Systematics
  • EN
  • אודות
    • על סיסטמטיקס
    • אירועים בסיסטמטיקס
    • קהילה
    • יצירת קשר
    • דרכי הגעה
  • פתרונות ומוצרים
      • אודות
      • מוצרים
      • אירועים
      • קורסים
      • תמיכה
      • סיפורי הצלחה
      • אודות
      • מוצרים
      • אירועים
      • קורסים
      • תמיכה
      • סיפורי הצלחה
      • אודות
      • מוצרים
      • אירועים
      • קורסים
      • תמיכה
      • סיפורי הצלחה
      • אודות
      • מוצרים
      • אירועים
      • תמיכה
      • סיפורי הצלחה
      • רכישה Online
  • לקוחות
    • לקוחות סיסטמטיקס בחזית המאבק במגיפת הקורונה
    • לקוחות
      • סיפורי הצלחה
    • תעשיות
      • אקדמיה
      • Start Ups
    • תכניות עבור סטארטאפים
  • קורסים
      • אודות מרכז ההדרכה
    • קורסים GIS
      • אודות הקורסים
      • תאריכים וסילבוס
      • מסלולי הכשרה
    • קורסים SOLIDWORKS
      • אודות הקורסים
      • תאריכים וסילבוס
      • מסלולי הכשרה
      • קורסים CATIA
    • קורסים MATLAB & Simulink
      • אודות הקורסים
      • תאריכים וסילבוס
      • מסלולי הכשרה
    • קורסים 3D Printing
      • תאריכים וסילבוס
    • קורסים ALTIUM
      • תאריכים וסילבוס
  • תמיכה
    • תמיכה ושירותי ייעוץ
    • רישום חומרה / הפעלת אחריות
    • נהלי התקנה ורישוי GIS
    • נהלי התקנה ורישוי MATLAB
    • נהלי התקנה ורישוי SOLIDWORKS
    • פתיחת קריאות שירות
  • דרושים
  • צור קשר
  • בלוג
    • הבלוגים שלנו
    • SOLIDBlog
    • PCB Blog
    • GIS Blog
    • MATLAB With Fun Blog
    • 3D Printing Blog
  • HE
  • Contact Us
  • Support
  • Customers
    • Customers
    • Success Stories
  • Industries
  • Solutions
  • About Us
  • חיפוש באתר

עמוד הבית » בלוג » PCB Blog

  • ALL
  • GIS Blog
  • MATLAB With Fun
  • PCB Blog
  • Smart 3D Printing
  • SOLIDBlog

May the Power (Electronics) be with you

עמיר רחום
18/05/2020
PCB Blog

אין מישהו שעוסק בתכנון ועריכה של כרטיסים ולא מתעסק בתכנון של Power ברמה כלשהי במעגל. לכן בפוסט הזה אעסוק במספר דרכים או דגשים אשר ישפרו את התכנון של כרטיסים משולבי אלקטרוניקת הספק (Power Electronics), בכל הקשור ליעילות המרת מתח, תאימות אלקטרומגנטית ומהימנות של הכרטיס.

שתפו את הפוסט
  • שתף בפייסבוק
  • שתף בטוויטר
  • שתף בגוגל+
  • שתף בלינקדאין
  • שתף באימייל
  • שתף בוואטסאפ

אז ראשית אתחיל בהקדמה קצרה. אז מה זה בעצם אלקטרוניקת הספק? ההגדרה אומרת, שימוש במוליכים למחצה על מנת לשלוט ולהמיר חשמל מצורה אחת לאחרת.

בגדול ישנם בסה"כ 4 סוגי ממירים:

AC to DC (rectifier)
DC to AC (inverter)
DC to DC (DCDC converter)
AC to AC (ACAC converter)

1kW AC – AC converter

DC-DC Buck Converter 6V-65V to 0-60V

היום ניתן לראות שהשוק מתפתח מאוד עם דרישה ליכולות כמו, יעילות גבוהה יותר, הספק רב ומחירים זולים. בפועל ניתן לראות לא מעט מוצרים שמחייבים שימוש כלשהו בממירים כאלה ואחרים.
לדוגמא:

פאנלים סולריים

הקורקינט של Bird

 


המטוס החשמלי של Eviation

ואלה רק חלק המוצרים שבהם נדרשת המרה כזו או אחרת. אז בואו נעבור על מספר אתגרים שיש לנו בתכנון של מעגלים כאלה.

