Cewka PCB szybko zyskuje na popularności w przemyśle elektronicznym - ze względu na ergonomiczną naturę spiralnej płytki z cewką.
Ponadto, cewka PCB działa skutecznie jako pokładowy induktor planarny. Innymi słowy, można zastąpić fizyczny element indukcyjny cewką RF. Tak więc, jest to świetne urządzenie, które warto mieć, ponieważ oszczędza miejsce i pieniądze.
Tak więc, w tym artykule, postanowiliśmy dać ci podział tego, co to jest, jak stworzyć jeden, i więcej.
Zaczynajmy!
Co to jest Cewka PCB?
Cewka PCB
Cewka PCB to urządzenie, które powstaje w wyniku zastosowania wybranych kształtów do drukowania metalowych ścieżek na płytce drukowanej. Co ciekawe, proces ten można wykonać na wielu warstwach dla różnych kształtów i modeli.
Ponadto, PCB ma kilka kontrastujących warstw izolacyjnych i przewodników splecionych w celu ukształtowania cewki PCB zbiorczo w grupach.
Ponadto urządzenie posiada warstwę przewodzącą, która obejmuje szlak. Stąd pasuje do odpowiedniej formy łuku i rozdziela się na wiele odrębnych części przewodzących.
Cewka PCB w większym widoku
Dodatkowo urządzenie posiada fragmenty, które łączą się bezpośrednio z warstwami. W efekcie na PCB pojawią się filamenty lub wzory przepływu prądu. Dzięki temu można skalibrować cewkę tak, aby każdy filament dostał znaczący równy czas w pobliżu dopasowanego pierścienia.
A filament cewki porusza się w powtarzającym się wzorze, na zewnątrz, do góry, wewnątrz i w dół. W konsekwencji, żarniki przyczynią się do wzajemnej autonomii transkonduktancji cewki. Należy również pamiętać, że wszystkie warstwy tranzystorów mogą mieć powiązane ślady i złącza (intralayer).
Cewka PCB-PCB Cewka Rogowskiego
PCB Cewka Rogowskiego
Cewka Rogowskiego jest urządzeniem, które jest potrzebne do obliczenia prądu w siatce w pewnym okresie. Urządzenie to jest bardziej powszechne niż standardowy przekładnik prądowy z rdzeniem magnetycznym ze względu na jego przystępną cenę i brak nasycenia.
Ponadto, urządzenie wykorzystuje łatwą technikę produkcji, imponującą precyzję obliczeniową i szeroki promień pomiaru.
Wadą cewki Rogowskiego jest rozbieżność w kącie fazowym i niska indukcyjność wzajemna. Ale można naprawić lukę w kącie fazowym za pomocą układu scalonego. Tak więc, cewka Rogowskiego skutecznie mierzy prąd trójfazowy w przestrzeni wyłącznika.
Również niska indukcyjność wzajemna cewki Rogowskiego przekłada się na posiadanie niskiego stosunku sygnału do szumu. Urządzenie jest jednak podatne na zakłócenia zewnętrznego pola magnetycznego. I właśnie dlatego konstrukcja cewki Rogowskiego jest wyposażona w układ scalony i dużą indukcyjność wspólną.
Specyfikacja cewki Rogowskiego
Napięcie wyjściowe = 0,023mV/A.
Współczynnik zakłóceń = 0.26%
Amplituda obwodu = 62,2dB (przy poziomie mocy)
Konfiguracja obwodu w zakresie od 50Hz do 1kHz
Cewka PCB-Kalkulator cewki PCB
Wymiary cewki PCB
Istnieją trzy metody, których możesz użyć do obliczenia cewek PCB:
Metoda pierwsza.
Opiera się na modyfikacji wyrażenia H.A Wheelera dla induktorów (planarnych spiralnych).
L = K1µ0 N2Davg/ (1 + K2ɸ)
Gdzie:
ɸ - współczynnik wypełnienia
N - liczba zwojów
µ0 - stała magnetyczna (4π x 10-7)
L - indukcyjność (µH)
Davg - średnia średnica cewki (µm)
Współczynniki K1 i K2 zależą od układu lub kształtu cewki. Poniżej znajduje się zestawienie różnych form:
Cewka PCB-Metoda drugs.
Jest to wyrażenie jednomianowe. A wzięło się to z dopasowania sporej bazy cewek z ich dokładnymi wartościami.
L = βDα1 Wα2 Dα3avg Nα4 gα5
Gdzie:
g - szczelina między zwojami (s - W) (µm)
N - liczba zwojów
D - średnica zewnętrzna cewki (µm)
L - indukcyjność (µH)
Davg - średnia średnica cewki
W - szerokość śladu na PCB
Mając to na uwadze, współczynniki αi i β zależą od układu, z którego korzystasz. Podsumowanie współczynnika dla różnych formatów jest następujące:
Metoda trzecia.
Ta pochodzi z zasad elektromagnetycznych. Wystarczy, że oszacujesz boki spirali.
