Problemas Comuns de Projeto de PCI e Soluções Comprovadas

Comparado ao desenvolvimento de sistemas de software, o projeto de hardware e sua otimização em eletrônica enfrentam problemas práticos como longo tempo de consumo e alto custo. No entanto, no projeto real, engenheiros tendem a prestar mais atenção a questões altamente principiadas, mas o que leva a grande influência na operação de placas de circuito impresso são justamente alguns erros detalhados que temos que corrigir repetidamente. É impossível a geração perfeita de PCIs, mas otimização gradual pode ser obtida. Este artigo primeiro listará alguns problemas no projeto de circuito, fabricação e manutenção de PCI e então fornecerá métodos fáceis de usar para otimizar PCI personalizada dentro de custo limitado.

Proteção de Tensão de Suporte de Retificação LED Multicanal

Considere uma equipartição de eletricidade pública de corredor como exemplo. Para garantir a operação normal do circuito, alimentação multicanal é utilizada para fornecer eletricidade ao módulo de potência que é um módulo AC-DC com parâmetros "Uin=AC85~264V". LED de retificação IN4007 em série com resistor de carbono de 300Ω 1/2W é utilizado pela entrada multicanal para isolamento. A Figura 1 é o diagrama de circuito deste produto.

Teoricamente, é uma ideia perfeita, enquanto há sérios problemas no uso real. Sem considerar tensão de pico, em situações normais, a tensão entre alimentações multicanal pode atingir AC400V e a tensão de suporto do IN4007 pode atingir 1000V. Os componentes certos foram escolhidos, certo? Mas o fato é que curto-circuito e explosão frequentemente acontecem por causa do problema de tensão de suporto, levando à perda do produto inteiro. Claro, não se pode negar que a baixa qualidade dos componentes e o envelhecimento dos LEDs também contribuem para o problema. Mas mesmo se LEDs de alta qualidade ou LEDs com maior tensão de suporto forem instalados no lugar dos anteriores, o problema persiste.

Considerando problemas de qualidade de fadiga precoce dentro da garantia e a existência de rendimento de throughput (TPY), é quase impossível que componentes atinjam 100% de TPY. Quanto a este circuito, 24 LEDs de retificação são necessários neste circuito avançado com taxa de sucata variando de 2,4% a 7,2%. PCIs com tal qualidade nunca são capazes de realizar plenamente as necessidades dos clientes. Na verdade, aqui está uma maneira fácil de lidar com este problema. Desde que mais um IN4007 seja colocado em série em cada loop, este problema será facilmente resolvido. Porque neste momento, a tensão do circuito é reduzida em 0,7V, não tem efeito na saída. Apenas um pequeno aumento de custo traz o dobro dos valores de tensão de suporto e uma diminuição da ocorrência de erro para 0,5%.

Soluções para Interferência Eletromagnética pela Operação Frequente de Relé Miniatura

A interferência eletromagnética trazida pelos relés miniaturas em PCIs, já que descarga de arco será produzida quando eles estiverem cortando alta corrente. A interferência não só influencia a operação normal da CPU, levando a resets frequentes, mas faz decodificadores e drivers produzirem sinais e instruções errados que resultam em erro de implementação de componentes também. Todas essas influências causarão produtos defeituosos e acidentes. Para resolver este problema, dois aspectos podem ser considerados: aumentar a capacidade anti-interferência da CPU e reduzir a fonte de interferência.

1. Aumentar a capacidade anti-interferência da CPU

Uma CPU com alta capacidade anti-interferência deve ser instalada. A seleção de CPUs também precisa de experimentos e testes. Por exemplo, 90C52RC SCM é uma seleção ideal. Este tipo de CPU apresenta capacidade anti-estática de 20KV e capacidade anti-pulso rápido e eletromagnética de 4KV.

2. Reduzir a fonte de interferência

• Amplificadores acionadores de relé são capazes de reduzir efetivamente a interferência gerada pela força eletromotriz de retorno quando a bobina está em desligamento.
• Circuito de absorção RC é conectado em paralelo entre contatos do relé para que interferência de ruído possa ser rapidamente absorvida.
• Placas de circuito são revestidas com cobre. Revestimento de cobre é muito útil na redução da interferência do relé.
• Relés devem ser cuidadosamente selecionados. Relés com a mesma especificação sempre têm seleções de diferentes potências de bobina. O princípio básico é que quanto maior a potência da bobina, mais rapidamente as ações de liga/desliga do contato do relé se tornam, menor o tempo de descarga de arco entre contatos, menor o tempo de interferência eletromagnética.

Melhoria do Descolamento de Pad

Nem desmontagem nem soldagem podem ser evitadas quando PCIs estão sob manutenção. PCIs envelhecidas ou PCIs com pads muito pequenos sempre testemunham descolamento de pad e descolamento da camada de solda na parede do furo da placa quando componentes são desmontados das PCIs.

1. Quanto ao descolamento de pad de pino

O pad próximo na mesma trilha pode ser conectado a ele com uma linha curta que pode ser selecionada de acordo com a distância e a quantidade de corrente que pode suportar. Para curta distância, pinos descartados aparados ou header de pinos podem ser usados para soldagem; para longa distância, fios de cobre com camada isolante externa podem ser usados para conexão, a fim de evitar curto-circuito causado pela conexão entre linhas e pinos de outros componentes. Quando o problema de descolamento de pad sempre ocorre neste local, pode-se verificar que o projeto de PCI aqui é tão irracional que o design dos pads deve ser otimizado. Pads podem ser projetados em formato alongado arredondado ou gota d'água dentro do espaço utilizável e linhas de revestimento de cobre curtas e grossas podem ser adicionadas para aumentar sua capacidade de absorção em relação ao material da PCI.

2. Quanto ao descolamento da camada de solda na parede do furo da placa

A razão reside no tamanho pequeno do furo da placa. Quando componentes são desmontados das PCIs, vem junto a camada de solda de estanho na parede do furo da placa. Então, sugere-se que o tamanho do furo do pad seja 0,3 a 0,5mm maior que o dos pinos no processo de projeto. Quando a camada de solda de estanho na parede do furo do pad caiu, este método pode ser tentado. Pinos de novos componentes devem ser instalados antes do estaçamento com a camada de solda de estanho um pouco mais grossa. Em seguida, vem a soldagem do pino. A camada de solda de estanho no pino é capaz de soldar os pads na PCI facilmente.

Substituição de Componentes Vulneráveis

Desde que componentes eletrônicos sejam usados, algumas partes se tornam vulneráveis e precisam ser trocadas ou substituídas. O método usual de manutenção desses componentes é através de soldagem, que leva a muito consumo de tempo, influenciando fortemente a eficiência do trabalho. Sugere-se que bases sejam adicionadas a componentes vulneráveis ou conexões possam ser feitas através de plugs ou fileiras de inserção. Este método ajuda engenheiros a economizar muito tempo e esforço.

Projeto e otimização de PCI é um processo complicado, exigindo tanto um blueprint de projeto quanto detalhes triviais. Otimizar cada detalhe leva a diminuição de tempo de consumo e custo no processo de fabricação de PCI.

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