בידוד של מתחים גבוהים

אז למה שארצה לבודד מתחים גבוהים? אנסה להמחיש זאת דרך שאלה אחרת, חשבתם פעם למה או איך ברק מכה באדמה? בלי להכנס ליותר מדי פרטים, ניתן לומר שהסיבה היא שהפרש הפוטנציאליים שנוצר בין העננים לאדמה גבוה ממתח הפריצה (המתח המינימלי שגורם לחלק מבודד להוליך חשמל) של האוויר. באותו האופן ניתן להסתכל גם על הפרש המתחים שיכול להיווצר בין שתי נקודות עם פוטנציאל גבוה ביניהן במעגל מודפס. המטרה היא למנוע קשת חשמלית – Electric arc) כינוי לפריצה חשמלית שנוצרת כתוצאה מזרם חשמלי העובר דרך אוויר או חומר). פריצה חשמלית יכולה לפגוע בתפקוד המעגל. הפיתרון במקרה הזה יהיה להגדיר מרחק מתאים בין שתי נקודות כאלה במעגל. כלל האצבע אומר שאם המוצר שלנו חורג מ- 60V באיזור כלשהו על המעגל אז כדאי להתחיל להתייחס למרחקים הללו בהתאם.

הצגה ויזואלית של מרחקי Clearance ו- Creepage

 

Clearance מגדיר את המרחק הישיר באוויר בין שני מוליכים. Creepage הוא המרחק על פני ה- PCB.

בהתייחס ל- Clearance נרצה לשים לב למספר דברים, ראשית משום שמדובר במרחק אווירי צריך לשים לב למיקום של רכיבים בהקשר זה. בנוסף, כדאי ליצור הפרדה בין איזורים בעלי מתח גבוה ומתח נמוך בכרטיס (ככל שניתן). Creepage מוגדר על ידי מספר פרמטרים ביניהם, מתח העבודה, רמת הזיהום (כמות האבק והלחות על ה- PCB) וסוג המבודד הנדרש. בעיקרון על מנת להגדיר את המרחק של Creepage ניתן להשתמש בתקנים כמו IPC2221Aו- UL60950-1. כל המידע הרלוונטי נמצא שם.

אז איך עושים את זה? הטבלה הבאה מציגה את הערכים שיש להשתמש בהם בהגדרת מרחק מינימלי. הטבלה נלקחה מתוך תקן IPC2221A ובהרבה מובנים קלה יותר לקריאה מהתקן השני.

נעשה דוגמא. נניח שיש לנו:

– 400V DC Bus
– External Conductors
– Uncoated
– Sea level

אם נסתכל בטבלה נראה כי הערך הבא יהיה המתאים ביותר:

באופן זה נוכל להגדיר את המרחק הרצוי. אז כיצד ניתן לעשות או להגדיר את המרחק הזה ב-ALTIUM.

ראשית אבחר את האיזורים הרצויים המחולקים לדוגמא ל- High Voltage ו- Low Voltage בסכימה.

לאחר מכן אעביר את המידע ל- PCB ואצור חוק רלוונטי שיגדיר את ה- Clearance בהתאם לערך שהתקבל בטבלה.

כעת, כאשר נבצע חיווט נראה את המרחק המותר (2.5mm) מוצג באופן אוטומטי בין ה- Nets המשוייכים ל- High Voltage ו- Low Voltage.

צמצום של לולאת השראות (inductance) וקיבוליות טפילית (Parasitic capacitance)

אז בהקשר הזה צריך לצאת ממספר נקודות הנחה, כל המוליכים הם בעלי קיבוליות טפילית, לכל המוליכים יש השראות וכל המוליכים למחצה מושפעים מקיבוליות באופן כלשהו, שלושת הדברים הללו יכולים ליצור מעגלי תהודה (לא רצויים).
לכן המטרה שלנו היא לצמצם השראות בין קבלים לבין המוליכים למחצה ע"י מניעת מתח יתר ((voltage overshoot הנובע מהיווצרות מעגל תהודה (שנוצרו על ידי קיבול טפילי והשראות).

לולאת תקשורת הספק

אז כיצד נעשה זאת?

