够对高频电磁信号进行有效屏蔽，导磁层6由高导磁率材料制成，导磁层6形成低电阻通路，通过屏蔽体的吸收衰减以达到屏蔽的效果，能够对电磁信号尤其是低电磁信号进行有效屏蔽，绝缘层8为pvc层，起到绝缘密封的作用，橡胶密封圈3增加了屏蔽盒的密封性，具有多重的屏蔽效果，并且整个装置内部与外界空气没有直接接触，有效避免了因电磁泄漏而造成屏蔽效果差的问题，在功率放大器11工作过程中，功率开关元器件21产生的热量传递到内部散热片19上，内部散热片19的热量迅速通过左导热管20和右导热管18分别传递到左外部散热片12和右外部散热片7上，散热筋13的存在也加快了热量传递到周围空气中，在保证整个装置处于全封闭状态的同时有效提高了整个装置的散热效率，功率放大器外壳16通过螺钉17固定在功率放大器11上端，手柄15的设置是为了更方便地取放和移动功率放大器11，手柄槽14是为了在不使用功率放大器11时，将手柄15通过旋转放置在手柄槽14内，节约了空间，有利于存储，在功率放大器11与收纳腔9前侧的间隙设置若干个减震弹簧22为了缓冲装置工作时产生的震动，有效保证了装置工作时的稳定性。

电磁屏蔽层4是一种散热磁屏蔽膜材料，通过静电纺丝技术得到高分子纳米纤维薄膜作为界面散热的支架，然后注入高热导率的泡沫铁基氧化锌提高材料的导热系数同时对初始进入磁屏蔽体的泄露磁进行再次磁屏蔽；通过泡沫铁骨架的预粗糙化和致密排列的氧化锌纳米结构，提高膜层的强度和膜基结合力，从而使通过磁屏蔽体的泄露磁通明显减少。预粗糙化处理可起到进一步去除氧化皮、活化、粗化骨架的目的，增大泡沫铁骨架的比表面积，这样可明显提高膜基结合力，使得zno膜层在超声、水冲、砂洗等外力作用时，不易脱落；先化学刻蚀再沉积，还可增强金属层的结合力，从而进一步提升骨架表面微纳结构的结合力和稳定性。这样的微纳米结构与普通各向同性的导电材料相比，具有更多重反射界面，使电磁波在穿越材料时遇到多次阻抗突变的界面而产生多重反射，因而在保证材料散热性的同时提高整体的电磁屏蔽效果。具体制备方法如下：

实施例1

包括以下步骤：

步骤1、将25份聚氨酯溶解在120份四氢呋喃和80份二甲基甲酰胺混合溶剂中,配制成电纺丝溶液,然后加入30份的环氧树脂,放在磁力搅拌器上搅拌4个小时；

步骤2、上述物料溶解均匀后将此溶液装入静电纺丝实验台的注射器中，在重力作用下注射器金属针尖处产生溶液液滴悬挂通过调整直径1.2mm的金属针尖到接收装置的高度为25cm，开通电源，调整电压30kv，进行纺丝，得到高分子纤维薄膜；

步骤2、将浸泡过的高分子纤维薄膜取出放入烘箱中100℃进行干燥固化，时间设定30min；

步骤3、将10份干燥后的高分子纤维薄膜浸入以1份的羧甲基纤维素钠为分散剂的均匀分散的含7份泡沫铁基氧化锌的水溶液中；

步骤4、将上述混合体系利用铁辊对高分子纤维薄膜进行挤压，排除空气，浸泡10分钟后取出放入烘箱中120℃干燥固化，时间设定30min得散热磁屏蔽膜材料。

所述的泡沫铁基氧化锌制备方法如下：

步骤1、将孔径400μm泡沫铁依次放入乙醇和丙酮溶液，超声清洗10min，取出后再放入2mol/l的盐酸水溶液中10min，用去离子水反复冲洗，烘干备用；

步骤2、将除油、去氧化皮的泡沫铁放入2mol/l的硝酸水溶液，室温条件下刻蚀2h，即可获得粗糙的泡沫铁骨架；

步骤3、将上述粗糙的泡沫铁骨架放入3mol/l的zno前驱体溶胶3min后，以1mm/s的速度提拉取出，用60℃热风吹30s，再用20℃冷风吹3min至泡沫铁完全干燥，吹干后再上下反复颠倒浸渍提拉3次，随后在350℃条件下真空反应10min，从而获得

