تعمل لوحة الدوائر فقط عند ملؤها بالمكونات الصحيحة. تلعب كل من المقاومات والمكثفات والثنائيات والترانزستورات والدوائر المتكاملة والموصلات وأجزاء الأمان دورا في التحكم في الدوائر وتشغيلها وحمايتها. تشرح هذه المقالة هذه المكونات ووظائفها وعلاماتها واستخداماتها ، مع إعطاء معلومات واضحة ومفصلة حول أساسيات لوحة الدوائر.
ج 1. نظرة عامة على مكونات لوحة الدوائر
ج 2. الشاشة الحريرية والقطبية في مكونات ثنائي الفينيل متعدد الكلور
ج 3. مكونات لوحة الدوائر السلبية الشائعة
ج 4. مكونات لوحة الدوائر المنفصلة
ج 5. مكونات لوحة الدوائر المتكاملة
ج 6. مكونات الربط البيني للوحة الدوائر
ج 7. مكونات حماية طاقة لوحة الدوائر الكهربائية
ج 8. مكونات لوحة الدوائر الكهروميكانيكية والتوقيت
ج 9. أجهزة ثنائي الفينيل متعدد الكلور الأساسية
ج 10. حزم ثنائي الفينيل متعدد الكلور وآثار أقدام
ج 11. مكونات سلامة لوحة الدوائر
ج 12. استنتاج
ج 13. الأسئلة المتكررة [FAQ]
نظرة عامة على مكونات لوحة الدوائر
لوحة الدوائر هي أكثر بكثير من مجرد آثار نحاسية مرتبطة بالألياف الزجاجية. إنه قلب كل جهاز إلكتروني. بدون مكونات ، فإن ثنائي الفينيل متعدد الكلور هو مجرد ورقة من المسارات النحاسية المعزولة مع عدم القدرة على أداء المهام. بمجرد ملؤها بالمقاومات والمكثفات وأشباه الموصلات والموصلات وأجهزة الحماية ، فإنها تتحول إلى نظام إلكتروني كامل قادر على تشغيل الأجهزة الأخرى ومعالجتها والتواصل معها. تأتي الوظيفة من توازن المكونات السلبية ، المسؤولة عن التحكم في تدفق التيار ، وتصفية الإشارات ، وتقسيم الفولتية ، والمكونات النشطة ، التي تعمل على تضخيم وتنظيم وحساب.
بالشاشة الحريرية والقطبية في مكونات ثنائي الفينيل متعدد الكلور
ملصقات بالشاشة الحريرية على لوحات الدوائر
الشاشة الحريرية هي النص الأبيض والرموز المطبوعة على ثنائي الفينيل متعدد الكلور. يوفر مراجع سريعة لتحديد المكونات أثناء التجميع أو الاختبار أو الإصلاح. توفر هذه العلامات الوقت من خلال توفير دليل دون مطالبتهم بالرجوع دائما إلى التخطيط.
مشخصات الشاشة الحريرية الشائعة
يستخدم Silkscreen الحروف لتمثيل المكونات:
• R = المقاوم
• C = مكثف
• D = الصمام الثنائي
• Q = الترانزستور
• U / IC = الدائرة المتكاملة
• F = فتيل
• J أو P = موصل
• K = التتابع
مؤشرات قطبية للمكونات
العديد من الأجزاء اتجاهية ويجب تثبيتها بشكل صحيح. تشمل علامات القطبية ما يلي:
• الثنائيات - شريط يشير إلى الكاثود
• المكثفات الإلكتروليتية - رمز "-" على الجسم
• مصابيح LED - الجانب المسطح يشير إلى الكاثود
• الدوائر المتكاملة - يتم تحديد الدبوس 1 بواسطة نقطة أو شق أو شطب
مكونات لوحة الدوائر السلبية المشتركة
| المكون | الرمز | وظيفة | تحديد الهوية |
|---|---|---|---|
| المقاوم | [ر] | يحد من تدفق التيار ويقسم الجهد ويحدد مستويات التحيز | عصابات ملونة على أنواع من خلال الفتحة ؛ رموز من 3 إلى 4 أرقام على حزم SMD |
| مكثف | ج | يخزن ويصفى الشحنة الكهربائية ؛ يوفر رشقات نارية قصيرة للطاقة | ملحوظ في μF أو pF ؛ تظهر الإلكتروليتكس شريطا قطبيا. السيراميك في كثير من الأحيان غير مستقطب |
| محث | ل | يخزن الطاقة في مجال مغناطيسي. يقاوم التغيرات المفاجئة في التيار المتردد | أجسام على شكل لفائف أو نوى من الفريت. غالبا ما يتم تسمية القيم ب μH أو mH |
مكونات لوحة الدوائر المنفصلة
الثنائيات
الثنائيات هي مكونات أساسية للوحة الدوائر تسمح للتيار بالتدفق في اتجاه واحد فقط. تحمي هذه الخاصية الدوائر من تلف الجهد العكسي وهي مطلوبة في المقومات وشبكات التثبيت وأنظمة الحماية من زيادة التيار. يساعد رمزها "D" على الشاشة الحريرية في التعرف السريع.
