Przekaźnik PCB-Przekaźniki są krytycznymi urządzeniami przełączającymi i zabezpieczającymi w elektronice. Ponieważ urządzenia elektroniczne stają się coraz bardziej kompaktowe, konieczne jest spawanie małych przekaźników na płytkach drukowanych. Urządzenia te znane są jako przekaźniki PCB.
Jeśli Twój projekt elektroniczny wymaga tego urządzenia, oto zbliżenie na to, jak dopasować je do płytki drukowanej. Pamiętaj, że istnieją różne typy i rodzaje przekaźników PCB. Przyjrzyjmy się!
Co to jest przekaźnik PCB?
Przekaźnik jest urządzeniem używanym do zarządzania energią (kontrolowanie obwodu wysokiego napięcia) przy użyciu wtórnego obwodu niskiego napięcia. W porównaniu do przełączania opartego na tranzystorach, ten element ma zaletę izolacji galwanicznej.
Przekaźniki PCB działają jak zwykłe przekaźniki, ale są wystarczająco kompaktowe, aby zmieścić się na płytce PCB. Zwykle mają one wysokie napięcie znamionowe i mocowane są do płytki za pomocą technologii przelotowej ze względu na ich wagę i rozmiar.
Przekaźnik PCB jest umieszczony obok tranzystora. Porównaj rozmiary.
Źródło: Wikimedia Commons
Funkcje przekaźników PCB
Mimo że są mniejsze i mają niższe napięcie znamionowe, te miniaturowe przekaźniki działają jak te standardowe. Posiadają one następujące funkcje, które zazwyczaj zależą od ich typu.
Przełączanie wysokiego napięcia: Te urządzenia elektromechaniczne pomagają w przełączaniu na aplikacje o wysokiej częstotliwości i sygnały o wysokim napięciu. Mogą pracować z wysokimi prądami i napięciami.
Zabezpieczenie nadprądowe: Te przekaźniki zatrzymują wysokie prądy przed przepływem w złym kierunku w obwodzie.
Zabezpieczenie termiczne: Takie przekaźniki zadziałają, jeśli temperatura przekroczy pewien ustawiony próg.
Przekaźnik PCB-Zabezpieczenie różnicowe: Przekaźniki te wyzwalają się, gdy dwie różne części obwodu mają różne prądy lub napięcia.
Zabezpieczenie częstotliwościowe: Takie przekaźniki wyzwalają się, gdy częstotliwość AC jest zbyt wysoka lub zbyt niska.
Opóźnienie czasowe: Przekaźniki te wyzwalają się przez określony czas.
Półprzewodnikowe: Takie przekaźniki przełączają się elektronicznie.
Jakie są różne rodzaje przekaźników używanych w montażu PCB?
Klasyfikacja przekaźników PCB zależy od ich struktury, umiejscowienia, zastosowania i styków. Wykorzystując te czynniki, mamy następującą klasyfikację przekaźników.
Przekaźniki elektromagnetyczne
Przekaźniki elektromagnetyczne zawierają komponenty elektryczne i mechaniczne, które współpracują ze sobą, aby poruszać zestawy styków mechanicznych po aktywacji. Podstawową częścią tego systemu jest elektromagnes, który tworzy pole magnetyczne, aby otworzyć lub zamknąć zestawy styków. Możesz użyć AC lub DC w tym przekaźniku, a najczęstsze rodzaje to typy indukcyjne i przyciągające.
Przekaźnik elektromagnetyczny
Źródło: Wikimedia Commons
Przekaźniki półprzewodnikowe
Przełączanie w przekaźniku półprzewodnikowym wykorzystuje elementy półprzewodnikowe, a nie mechaniczne. Również to urządzenie ma większy zysk mocy niż przekaźnik elektromagnetyczny PCB. Ten wysoki zysk wynika z ich niższej kontroli energii w stosunku do ich wysokiej mocy wyjściowej.
Przekaźniki półprzewodnikowe
Źródło: Wikimedia Commons
Przekaźnik półprzewodnikowy zapewnia szybsze możliwości przełączania niż konwencjonalny przekaźnik mocy PCB. Dodatkowo, działa cicho i ma długą żywotność ze względu na brak styków. Niektóre przykłady obejmują przekaźniki fotosprzężone i sprzężone z transformatorem.
Przekaźnik PCB-Przekaźniki hybrydowe
W skład tych przekaźników wchodzą elementy elektromagnetyczne i elektroniczne pracujące razem, ale w pozycjach równoległych. Część elektryczna przekaźnika zajmuje się prostowaniem, podczas gdy komponent elektromagnetyczny zajmuje się sekcją wyjściową.
Podstawową zaletą tej konfiguracji jest mniejsza strata energii w porównaniu z przekaźnikami półprzewodnikowymi, co skutkuje zmniejszeniem zużycia energii.
Przekaźnik PCB-Przekaźniki termiczne
Przekaźniki termiczne wykonują czynności przełączające reagując na zmiany temperatury i przesuwając odpowiednio pozycje styków. Ponieważ zmiany temperatury powodują przełączanie, przekaźniki te są niezbędne do ochrony urządzeń przed przegrzaniem. Obejmują one silniki i elementy bimetaliczne, takie jak czujniki temperatury.
Jak działa przekaźnik montowany na płytce drukowanej?