L = µ0N2Davgc1/2 (In (c2/ɸ) + c3ɸ + c4ɸ2)
Cewka PCB-Należy zwrócić uwagę na ważne kwestie
Dokładność trzeciego wzoru może się zmniejszyć, gdy wzrasta stosunek s/W. I pokazuje maksymalny błąd około 8%. Ponadto można zbudować praktyczne zintegrowane cewki spiralne z W ≤ s.
To powiedziawszy, musisz określić swój układ i średnicę cewki przed obliczeniem. Tak więc, jeśli twój wynik jest poza wydrukowanym śladem akceptowalnej wielkości, dostosuj swoją średnicę. Następnie ponownie oblicz swoją cewkę.
Zazwyczaj powinieneś oczekiwać około 2 - 3% błędów dla trzech wyrażeń. Dodatkowo, jeśli chcesz określić zagłębienie cewki, użyj średniej średnicy cewki (Davg) i współczynnika wypełnienia (ɸ).
Davg = (D + d)/ 2
ɸ = (D - d)/ (D + d)
Gdzie:
D - średnica zewnętrzna cewki
d - średnica wewnętrzna cewki
Produkcja cewek PCB
Cewki PCB na płytce
W tej części pokażemy jak skonstruować prototypową płytkę PCB obok wariantów spiralnych. Zanim jednak wskoczysz do projektu, użyj elastycznego siłownika jako przewodnika. Dodatkowo możesz użyć poniższych wariantów, aby uzyskać dokładne wyniki:
40 skrętów - 4 warstwy
35 skrętów - 2 warstwy
25 obrotów - 4 warstwy
30 obrotów - 4 warstwy (zawiera otwór w rdzeniu)
35 obrotów - 4 warstwy
30 obrotów - 4 warstwy
Krok 1
Mając na uwadze warianty, umieść złącze na płycie głównej. Następnie okabluj płytę po kolei. W konsekwencji twój drut staje się cewką na twojej płycie. Podczas gdy jesteś przy tym, pamiętaj o kwocie netto (gdzie pierwszy i drugi to odpowiednio zero i jeden).
W tym momencie musisz użyć kodu python obok właściwego IDE. Następnie wybierz preferowany ślad i przetestuj strony. Możesz zacząć od promienia i podążać za nim z odległością. Zwróć również uwagę na odstępy między ścieżkami. To znaczy, że odstępy między ścieżkami powinny być dwukrotnie większe niż szerokość ścieżki.
Tak więc, jeśli masz więcej boków, twoja cewka będzie gładsza. I musisz ustawić kilka parametrów, takich jak ścieżka obrotu, liczba biegunów, płyta miedziana i liczba netto. Następnie uruchom skrypt. W okienku wyjściowym zobaczysz wyświetlone liczby.
Proszę skopiować i wkleić te liczby i zapisać je w formacie PCB. Następnie otwórz plik KiCad PCB aby zobaczyć cewkę.
KiCad PCB
Krok 2
Użyj grubej miedzianej płytki PCB do stworzenia cewki. Innymi słowy, twoja miedziana cewka może mieć około 0,13mm grubości. Kiedy skończysz projekt PCB, możesz przesłać pliki Gerber do OurPCB i złożyć zamówienie.
Krok 3
Na tym etapie możesz zdecydować się na zaplanowanie i wydrukowanie fragmentów w różnych rozmiarach i kształtach. Na przykład, jeśli ścieżka miedziana Twojej cewki wynosi 0,13 mm, oznacza to, że Twój pierścień obsłuży maksymalnie 0,3 A.
Zatem elektromagnes dla Twojej pierwszej konstrukcji powinien mieć około 1,4A. Ale będziesz musiał zmniejszyć siłę. Również musisz zmniejszyć grubość ścianki i przekrój. Następnie zachowaj początkową formę i zmierz ją z różnymi rozmiarami magnesów. Dzięki temu Twoje segmenty pozostaną lekkie.
Krok 4
Wreszcie możesz podnieść swoje segmenty dzięki 30 obrotom i czterem wariacjom na temat każdej warstwy. Podczas gdy jesteś przy tym, użyj magnesu neodymowego (6 x 1,5 mm).
Zaokrąglenie
Cewka PCB może mieć problemy termiczne. Ale plusy przeważają nad minusami, ponieważ są one niedrogie, bardzo uniwersalne i łatwe do wykonania. Ponadto, cewki PCB mają duży potencjał w zastosowaniach WPT (bezprzewodowy transfer energii).
I można poprawić wydajność urządzenia poprzez umieszczenie miękkiego materiału magnetycznego pośród cewki. Ponadto, jeśli przestrzegasz określonych zasad projektowania, możesz uzyskać cewkę PCB o wysokiej wydajności energetycznej i doskonałej jakości.
Czy potrzebujesz pomocy przy budowie cewki PCB? A może potrzebujesz najlepszej dla swojego projektu? Zapraszamy do kontaktu z nami.