الثنائيات الباعثة للضوء (LEDs)
تعمل مصابيح LED كمؤشرات ومصادر إضاءة على مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور. يتم استخدامها لإشارات الحالة ، والإضاءة الخلفية للعرض ، والعزل البصري. يجب مراعاة القطبية. يتم تمييز الكاثود بشكل خاص بحافة أو شريط مسطح. كفاءتها واستخدامها المنخفض للطاقة تجعلها لا غنى عنها في الإلكترونيات الحديثة.
الترانزستورات (BJTs و MOSFETs)
تتحكم الترانزستورات في التيار والجهد من خلال العمل كمضخمات أو مفاتيح. تتفوق ترانزستورات التقاطع ثنائية القطب (BJTs) في التضخيم ، بينما تهيمن MOSFETs على تبديل الطاقة بسبب الخسائر المنخفضة والسرعة العالية. على مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، فهي تعمل بشكل أساسي في تنظيم الطاقة والمنطق الرقمي ومعالجة الإشارات.
منظمات الجهد
تضمن منظمات الجهد أن الدائرة تتلقى جهدا ثابتا ومستقرا ، حتى عندما يختلف الإمداد. تشمل المخرجات الشائعة 5 فولت و 3.3 فولت و 12 فولت. توجد في كل من الأنواع الخطية والتبديل ، وهي ضرورية لتشغيل الدوائر المتكاملة والأحمال الحساسة. يتم تصنيفها على أنها U أو IC على محددات الشاشة الحريرية.
مكونات لوحة الدوائر المتكاملة
| نوع IC | وضع العلامات | الباقة | التطبيقات |
|---|---|---|---|
| المتحكمات الدقيقة | STM32 ، ATmega | برنامج QFP وQFN وBGA | التحكم المضمن والأتمتة والروبوتات |
| الدوائر المتكاملة التناظرية | LM358 ، TL072 | SOIC, DIP | مكبرات الصوت والمرشحات وتكييف الإشارة |
| الدوجانات المتكاملة للذاكرة | 24LCxx ، AT25 | SOIC, TSOP | تخزين البيانات والبرامج الثابتة والتخزين المؤقت |
| الدوارة المتكاملة للطاقة | LM7805 ، PMIC | TO-220 ، QFN | تنظيم الجهد وإدارة البطارية |
| الدوائر المتكاملة للترددات اللاسلكية | رموز كوالكوم | QFN، BGA | واي فاي ، بلوتوث ، اتصال لاسلكي |
مكونات ربط لوحة الدوائر الكهربائية
رؤوس وآخذ السن
تستخدم رؤوس وسوابس الدبوس على نطاق واسع للتوصيلات المعيارية. إنها تسمح بسهولة توسيع الوحدات أو اختبارها أو استبدالها. توجد في لوحات التطوير ودروع Arduino والأنظمة المدمجة ، فهي تجعل النماذج الأولية والترقيات أمرا سهلا.
موصلات USB
موصلات USB - النوع A و Type-B و Type-C و Micro-USB - هي الواجهة العالمية لنقل البيانات وتوصيل الطاقة. على لوحات الدوائر ، تدعم الشحن والاتصالات والاتصال الطرفي عبر الإلكترونيات وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والمعدات الصناعية.
موصلات الترددات اللاسلكية المحورية
تم تصميم موصلات التردد اللاسلكي مثل SMA و MMCX و U.FL للتطبيقات عالية التردد. إنها تضمن الحد الأدنى من فقدان الإشارة والأداء المستقر في أجهزة الاتصالات اللاسلكية والهوائيات ووحدات إنترنت الأشياء.
موصلات الحافة
يتم دمج موصلات الحافة في حافة ثنائي الفينيل متعدد الكلور نفسها وتتزاوج مع فتحات في اللوحات الأم أو لوحات التوسعة. شائعة في وحدات معالجة الرسومات وبطاقات PCIe ووحدات الذاكرة ، فهي تتعامل مع كل من إشارات الطاقة وعالية السرعة بكفاءة.
مكونات حماية طاقة لوحة الدوائر
الصمامات
الصمامات هي أجهزة قرابين تحمل علامة F على مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور. إنها تكسر الدائرة عند تدفق التيار المفرط ، مما يمنع ارتفاع درجة الحرارة ومخاطر الحريق. يتم وضعها بالقرب من خطوط إدخال الطاقة ، وهي المستوى الأول من الدفاع ضد الأخطاء.
