Treoir Leagan Amach PCB Nasc Kelvin

Scarann ​​nasc Kelvin, ar a dtugtar nasc ceithre shreang nó ceithre chríochfoirt freisin, an cosán a iompraíonn sruth trí eilimint ón gcosán a bhraitheann an voltas trasna air, ionas nach ndéanann friotaíocht an tsreangaithe agus na n-alt sádrála dochar don tomhas. Is í an teicníc chaighdeánach í chun friotaíochtaí beaga a thomhas agus chun sruth a bhrath trasna shunt ísealluacha. Míníonn an treoir seo cad is nasc Kelvin ann, cén fáth a dteipeann ar thomhas dhá shreang gnáth, agus conas go díreach lorg an fhriotóra braite a leagan amach, na línte braite a threorú, agus an bord a mhonarú ionas go mairfidh an cruinneas i dtáirgeadh.

Cad is Nasc Kelvin (4-Shreang) ann

Is é an smaoineamh dhá phéire neamhspleácha nasc a thabhairt don eilimint atá á thomhas seachas péire amháin comhroinnte.

Cosáin fórsa agus braite

• An bhfeidhm Iompraíonn an cosán an sruth tomhais (nó an t-ualach) isteach agus amach as an eilimint. Is cúis le titim voltais aon fhriotaíocht sa chosán seo, ach tarlaíonn an titim sin lasmuigh den phointe braite.
• An ciall Ceanglaíonn an cosán leis an eilimint chun an voltas trasna air a thomhas. Tá sé ródaithe chuig ionchur ard-impedance ionas nach sreabhann beagnach aon sruth ann, rud a chiallaíonn nach mbíonn aon earráid ann de bharr fhriotaíocht an tsreangaithe braite.

Ós rud é go dtagann an nasc braite an voltas go díreach chuig an eilimint agus nach n-iompraíonn sé aon sruth suntasach, léiríonn an tomhas an eilimint féin, ní an sreangú agus na hailt a théann chuici. Sin é buntáiste iomlán na teicníce.

Beagán de stair

Ainmníodh an modh i ndiaidh an Tiarna Kelvin, a d'fhorbair a dhroichead Kelvin sa 19ú haois go beacht chun friotaíocht an-íseal a thomhas go cruinn. Is é an prionsabal céanna, fórsa agus braite a scaradh, atá mar bhunús le ciorcaid nua-aimseartha braite reatha agus tomhais beachtais inniu.

Cén fáth a dteipeann ar thomhas 2-shreang

Chun a fheiceáil cén fáth go bhfuil ceithre shreang ag teastáil, féach ar a bhfuil mícheart le dhá cheann. I dtomhas dhá shreang, iompraíonn an péire céanna nasc an sruth agus braitheann sé an voltas, mar sin áirítear sa voltas tomhaiste na braonta trasna an tsreangaithe agus na hailt sádrála, ní hamháin trasna an eilimint.

Sampla oibrithe

Abair go gcuireann tú 50 A trí sheant 0.5 mΩ chun sruth a thomhas. Is é an comhartha úsáideach ná:

50 A × 0.0005 Ω = 25 mV

Anois, smaoinigh ar na paraisítí. Is féidir le hailt sádrála 0.1–0.2 mΩ a chur leis go héasca, agus cuireann na rianta nasctha níos mó leis. I scéim dhá shreang, suíonn na friotaíochtaí sin i sraith leis an tseoltóir agus déantar iad a thomhas in éineacht leis. Tugann fiú cúpla deichiú cuid de mhilleohm de fhriotaíocht hailt agus rianta, i gcoinne seoltóir 0.5 mΩ, earráid 20% nó níos mó isteach, agus athraíonn sé leis an teocht de réir mar a théann na hailt agus an copar suas. Déanann an tábla an chodarsnacht soiléir.

Baintear an earráid seo leis an nasc ceithre shreang toisc go dtagann an cosán braite an voltas ag an shunt féin agus nach n-iompraíonn sé aon sruth. Sin é an fáth go n-úsáideann braiteadh reatha beacht nasc Kelvin i gcónaí.

Cá n-Úsáidtear Naisc Kelvin

In aon áit a gcaithfear friotaíocht bheag nó sruth a thomhas go cruinn, feictear an nasc Kelvin.

