PCB íhlutir: Tegundir, aðgerðir og vélbúnaðarhlutar

Hringrásarborð virkar aðeins þegar það er fyllt með réttum íhlutum. Viðnám, þéttar, díóða, smári, IC, tengi og öryggishlutar hafa hver um sig hlutverki að gegna við að stjórna, knýja og vernda rafrásir. Þessi grein útskýrir þessa íhluti, virkni þeirra, merkingar og notkun, gefur skýrar og nákvæmar upplýsingar um grunnatriði hringrásarborðsins.

Hringrásaríhlutir Yfirlit

Hringrásarborð er miklu meira en koparleifar tengdar trefjaplasti; það er hjarta hvers rafeindatækis. Án íhluta, PCB er bara blað af einangruðum koparleiðum án getu til að framkvæma verkefni. Þegar það hefur verið byggt með viðnámum, þéttum, hálfleiðurum, tengjum og verndarbúnaði, breytist það í fullkomið rafeindakerfi sem getur knúið, unnið og átt samskipti við önnur tæki. Virknin kemur frá jafnvægi óvirkra íhluta, sem bera ábyrgð á að stjórna straumflæði, sía merki og skipta spennu, og virkum íhlutum, sem magna, stjórna og reikna.

Silkiskjár og pólun í PCB íhlutum

Silkiskjámerki á rafrásum

Silkiþrykkið er hvítur texti og tákn prentuð á PCB. Það veitir skjótar tilvísanir til að bera kennsl á íhluti við samsetningu, prófun eða viðgerð. Þessar merkingar spara tíma með því að veita leiðbeiningar án þess að þurfa að vísa alltaf í skýringarmyndina.

Algengar silkiþrykksheiti

Silkscreen notar stafi til að tákna íhluti:

• R = Viðnám

• C = þétti

• D = Díóða

• Q = Smári

• U / IC = Innbyggð hringrás

• F = öryggi

• J eða P = tengi

• K = Gengi

Pólunarvísar fyrir íhluti

Margir hlutar eru stefnubundnir og verða að vera rétt settir upp. Skautunarmerki eru:

• Díóða - rönd markar bakskautið

• Rafgreiningarþéttar - "–" tákn á líkamanum

• LED - flat hlið markar bakskautið

• ICs - Pinna 1 auðkenndur með punkti, hak eða fasa

Algengar óvirkir hringrásarhlutir

Stakur hringrásarborð íhlutir

Díóða

Díóða eru grunníhlutir hringrásarborðs sem leyfa straumi að flæða í aðeins eina átt. Þessi eiginleiki verndar rafrásir gegn skemmdum á öfugu spennu og er nauðsynlegur í afriðlum, klemmanetum og yfirspennuvarnarkerfum. Tákn þeirra "D" á silkiþrykki hjálpar til við að bera kennsl á fljótt.

Ljósdíóða (LED)

LED virka bæði sem vísbendingar og ljósgjafar á PCB. Þau eru notuð fyrir stöðumerki, baklýsingu skjásins og opto-einangrun. Pólun verður að gæta; bakskautið er sérstaklega merkt með flötum brún eða rönd. Skilvirkni þeirra og lítil orkunotkun gera þau ómissandi í nútíma rafeindatækni.

Smári (BJT og MOSFET)

Smári stjórna straumi og spennu með því að virka sem magnarar eða rofar. Bipolar Junction Transistors (BJT) skara fram úr í mögnun, en MOSFETs ráða yfir aflskiptum vegna lítils taps og mikils hraða. Á PCB, þau eru aðallega í orkustjórnun, stafræn rökfræði, og merkjavinnsla.

Spenna eftirlitsstofnanir

Spennustillarar tryggja að hringrás fái stöðuga, stöðuga spennu, jafnvel þegar framboðið er mismunandi. Algengar úttak eru 5V, 3.3V og 12V. Þeir finnast bæði í línulegum og rofagerðum og skipta sköpum til að knýja IC og viðkvæmt álag. Þetta er merkt sem U eða IC á silkiþrykki.

Innbyggt hringrásarborð íhlutir

Samtengdir íhlutir hringrásarborðs

Pinnahausar og innstungur

Pinnahausar og innstungur eru mikið notaðar fyrir máttengingar. Þeir leyfa auðvelda stækkun, prófun eða skipti á einingum. Þeir finnast í þróunarborðum, Arduino skjöldum og innbyggðum kerfum og gera frumgerð og uppfærslur einfaldar.