الثنائيات TVS
الثنائيات الثنائية لقمع الجهد العابر (TVS) ، المميزة ب D ، تثبت طفرات الجهد المفاجئة الناتجة عن التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) أو الزيادات المفاجئة. يتم وضعها بالقرب من منافذ USB و Ethernet و HDMI لحماية خطوط البيانات والدوئرات المتكاملة من التلف العابر.
متغيرات أكسيد المعادن (MOVs)
MOVs هي مقاومات غير خطية تمتص الزيادات المفاجئة عالية الطاقة من أنابيب التيار المتردد. يتم تثبيتها عند نقاط دخول الدائرة ، وهي تحمي الأجهزة من الصواعق أو شبكات الطاقة غير المستقرة عن طريق تحويل الطاقة الزائدة بأمان.
حبات الفريت
تعمل حبات الفريت ، التي تحمل علامة FB ، كمرشحات لمنع التداخل الكهرومغناطيسي عالي التردد (EMI). يتم وضعها بالقرب من المنظمين ودبابيس الإدخال / الإخراج ، فهي تمنع ضوضاء التبديل وتحسن استقرار الدائرة.
مكونات الكهروميكانيكية والتوقيت للوحة الدوائر
مفاتيح
تعد المفاتيح من بين الأجزاء الكهروميكانيكية الأساسية على ثنائي الفينيل متعدد الكلور. تتوفر كأنواع لمسية أو منزلقة أو DIP، وتتيح لك توفير إدخال مباشر أو تكوين حالات منطقية أو تشغيل وظائف مثل إعادة التعيين أو التشغيل/إيقاف التشغيل أو تحديد الوضع.
مرحلات
تسمح المرحلات لدائرة التحكم منخفضة الطاقة بتبديل الأحمال عالية الطاقة بأمان. باستخدام ملف كهرومغناطيسي لفتح أو إغلاق جهات الاتصال ، فإنها توفر عزلا كهربائيا بين الإشارات المنطقية والأحمال الثقيلة. شائع في الأتمتة والتحكم في المحركات ومركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور الصناعية.
بلورات
توفر بلورات الكوارتز إشارات ساعة مستقرة للغاية في نطاق ميجاهرتز. هذه ضرورية في توقيت المتحكم الدقيق ، واتصالات البيانات ، ودوائر المزامنة ، مما يضمن أداء موثوقا به عبر الأنظمة الرقمية.
المذبذبات
المذبذبات هي وحدات ساعة قائمة بذاتها تولد ترددا ثابتا بدون مكونات خارجية إضافية. يتم استخدامها في المعالجات ووحدات الاتصال ودوائر التوقيت لضمان التشغيل المستقر والدقيق.
أجهزة ثنائي الفينيل متعدد الكلور الأساسية
المواجهات
تفصل المواجهات ثنائي الفينيل متعدد الكلور عن الهيكل أو سطح التثبيت. من خلال منع الاتصال المباشر ، فإنها تقلل من إجهاد مفصل اللحام ، وتحمي الآثار من السراويل القصيرة ، وتسمح بتدفق الهواء تحت اللوحة. يساعد هذا الفاصل الصغير على منع تكسير اللحام من ثني اللوحة أو الاهتزاز.
بين قوسين
تقوم الأقواس بتأمين الموصلات مثل منافذ USB أو HDMI أو Ethernet بالهيكل. بدونها ، يؤدي توصيل الكابلات وفصلها إلى ضغط متكرر على ثنائي الفينيل متعدد الكلور نفسه ، مما يؤدي إلى حدوث تشققات ووسادات مرفوعة. تنقل الأقواس الحمل الميكانيكي إلى الإطار ، مما يطيل عمر الموصل.
أدلة البطاقة
تعمل موجهات البطاقات على محاذاة لوحات المكونات الإضافية وتثبيتها. إنها تقلل من الاهتزاز وتسهل الإدخال / الإزالة وتمنع موصلات الحواف من الانحناء. في البيئات الصناعية أو بيئات السيارات ذات الصدمات المستمرة ، تعد أدلة البطاقات أمرا حيويا للمتانة على المدى الطويل.
الوسادات الحرارية والمبددات الحرارية
تولد المكونات مثل منظمات الجهد أو MOSFETs أو وحدات المعالجة المركزية حرارة تؤدي إلى تدهور الأداء وتقصير العمر الافتراضي. تعمل الوسادات الحرارية على تحسين نقل الحرارة إلى خافضات الحرارة ، بينما تعمل خافضات الحرارة على تبديد الحرارة في الهواء المحيط. إنها تمنع ارتفاع درجة الحرارة وتحافظ على موثوقية النظام.