• Shuntaí braite reatha, an cás clasaiceach, ag tomhas sruth ualaigh trí fhriotóir ísealluacha.
• Córais bhainistíochta ceallraí, áit a mbraitheann rianú cruinn reatha agus staide luchta ar bhraith ghlan.
• Tiomántáin mhótair agus inbhéirteoirí, ag braiteadh srutha céime nó bus le haghaidh rialaithe agus cosanta.
• soláthairtí cumhachta, le haghaidh teorannú, rialáil agus monatóireacht reatha.
• Tomhas ísealfhriotaíochta go ginearálta, amhail tréithriú nascóirí, foirceannadh nó teagmhálacha.

Is minic a bhíonn sruthanna arda agus teas suntasach i gceist leis na feidhmchláir seo, agus is é sin an fáth go bhfuil an leagan amach agus an monarú chomh tábhachtach sin, agus cén fáth gur téama athfhillteach i ndéantúsaíocht leictreonaice cumhachta é braiteadh reatha.

Ag Roghnú an Fhriotóra Shunt

Sula leagtar amach an nasc Kelvin, ní mór an shunt féin a roghnú. Tá ceithre pharaiméadar i réim sa chinneadh sin.

Is gníomh cothromaíochta é an luach. Tá an sampla a oibríodh níos luaithe, 50 A trí 0.5 mΩ ag tabhairt 25 mV, compordach d'aimplitheoir braite reatha gan mórán cumhachta a chur amú. Roghnaigh an luach is ísle a thugann comhartha glan fós, deimhnigh an rátáil chumhachta le corrlach ag an sruth buaice, agus roghnaigh cuid íseal-TCR ar mhaithe le cruinneas. I ndearaí ard-reatha is féidir leis an teas a scaipeann shunt a bheith suntasach, mar sin ceanglaíonn sé ar ais leis an bpleanáil theirmeach chéanna a thiomáineann cinntí déantúsaíochta leictreonaice cumhachta.

Ag Leagan Amach Lorg na Friotaíochta Braite

Déantar nó cailltear an nasc Kelvin sa leagan amach. Tá roinnt cleachtas sonrach riachtanach.

Bain úsáid as lorg coise 4-eochaircheap tiomnaithe

In ionad lorg friotóir 2-cheap simplí, bain úsáid as patrún 4-cheap: dhá cheap fórsa mhóra a iompraíonn an sruth agus dhá cheap braite bheaga a thapaíonn an voltas. Sonraítear go leor shuntaí beachtais leis an lorg Kelvin seo go díreach, agus is é an pointe tosaigh ná patrún molta an mhonaróra a leanúint.

Tapáil an nasc braite ag imeall an eiliminte

Ceangail na ceapacha braite díreach ag corp an fhriotóra, taobh istigh de na naisc fórsa, ionas go mbeidh an voltas braite trasna an eilimint amháin agus nach n-áirítear friotaíocht an cheapa fórsa agus an chomhpháirte. Is é an áit a dtagann na ceapacha braite an mionsonra is tábhachtaí: tapáil lasmuigh den chonair fórsa é agus athbhunaíonn tú an earráid chéanna a bhaineann an teicníc.

Coinnigh na ceapacha fórsa siméadrach

Déan an dá phainéal fórsa siméadrach ó thaobh méide agus nasc copair de. Ní fadhb leictreach amháin í an neamhshiméadracht, is fadhb déantúsaíochta í: tarraingíonn copar míchothrom teas go míchothrom le linn athshreabhadh, mar sin téann agus fliuchann foirceann amháin den chuid roimh an gceann eile. Is féidir leis an míchothromaíocht sin an chomhpháirt a ardú nó a aistriú, an teip clasaiceach tombstoning. Coinníonn pailléid fórsa siméadracha, cothromaithe an dá cheann ag téamh go cothrom agus an chuid curtha i gceart, agus sin an áit a bhfuil taithí tionóil tairbheach le linn tionól PCB.

Ag Ródú na Línte Braite

Leis an lorg coise ceart, ní mór na rianta braite a threorú go cúramach chun an cruinneas a chaomhnú.