Przekaźnik PCB posiada cewkę w obwodzie zasilającym wyrównaną z punktami styku. Jak prąd przepływa przez ten obwód, tworzy pole elektromagnetyczne, które działa przez metalową płytę podłączoną do armatury. To pole magnetyczne może zamknąć lub otworzyć styki, co jest efektem przełączania. Następnie można użyć liczby rzutów, liczby biegunów lub liczby przerw, aby kontrolować styki przekaźnika na kilka sposobów.
Przekaźnik PCB-Zaciski pinów przekaźnika
Ponieważ istnieją różne typy przekaźników, każdy z nich ma unikalne zestawy styków. Elektromagnetyczne lub elektromechaniczne przekaźniki mocy mają następujące cztery zaciski.
Przekaźniki kontaktronowe mają podobną konstrukcję do typu elektromagnetycznego i mają dodatnie i ujemne zaciski. Z drugiej strony, przekaźniki półprzewodnikowe zawierają zaciski wejściowe, obciążenia i wyjścia, podczas gdy przekaźniki termiczne mają dwa zaciski połączone szeregowo z silnikami.
Przekaźnik kontaktronowy
Źródło: Wikimedia Commons
Wymagania projektowe PCB dla przekaźników elektromagnetycznych
Elektromagnetyczny przekaźnik PCB nie będzie działał, jeśli jego wewnętrzne mechanizmy ulegną zniekształceniu. Dlatego należy zwrócić uwagę na jego lutowanie, mycie i aplikację ciepła podczas procesu montażu.
Większość producentów podaje zalecenia dotyczące montażu przekaźników, a są one następujące.
PCB wykonane w technologii papier-epoksyd lub szkło-epoksyd
PCB o grubości 1,6mm (do montażu przelotowego)
Przekaźniki powinny mieć również standardową grubość przewodnika (35 i 70µm). Przekaźniki termiczne i elektromagnetyczne działają jednak inaczej pod wpływem ciepła i pola magnetycznego.
Dlatego podczas projektowania płytki drukowanej należy umieścić je z dala od półprzewodników, transformatorów i innych elementów generujących ciepło. Należy również zamontować przekaźnik, aby wibracje lub wstrząsy uderzały prostopadle do kierunku działania armatury przekaźnika.
Przekaźnik PCB-Rodzaje płytek drukowanych przekaźników
Jednokanałowa płytka przekaźnika PCB
2-kanałowy przekaźnik PCB
4-kanałowe przekaźniki PCB
6-drożny przekaźnik PCB
8-kanałowa płytka przekaźnikowa PCB
Płytka drukowana 16-kanałowego przekaźnika (12V)
Przekaźnik PCB-Jak przylutować przekaźnik na płytce drukowanej
Lutowanie następuje po zamontowaniu, nałożeniu topnika i wstępnym podgrzaniu. Można to zrobić automatycznie lub ręcznie. Poniższe kroki powinny poprowadzić Cię przez proces lutowania automatycznego.
Używając procesu lutowania przepływowego, dostosuj poziom lutu, aby uniknąć jego przelania na wierzch płyty PC.
Maszyna do lutowania na fali (przepływowa)
Źródło: Wikimedia Commons
Lutuj w temperaturze 500°F±41°F/ 260°C±5°C przez około sześć sekund.
Należy stosować te warunki, chyba że określono inaczej, w zależności od typu przekaźnika. Działanie przekaźnika może jednak ulec pogorszeniu na płytkach wielowarstwowych ze względu na ich dużą pojemność cieplną. Dlatego należy zachować ostrożność przy stosowaniu takich płyt.
Do lutowania ręcznego,
Używaj lutownicy o mocy 30-60W z czystym grotem
Lutownica
Utrzymuj temperaturę końcówki na poziomie 662°F lub 350°C
Lutować przez około trzy sekundy
Po tym czasie ostudź, wyczyść, a następnie pokryj płytę.
Jak przetestować przekaźnik na płytce drukowanej
Jeśli pamiętasz, styki NO pozostają otwarte przy niewzbudzonym przekaźniku, podczas gdy styki NC pozostają zamknięte przy niezasilonym przekaźniku. Do tego testu będziesz potrzebował multimetru i wykonaj następujące kroki.
Najpierw ustaw multimetr w tryb sprawdzania ciągłości.
Sprawdź ciągłość pomiędzy biegunem a stykami NC.
Sprawdź, czy jest nieciągłość między biegunem a stykami NO
Podłącz napięcie do przekaźnika, który powinien się załączyć i wydać dźwięk kliknięcia. Pamiętaj, aby używać napięcia znamionowego.
Następnie sprawdź ciągłość pomiędzy biegunami i stykami NO.
Następnie sprawdź czy nie ma nieciągłości pomiędzy biegunem a stykami NC.
Na koniec zmierz za pomocą multimetru rezystancję cewki przekaźnika. Sprawdź, czy wartość ta jest zgodna z wartością oznaczoną przez producenta.
Testowanie płytki drukowanej
Podsumowanie
Podsumowując, przekaźniki PCB są niezbędnymi urządzeniami zabezpieczającymi płytki drukowane. Mimo, że są małe, działają jak te o standardowych rozmiarach. Wymagają jednak szczególnej uwagi podczas montażu na płytce drukowanej. Należy również uwzględnić opisane powyżej wymagania dotyczące projektowania płytek drukowanych, aby zapewnić skuteczne działanie przekaźnika. Jeśli masz jakieś pytania lub komentarze dotyczące tego urządzenia, skontaktuj się z nami w sekcji czatu lub zostaw wiadomość w formularzu kontaktowym, a my skontaktujemy się z Tobą w krótkim czasie.