USB tengi

USB tengi - Type-A, Type-B, Type-C og Micro-USB - eru alhliða viðmótið fyrir gagnaflutning og aflgjafa. Á rafrásum styðja þeir hleðslu, samskipti og jaðartengingu yfir rafeindatækni, fartölvur og iðnaðarbúnað.

RF koax tengi

RF tengi eins og SMA, MMCX og U.FL eru hönnuð fyrir hátíðniforrit. Þeir tryggja lágmarks merkjatap og stöðugan árangur í þráðlausum samskiptatækjum, loftnet, og IoT einingar.

Edge tengi

Edge tengi eru samþætt í PCB brúnina sjálfa og passa við raufar á móðurborðum eða stækkunarborðum. Algengt í GPU, PCIe kortum og minniseiningum, þau meðhöndla bæði afl og háhraðamerki á skilvirkan hátt.

Rafmagnsvörn íhlutir hringrásarborðs

Öryggi

Öryggi eru fórnartæki merkt með F á PCB. Þeir brjóta hringrásina þegar of mikill straumur flæðir og koma í veg fyrir ofhitnun og eldhættu. Þeir eru staðsettir nálægt inntakslínum og eru fyrsta varnarstigið gegn bilunum.

TVS díóða

TVS-díóða (Transient Voltage Suppression), merktar sem D, klemma skyndilega spennutoppa af völdum rafstöðueiginleika (ESD) eða bylgjur. Þeir eru staðsettir nálægt USB, Ethernet og HDMI tengjum til að verja gagnalínur og IC fyrir tímabundnum skemmdum.

Málmoxíð varistorar (MOVs)

MOV eru ólínuleg viðnám sem gleypa háorkubylgjur frá rafstraumi. Þeir eru settir upp á inngangsstöðum hringrásarinnar og vernda tæki gegn eldingum eða óstöðugu raforkukerfi með því að beina umframorku á öruggan hátt.

Ferrít perlur

Ferrítperlur, merktar sem FB, virka sem síur til að hindra hátíðni rafsegultruflanir (EMI). Þeir eru settir nálægt þrýstijafnara og inntaks-/úttakspinnum og bæla niður rofahávaða og bæta stöðugleika hringrásarinnar.

Rafvéla- og tímasetningaríhlutir

Rofar

Rofar eru meðal helstu rafvélrænna hluta á PCB. Þeir eru fáanlegir sem áþreifanlegar, rennibrautir eða DIP gerðir og gera þér kleift að veita beint inntak, stilla rökfræðilegt ástand eða kveikja á aðgerðum eins og endurstillingu, kveikja/slökkva eða stillingarval.

Gengi

Liða gerir stjórnrás með litlum krafti kleift að skipta um mikið álag á öruggan hátt. Með því að nota rafsegulspólu til að opna eða loka tengiliðum veita þeir rafeinangrun milli rökmerkja og mikils álags. Algengt í sjálfvirkni, mótorstýringu og iðnaðar PCB.

Kristallar

Kvarskristallar veita einstaklega stöðug klukkumerki á MHz sviðinu. Þetta eru nauðsynleg í tímasetningu örstýringar, gagnasamskiptum og samstillingarrásum, sem tryggja áreiðanlega frammistöðu þvert á stafræn kerfi.

Sveiflur

Sveiflur eru sjálfstæðar klukkueiningar sem mynda fasta tíðni án viðbótar ytri íhluta. Þau eru notuð í örgjörva, samskiptaeiningar og tímarásir til að tryggja stöðugan og nákvæman rekstur.

Grunn PCB vélbúnaður

Átök

Stöðvun aðskilur PCB frá undirvagninum eða festingarflötinum. Með því að koma í veg fyrir beina snertingu draga þau úr álagi á lóðmálma, vernda ummerki frá stuttbuxum og leyfa loftflæði undir borðinu. Þetta litla bil hjálpar til við að stöðva lóðmálmsprungur frá borðsveigju eða titringi.

Sviga

Festingar festa tengi eins og USB, HDMI eða Ethernet tengi við undirvagninn. Án þeirra, að tengja og taka snúrur úr sambandi veldur endurteknu álagi á PCB sjálft, sem leiðir til sprungna og lyftra púða. Festingar flytja vélrænt álag yfir á grindina og lengja endingu tengisins.

Leiðbeiningar um kort

Kortastýringar samræma og koma á stöðugleika í innstungum. Þeir draga úr titringi, auðvelda ísetningu/fjarlægingu og koma í veg fyrir að brúntengi beygist. Í iðnaðar- eða bílaumhverfi með stöðugu höggi eru kortaleiðbeiningar mikilvægar fyrir langtíma endingu.