Gearr, meaitseáilte, agus ar shiúl ón sruth

• Treoraigh an dá líne chiall mar phéire dlúth-spásáilte, meaitseáilte ó thaobh faid de, ag déileáil leo mar chomhartha difreálach ionas go gcúisíonn an torann go cothrom an dá cheann agus go gcealaíonn sé.
• Coinnigh gearr iad agus iad a threorú ar shiúl ón gcosán fórsa ard-reatha agus ó nóid lasctha.
• Seol iad chuig ionchur ard-impedance, aimplitheoir braite reatha nó ADC, mar sin ní shreabhann mórán srutha agus ní bhíonn aon titim mar thoradh ar fhriotaíocht na sreinge braite.

An tosaigh tomhais

De ghnáth, ceanglaíonn an péire braite le haimplitheoir braite reatha tiomnaithe (is samplaí coitianta iad gléasanna ar nós an INA219 nó an INA240) nó go díreach le hionchur ADC beacht. Trí fhriotóirí sraithe beaga meaitseáilte (ar ord cúpla go deich óm) a chur i ngach líne braite, soláthraítear scagadh agus cosaint ionchuir gan an péire a dhíchothromú. Ós rud é gur ródaireacht analógach beacht é seo in aice le sruthanna arda, baineann an disciplín chéanna a úsáidtear in obair ardluais agus rialaithe-impedance , cosáin fillte cúramach agus rialú rianta, anseo freisin.

Éifeachtaí Dara hOrd

Nuair a bhíonn na bunghnéithe i gceart, socraíonn cúpla éifeacht níos caolchúisí an teorainn ar chruinneas.

EMF teirmeach (voltais theirmileictreacha)

Gineann acomhail idir miotail neamhchosúla, sádrán, copar, agus an eilimint friotóir voltais bheaga nuair a bhíonn grádán teochta eatarthu. Ag an leibhéal micreavolta, tá na EMFanna teirmileictreacha seo tábhachtach chun na tomhais is cruinne a bhaint amach. Laghdaítear an éifeacht trí na acomhail braite a choinneáil siméadrach agus ag teochtaí comhchosúla, agus trí spotaí te in aice leis na sconnaí braite a sheachaint.

Calabrú agus drift

Chun an cruinneas is airde a bhaint amach, calabraigh an tionól críochnaithe agus cuir comhéifeacht teochta an tseantáin san áireamh. Baintear na hearráidí móra le leagan amach maith; láimhseálann calabrú an t-iarmhar, agus coinníonn bainistiú teasa friotaíocht an tseantáin féin cobhsaí, agus uaireanta bíonn gá le foshraith atá oiriúnach do thionól croí-mhiotail i ndearaí ardchumhachta.

Cúrsaí Déantúsaíochta

Braitheann dearadh Kelvin a bhfuil cuma foirfe air i CAD fós ar an gcaoi a ndéantar é a thógáil. Bíonn tionchar díreach ag roinnt fachtóirí déantúsaíochta ar an toradh.

• Friotaíocht agus comhsheasmhacht sádrála-chomhpháirteach. Cé go seachnaíonn an cosán braite na hailt fórsa, coinníonn hailt fórsa comhsheasmhacha ísealfhriotaíochta an cosán reatha cobhsaí; seachadann tionól rialaithe an chomhsheasmhacht sin.
• Siméadracht lorg coise i gcleachtas. Ní mór na pillíní fórsa siméadracha a thógáil agus a shádráil go siméadrach chun tombstoning agus aistriú socrúcháin a sheachaint, feidhm de dhearadh stensil agus próifíl athshreafa.
• Rialú rian agus copair. Coinníonn geoiméadracht chopair chruinn, in-athdhéanta an cosán fórsa agus an péire braite meaitseáilte ag feidhmiú mar atá deartha, rud a bhraitheann ar an mbunús Déantúsaíocht PCB chaighdeán.
• Tástáil agus fíorú. Trí fhíorú an tomhais i gcoinne tagartha aitheanta, deimhnítear an dearadh agus an tógáil araon, agus tagann torthaí comhsheasmhacha ar scála ó rialú próisis i tionól PCB ard-toirte.