具有zn0晶种层的泡沫铁基材料；

步骤4、将具有zn0晶种层的泡沫铁基材料放入1wt%氟硅烷乙醇溶液，60℃水浴加热条件下，反应120min，取出后依次放入60℃的乙醇、去离子水中冲洗，最后置于烘箱中，80℃固化30min得到泡沫铁基氧化锌。

所述的zno前驱体溶胶配制时，首先配置3mol/l的醋酸锌乙二醇甲醚溶液，随后滴加等体积和浓度的乙醇胺乙二醇甲醚溶液，60℃水浴条件下磁力搅拌2h，最后加入三倍体积的聚乙二醇，并继续搅拌30min得到zno前驱体溶胶。

实施例2

步骤5、将9份干燥后的高分子纤维薄膜浸入以1份的羧甲基纤维素钠为分散剂的均匀分散的含7份泡沫铁基氧化锌的水溶液中；其余步骤同实施例1。

实施例3

步骤5、将8份干燥后的高分子纤维薄膜浸入以1份的羧甲基纤维素钠为分散剂的均匀分散的含7份泡沫铁基氧化锌的水溶液中；其余步骤同实施例1。

实施例4

步骤5、将7份干燥后的高分子纤维薄膜浸入以1份的羧甲基纤维素钠为分散剂的均匀分散的含7份泡沫铁基氧化锌的水溶液中；其余步骤同实施例1。

实施例5

步骤5、将6份干燥后的高分子纤维薄膜浸入以1份的羧甲基纤维素钠为分散剂的均匀分散的含7份泡沫铁基氧化锌的水溶液中；其余步骤同实施例1。

实施例6

步骤5、将5份干燥后的高分子纤维薄膜浸入以1份的羧甲基纤维素钠为分散剂的均匀分散的含7份泡沫铁基氧化锌的水溶液中；其余步骤同实施例1。

实施例7

步骤5、将10份干燥后的高分子纤维薄膜浸入以1份的羧甲基纤维素钠为分散剂的均匀分散的含6份泡沫铁基氧化锌的水溶液中；其余步骤同实施例1。

实施例8

步骤5、将10份干燥后的高分子纤维薄膜浸入以1份的羧甲基纤维素钠为分散剂的均匀分散的含5份泡沫铁基氧化锌的水溶液中；其余步骤同实施例1。

实施例9

步骤5、将10份干燥后的高分子纤维薄膜浸入以1份的羧甲基纤维素钠为分散剂的均匀分散的含4份泡沫铁基氧化锌的水溶液中；其余步骤同实施例1。

实施例10

步骤5、将10份干燥后的高分子纤维薄膜浸入以1份的羧甲基纤维素钠为分散剂的均匀分散的含3份泡沫铁基氧化锌的水溶液中；其余步骤同实施例1。

实施例11

包括以下步骤：

步骤1、将25份聚氨酯溶解在120份四氢呋喃和80份二甲基甲酰胺混合溶剂中,配制成电纺丝溶液,然后加入30份的环氧树脂,放在磁力搅拌器上搅拌4个小时；

步骤2、上述物料溶解均匀后将此溶液装入静电纺丝实验台的注射器中，在重力作用下注射器金属针尖处产生溶液液滴悬挂通过调整直径1.2mm的金属针尖到接收装置的高度为25cm，开通电源，调整电压30kv，进行纺丝，得到高分子纤维薄膜；