נצמצם השראות באמצעות בנייה והוספה של משטחים מישוריים רחבים (יכול להיות Plane שיוגדר כשכבה נוספת פנימית או לחילופין אפשר להוסיף אוייבקט\משטח חיצוני על הכרטיס) באיזור הבעייתי. בנוסף, נשתמש בקבלי film בתדירות גבוהה שיושמו קרוב ככל הניתן למקור המתח. בהתייחס לקיבוליות טפילית צריך לשים לב לחיווט של הקבלים. בנייה לא תקינה של החיווטים מעל משטח power אל נקודות החיבור של Switch, יגרמו לזרמים מיותרים באיזורים האלה.

דוגמא לעריכה בעייתית עם חיווטים מעל משטח Power

יש כמובן שיקולים נוספים שיש לקחת בחשבון בתכנון מעגלים עם הספקים גבוהים כמו שיקולי חום, בחירת חומרים והשפעות נוספות של רכיבים במעגל.

אם יש לכם עוד הצעות או שאלות בנושא מוזמנים לפנות אלינו.

שתפו את הפוסט
  • שתף בפייסבוק
  • שתף בטוויטר
  • שתף בגוגל+
  • שתף בלינקדאין
  • שתף באימייל
  • שתף בוואטסאפ

פוסטים נוספים מאותה קטגוריה

תכנון חרב האור האמיתית מהסרט STAR WARS עם ALTIUM DESIGNER

תכנון חרב האור האמיתית מהסרט STAR WARS עם ALTIUM DESIGNER

PCB Blog

Ben Maymon
22/10/2020
הרובוט הימי של חברת Houston Mechatronics תוכנן באמצעות ALTIUM

הרובוט הימי של חברת Houston Mechatronics תוכנן באמצעות ALTIUM

PCB Blog

Ben Maymon
24/11/2020
5 עקרונות להשמת רכיבים ב-PCB

5 עקרונות להשמת רכיבים ב-PCB

PCB Blog

עמיר רחום
16/09/2020
תגובות | 0 תגובות

השאירו תגובה

כתיבת תגובה לבטל

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *

הרשמו לקבלת עדכונים

PCB Blog
רוצים ללמוד עוד? כיתבו לנו

כיתבו לנו


social-media-youtubesocial-media-linkedin

קהילה

  • קהילת סיסטמטיקס
  • SOLIDWORKS Blog
  • PCB Blog
  • MATLAB with Fun Blog
  • GIS Blog
  • Smart 3D Printing Blog
  • ESRI Israel FB
  • SOLIDWORKS Israel FB
  • MATLAB and Simulink LI
  • MATLAB and Simulink FB

צור קשר

  • בקשת יצירת קשר
  • בקשת קשר טלפוני

רכישה

  • בקשת הצעת מחיר
  • מכירות ESRI
  • מכירות SOLIDWORKS
  • מכירות ALTIUM
  • מכירות CATIA
  • מכירות ENOVIA
  • מכירות MATLAB & Simulink
  • מכירת מדפסות תלת מימד

קורסים

  • קורסים GIS
  • קורסים SOLIDWORKS
  • קורסים MATLAB & Simulink
  • קורסים CATIA
  • קורסים ALTIUM
  • יצירת קשר מרכז ההדרכה

תמיכה

  • מדיניות תמיכה
  • שירותי ייעוץ
  • פתיחת קריאות שירות

פתרונות ומוצרים

  • תחום GIS
  • תחום 3D CAD/PLM
  • SOLIDWORKS
  • ALTIUM PCB
  • CATIA
  • ENOVIA
  • MATLAB & Simulink
  • תחום 3D Printing
  • 3D EXPERIENCE
  • תעשיות
  • אקדמיה
  • Start Ups

אודות סיסטמטיקס

  • מי אנחנו?
  • דרושים
  • אירועים
  • דרכי גישה ומפה
  • יצירת קשר

לקוחות

  • לקוחות סיסטמטיקס
  • סיפורי לקוח SOLIDWORKS
  • סיפורי לקוח MathWorks
  • סיפורי הצלחה GIS
© 2021 All rights reserved SYSTEMATICS Ltd. | Privacy Policy
  • הישארו מעודכנים
  • כיתבו לנו
Scroll to top