Hitapúðar og hitakólfar

Íhlutir eins og spennujafnarar, MOSFET eða örgjörvar mynda hita sem rýrir afköst og styttir líftíma. Hitapúðar bæta hitaflutning til kæliskápa en hitakólfar dreifa hita út í loftið í kring. Þeir koma í veg fyrir ofhitnun og viðhalda áreiðanleika kerfisins.

PCB pakkar og fótspor

Í gegnum gat (THT)

Hlutar í gegnum holur nota leiðslur sem settar eru í boraðar holur og lóðaðar á gagnstæða hlið. Þeir bjóða upp á sterkan vélrænan stuðning, eru frábærir fyrir titring og streitu og auðvelt er að frumgera þær. Hins vegar taka þeir meira pláss, hæga samsetningu og eru ekki tilvalin fyrir þétt skipulag. Þau eru algeng í tengjum, liða og aflíhlutum.

Yfirborðsfestingartæki (SMD)

SMD sitja beint á PCB púða án þess að bora. Þau eru fyrirferðarlítil, létt og fullkomin fyrir sjálfvirka samsetningu með miklum þéttleika. Gallarnir eru erfiðari handlóðun, nákvæmniskröfur og minni vélrænn styrkur. Þeir ráða yfir rafeindatækni eins og snjallsímum, fartölvum og IoT tækjum.

BGA / QFN og háþróaðir pakkar

BGA og QFN pakkar setja lóðapúða eða kúlur undir íhlutinn, sem gerir háan pinnafjölda og framúrskarandi frammistöðu í litlu rými. Þeir þurfa endurflæðislóðun, röntgenskoðun og erfitt er að endurvinna þær. Þetta er notað í örgjörva, SoC, GPU og RF flís fyrir afkastamikil kerfi.

Öryggisíhlutir hringrásarborðs

• Úthreinsun er lágmarks loftbil milli tveggja leiðara. Það kemur í veg fyrir ljósboga í gegnum loftið þegar háspenna er til staðar.

• Skríða er lágmarks yfirborðsfjarlægð meðfram PCB milli leiðara. Það kemur í veg fyrir lekastraum og yfirborðsmælingar.

• Þessar fjarlægðir eru nauðsynlegar fyrir örugga og áreiðanlega PCB notkun í háspennurásum eins og aflgjafa, inverters, og mótordrif.

• Nauðsynlegt bil fer eftir rekstrarspennu: hærri spenna krefst meiri skriðs og úthreinsun.

• Mengunarstig hefur áhrif á áhættu: hreint umhverfi leyfir þrengra bil á meðan rakt, rykugt eða iðnaðarlegt ástand þarf meiri fjarlægð.

• Efni CTI skilgreinir einangrunargæði. Hærri CTI einkunn þýðir að PCB þolir örugglega styttri skriðleiðir.

• Alþjóðlegir öryggisstaðlar (IEC, UL) veita lágmarksúthreinsun og skriðgildi fyrir mismunandi spennu, efni og umhverfi.

Niðurstaða

Hringrásaríhlutir eru kjarninn í hverju rafeindatæki. Allt frá óvirkum hlutum eins og viðnámum til flókinna IC og verndarbúnaðar, hver tryggir stöðugleika, afköst og öryggi. Saman skilgreina þeir hversu áreiðanlegt og skilvirkt kerfi verður, sem gerir skilning þeirra að grunnatriðum fyrir alla sem vinna með rafeindatækni.

Algengar spurningar [algengar spurningar]

Til hvers eru aftengingarþéttar notaðir?

Þeir koma á stöðugleika IC aflgjafans með því að sía hávaða og veita skjóta orku.

Hvernig er hægt að koma auga á falsaða PCB íhluti?

Athugaðu hvort merkingar séu lélegar, röng lógó, ójafnar umbúðir og keyptu alltaf frá traustum dreifingaraðilum.

Hvað eru prófunarpunktar á PCB?

Þeir eru púðar eða pinnar sem gera þér kleift að mæla merki og spennu fyrir kembiforrit og prófun.

Hvernig hjálpa hitauppstreymi við PCB hönnun?

Þeir flytja hita frá íhlutum yfir í önnur koparlög, bæta kælingu og áreiðanleika.

Hver er munurinn á samræmdri húðun og potta?

Húðun er þunnt hlífðarlag, en pottar umlykja PCB að fullu fyrir sterkari vernd.

Af hverju þarf að lækka íhluti?

Það dregur úr streitu með því að nota hluta undir hámarkseinkunn þeirra, sem bætir áreiðanleika og líftíma.