步骤3、将上述高分子纤维薄膜浸入15mg/ml十二烷基硫酸钠水溶液中，浸泡10min；

步骤4、将浸泡过的高分子纤维薄膜取出放入烘箱中100℃进行干燥固化，时间设定30min；

步骤5、将10份干燥后的高分子纤维薄膜浸入以1份的羧甲基纤维素钠为分散剂的均匀分散的含7份泡沫铁基氧化锌的水溶液中；

步骤6、将上述混合体系利用铁辊对高分子纤维薄膜进行挤压，排除空气，浸泡10分钟后取出放入烘箱中120℃干燥固化，时间设定30min得散热磁屏蔽膜材料。

对照例1

与实施例1不同点在于：磁屏蔽膜材料制备步骤1中，聚氨酯、环氧树脂质量比为6：5，其余步骤与实施例1完全相同。

对照例2

与实施例1不同点在于：磁屏蔽膜材料制备步骤1中，聚氨酯、环氧树脂质量比为1：1，其余步骤与实施例1完全相同。

对照例3

与实施例1不同点在于：磁屏蔽膜材料制备步骤1中，用等量酚醛树脂取代环氧树脂，其余步骤与实施例1完全相同。

对照例4

与实施例1不同点在于：磁屏蔽膜材料制备步骤1中，不再加入环氧树脂，其余步骤与实施例1完全相同。

对照例5

与实施例1不同点在于：磁屏蔽膜材料制备步骤1中，四氢呋喃和二甲基甲酰胺质量比1:1，其余步骤与实施例1完全相同。

对照例6

与实施例1不同点在于：磁屏蔽膜材料制备步骤1中，四氢呋喃和二甲基甲酰胺质量比2:3，其余步骤与实施例1完全相同。

对照例7

与实施例1不同点在于：泡沫铁基氧化锌制备步骤1中，用孔径400μm泡沫铜取代泡沫铁；其余步骤与实施例1完全相同。

对照例8

与实施例1不同点在于：泡沫铁基氧化锌制备步骤1中，用孔径400μm泡沫铝取代泡沫铁；其余步骤与实施例1完全相同。

对照例9

与实施例1不同点在于：泡沫铁基氧化锌制备步骤3中，用等浓度的zncl2溶液取代zno前驱体溶胶，其余步骤与实施例1完全相同。

对照例10

与实施例1不同点在于：泡沫铁基氧化锌制备步骤4中，不再使用氟硅烷乙醇溶液后处理，其余步骤与实施例1完全相同。

将规格为22mm×10mm厚1mm的样品在8-12ghz频段的电磁屏蔽性能进行了测试。射频电磁场屏蔽效能采用安捷伦4396b网络/频谱/阻抗分析仪进行测量，采用sj20524-1995《材料屏蔽效能测试方法》；热导率通过drl-ⅲ导热系数仪测试，方法是热流法，测试标准为mil-i-49456a；测试结果如表所示

实验结果表明制备的散热磁屏蔽膜材料具有良好的磁屏蔽效果，在测试条件一定时，屏蔽效能（se）越高，磁屏蔽效果越好，反之越差；在高分子纤维薄膜、泡沫铁基氧化锌质量比为10：7时，其他配料固定，制备效果最好，与实施例1不同点在于，实施例2至实施例10分别改变主要原料高分子纤维薄膜、泡沫铁基氧化锌的用量和配比，尽管对材料的散热性和屏蔽效果有一定改善，但不如实施例1的综合效果更好；对照例1至对照例2聚氨酯、环氧树脂质量比发生改变，其他步骤完全相同，导致屏蔽效能明显降低，说明二者配比对材料磁屏蔽性能影响很大；对照例3至对照例4不再加入酚醛树脂用等量酚醛树脂取代，效果依然不好，说明环氧树脂的复合加工对材料的散热很重要；对照例5至对照例6改变四氢呋喃和二甲基甲酰胺质量比，使得高分子纤维薄膜结构改变，磁屏蔽效果明显变差，说明溶剂的配比是纺丝的重要参数；对照例7至对照例8用泡沫铜和泡沫铝取代泡沫铁，金属粒子的导磁率发生变化，屏蔽效果明显变差，屏蔽效能依然不高；对照例9至对照例10用等浓度的zncl2溶液取代zno前驱体溶胶并且不再用氟硅烷后处理，膜材料的散热和磁屏蔽效果都很差；因此使用本发明制备的高分子复合散热磁屏蔽膜材料具有良好的散热性和电磁屏蔽效果。申请人发现高分子纤维薄膜在十二烷基硫酸钠水溶液中浸泡处理后，虽然屏蔽效能略有降低，但其导热系数却得到大幅度提升，综合性能非常优秀。