Is é aidhm athbhreithniú DFM ná fadhbanna leagan amach i gcoinne déantúsaíochta a aithint go luath , ag deimhniú gur féidir lorg an tseoltóra, cothromaíocht an eochaircheap agus ródaireacht an chiall a thógáil sula ndéanann tú gealltanas.

Níl ciall le tomhas ceithre shreang ach amháin má choinníonn an daingneán naisc fórsa agus braite ar leithligh. Ba cheart don tástáil fheidhmiúil ar leibhéal an bhoird an t-ualach, na pointí tóireadóireachta, na teorainneacha tomhais agus na ceanglais calabrúcháin a shainiú seachas brath ar sheiceáil leagan amach amháin.

Ceisteanna Coitianta

Cad is nasc Kelvin ann?

Nasc ceithre shreang (ceithre chríochfort) a scarann ​​an cosán reatha (fórsa) ón gcosán braite voltais (braite). Ós rud é go dtagann an cosán braite an voltas ag an eilimint agus nach n-iompraíonn sé aon sruth, ní thruaillíonn an sreangú ná friotaíocht an tsádrála an tomhas, rud a ligeann do bhraiteadh cruinn ísealfhriotaíochta agus reatha.

Cén fáth nach féidir liom nasc dhá shreang gnáth a úsáid?

I scéim dhá shreang, iompraíonn na naisc chéanna sruth agus braitear voltas, mar sin áirítear sa léamh na braonta trasna na rianta agus na hailt sádrála. I gcoinne shunt leibhéal milleohm, is féidir le cúpla deichiú cuid de mhilleohm de fhriotaíocht chomhpháirteach earráid 20% nó níos mó a chur faoi deara, agus athraíonn sé le teocht.

Cá háit a mbabhtaím na línte braite ar shunt?

Díreach ag corp an fhriotóra, taobh istigh de na naisc fórsa, mar sin níl an voltas braite trasna an eilimint amháin. Trí thapáil lasmuigh den chonair fórsa, cuirtear friotaíocht an chomhpháirte agus an riain atá tú ag iarraidh a eisiamh ar ais, rud a chuireann isteach ar chuspóir an naisc Kelvin.

Cén fáth a gcaithfidh ceapacha fórsa an shunt a bheith siméadrach?

Tarraingíonn copar neamhionann ar an dá phainéal fórsa teas go míchothrom le linn athshreafa, mar sin fliuchann ceann amháin roimh an gceann eile agus is féidir leis an gcuid ardú nó bogadh, rud a fhágann go bhfuil an tslí ina ... sháithítear an teas go cothrom.

Conas ba chóir dom an dá rian céadfaí a threorú?

Mar phéire difreálach gearr, dlúth-spásáilte, fad-mheaitseáilte, a choinnítear ar shiúl ón gcosán fórsa ard-reatha agus ó nóid lasctha, ag críochnú ag ionchur ard-impedance amhail aimplitheoir braite reatha nó ADC. Cuireann friotóirí sraithe beaga meaitseáilte scagadh agus cosaint leis gan an péire a dhíchothromú.

Cad iad na tosca déantúsaíochta a mbíonn tionchar acu ar chruinneas braite Kelvin?

Ailt fórsa comhsheasmhacha, ísealfhriotaíochta; sádráil shiméadrach na bpillíní fórsa chun uaigh-chloch a sheachaint; geoiméadracht chopair chruinn, in-athdhéanta don chonair fórsa agus don phéire braite; agus fíorú i gcoinne tagartha. Deimhníonn athbhreithniú DFM roimh tháirgeadh gur féidir an lorg coise agus an ródaíocht a thógáil.

Conas a roghnaím luach friotaíochta an shunt?

Roghnaigh an luach is ísle a thugann comhartha fós is féidir le d’aimplitheoir nó d’ADC a léamh go glan, rud a íoslaghdaíonn an chumhacht agus an t-ualach voltais atá á gcaillteanas. Deimhnigh go láimhseálann an rátáil chumhachta I²R ag an sruth buaice le corrlach, agus roghnaigh cuid le comhéifeacht teochta íseal (TCR) ionas go bhfanfaidh an léamh cruinn de réir mar a théamhann an shunt.