حزم ثنائي الفينيل متعدد الكلور وآثار أقدام
من خلال الثقب (THT)
تستخدم الأجزاء من خلال الفتحة خيوطا يتم إدخالها في ثقوب محفورة وملحومة على الجانب الآخر. إنها توفر دعما ميكانيكيا قويا ، وهي رائعة للاهتزاز والإجهاد ، ويسهل وضع نموذج أولي. ومع ذلك ، فإنها تشغل مساحة أكبر ، وتجميع بطيء ، وليست مثالية للتخطيطات المدمجة. إنها شائعة في الموصلات والمرحلات ومكونات الطاقة.
أجهزة التثبيت السطحي (SMD)
تجلس SMDs مباشرة على وسادات ثنائي الفينيل متعدد الكلور دون حفر. إنها مدمجة وخفيفة الوزن ومثالية للتجميع الآلي عالي الكثافة. الجوانب السلبية هي اللحام اليدوي الأصعب ، ومتطلبات الدقة ، والقوة الميكانيكية الأقل. إنهم يسيطرون على الإلكترونيات مثل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة إنترنت الأشياء.
BGA / QFN والباقات المتقدمة
تضع حزم BGA و QFN وسادات أو كرات لحام أسفل المكون ، مما يتيح عددا عاليا من السنون وأداء ممتازا في مساحة صغيرة. إنها تتطلب لحام إعادة التدفق ، وفحص الأشعة السينية ، ويصعب إعادة صياغتها. تستخدم هذه في وحدات المعالجة المركزية و SoCs و GPUs ورقائق التردد اللاسلكي للأنظمة عالية الأداء.
مكونات سلامة لوحة الدوائر
• الخلوص هو الحد الأدنى لفجوة الهواء بين موصلين. يمنع الانحناء في الهواء عند وجود جهد عالي.
• الزحف هو الحد الأدنى لمسافة السطح على طول ثنائي الفينيل متعدد الكلور بين الموصلات. يمنع التسرب الحالي وتتبع السطح.
• هذه المسافات مطلوبة لتشغيل ثنائي الفينيل متعدد الكلور بشكل آمن وموثوق به في دوائر الجهد العالي مثل إمدادات الطاقة والمحولات ومحركات المحركات.
• يعتمد التباعد المطلوب على جهد التشغيل: تتطلب الفولتية العالية مزيدا من الزحف والتخليص.
• تؤثر درجة التلوث على المخاطر: تسمح البيئات النظيفة بتباعد أحكم ، بينما تحتاج الظروف الرطبة أو المتربة أو الصناعية إلى مسافة أكبر.
• المواد CTI تحدد جودة العزل. يعني تصنيف CTI الأعلى أن ثنائي الفينيل متعدد الكلور يمكنه تحمل مسارات الزحف الأقصر بأمان.
• توفر معايير السلامة الدولية (IEC و UL) الحد الأدنى من قيم الخلوص والزحف للجهد والمواد والبيئات المختلفة.
الخاتمة
مكونات لوحة الدوائر هي جوهر كل جهاز إلكتروني. من الأجزاء السلبية مثل المقاومات إلى الدوائر المتكاملة المعقدة وأجهزة الحماية ، يضمن كل منها الاستقرار والأداء والسلامة. معا ، يحددون مدى موثوقية النظام وكفاءته ، مما يجعل فهمهم أساسيات لأي شخص يعمل مع الإلكترونيات.
الأسئلة المتداولة [FAQ]
ما هي المكثفات المنفصلة المستخدمة؟
إنها تعمل على تثبيت مصدر طاقة IC عن طريق تصفية الضوضاء وتوفير رشقات نارية سريعة من الطاقة.
كيف يمكنك اكتشاف مكونات ثنائي الفينيل متعدد الكلور المزيفة؟
تحقق من وجود علامات رديئة وشعارات خاطئة وتغليف غير متساو واشتر دائما من موزعين موثوق بهم.
ما هي نقاط الاختبار على ثنائي الفينيل متعدد الكلور؟
إنها وسادات أو دبابيس تتيح لك قياس الإشارات والفولتية لتصحيح الأخطاء والاختبار.
كيف تساعد الفتحات الحرارية في تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور؟
إنها تنقل الحرارة من المكونات إلى طبقات النحاس الأخرى ، مما يحسن التبريد والموثوقية.
ما هو الفرق بين الطلاء المطابق والقدر؟
الطلاء عبارة عن طبقة واقية رقيقة ، بينما يغلف القدر ثنائي الفينيل متعدد الكلور بالكامل لحماية أقوى.
لماذا يلزم خفض تصنيف المكونات؟
يقلل من الضغط باستخدام أجزاء أقل من تصنيفها الأقصى ، مما يحسن الموثوقية والعمر الافتراضي.