Bir PCB tahtasında kapasitör yapabilir miyiz?

NF veya µF kapasitörlerinin büyüklüğü için umarım onları bir PCB tahtasında yapabilirim. Kapasitör, iki metal tabaka ve aralarındaki bir şey gibidir.

Mümkün mü?

Kondansatörü satın almamak, sadece kondansatörü PCB kartına tasarlayın. PCB kartında çift metal katmanlar.

Standart iki katmanlı bir FR-4 kartı üzerine sadece bakır yerleştirerek 1 nF'ye ulaşmakta zorlanacaksınız . Kapasitabil kabaca paralel plaka denklemi ile verilir:

$C = \dfrac{ \epsilon A }{ d }$

Bu durumda

$C = \dfrac{(4.7)(8.854 \times 10^{-12}) A }{ (1.6 \times 10^{-3} ) }$

veya

$C = A (2.6 \times 10^{-8}\mathrm{F/m^2})$

Yani 1 nF elde etmek için 0,038 m ² veya 380 cm ² bakır alana ihtiyacınız olacaktır. 4.7'yi FR-4 için tipik bir dielektrik sabiti olarak ( göreceli geçirgenlik ) ve tipik bir levha kalınlığı olarak 1.6 mm kullandım.

Paralel bakır bölgelere göre pF skala kapasitörleri yapmak nadir değildir, ancak normalde d teriminin çok daha küçük olabileceği çok katmanlı panolarda yapılır . Bu tür bir kondansatör, ayrı bir kondansatörden daha düşük ESR ve ESL elde edebilir , bu nedenle çok yüksek frekans devrelerinde güç kaynaklarını atlamak için değerlidir.

Ayrıca, yüksek dielektrik sabit bir tabaka sağlamak için çok katmanlı bir PCB içinde lamine edilebilen, metal kalıplama ile daha da büyük kapasitör değeri elde edilmesini sağlayan şirketler de vardır. 3M birdir. Bunlar genellikle yerleşik kapasitörler veya gömülü kapasitörler olarak adlandırılır. Bu tür malzemeyi destekleyip desteklemediklerini öğrenmek için PCB imalat atölyenize başvurun.

Bu şekilde kapasitör inşa etmek mümkündür, ancak µF'yi unutabilirsiniz. Büyük olasılıkla pF aralığında olacaktır.

$C = \dfrac{\varepsilon A}{d}$

Bir PCB üzerine geniş bir alan oluşturmak zor olacak ve plaka ayırma işlemini keyfi olarak küçük yapamazsınız, çünkü bu şekilde inşa etmeniz sizin için zor olacak ve ayrıca muhtemelen üzerinde biraz voltaj olmasını isteyeceksiniz .

Ve evet, bu, tahtada izlerden kapasitans kazanmanız anlamına gelir, bu genellikle büyük bir değer değildir, ancak özellikle birbirine yakın uzun izleriniz varsa ve yüksek bir frekans kullanıyorsanız, önemlidir.

$\varepsilon_r$

$C=\varepsilon_0\varepsilon_r \frac{A}{d}$

$\varepsilon_r$

$C=8.85 \cdot 10^{-12} \frac{\mathrm{F}}{\mathrm{m}} \cdot 4.2 \cdot\frac{0.01\space\mathrm{m}^2}{0.0015\space\mathrm{m}}$

$C=248\space\mathrm{pF}$

Daha ince bir dielektrik (FR4 çekirdeği) kullansak ve ikiden fazla plaka için belki de çok katmanlı bir levha bile olsa, nF'ye ulaşmak büyük olacaktır ve µF aralığına girmekten çok uzaktayız.

Bununla birlikte, panonuzun kenarlarında bazı kapasitörler kullanabilir ve kapasitör olarak hareket eden iki bakır düzlem kullanarak voltajlarını pano boyunca dağıtabilirsiniz. PCB kapasitörünüze paralel olan ayrık kapasitörler, hızlı mantığınıza veya güç tasarımınıza sıcak tüyleri veren neredeyse mükemmel bir topaklanmış kapasitör görevi görebilir.

Kesin veya büyük değerlere ihtiyacınız varsa PCB kapasitör kullanmazsınız, ancak tasarımınız için gerçekten iyi bir güç dağıtım sistemi oluşturmak için kullanabilirsiniz.

Daha ezoterik bir kondansatör biçimi, kırılma alanları kullanır ve her iki elektrotu iç içe geçmiş bir fraktal düzende her iki tabakaya dayayarak bırakır. Kapalı bir form çözümü yoktur ve imalat toleransına duyarlıdır, bu nedenle pratikte işe yaramaz. Kapasitanstaki artış, 4X ila 5X aralığında olacaktır. Sadece bütünlüğü için bahsetti. Hiç tavsiye edilmez.

Geçen yılki bir deney olarak, bir rulo kağıt etrafına bir rulo ile birkaç kez ayrılan alüminyum folyo tabakalarını sararak bir kapasitör inşa etmeye çalıştım. Sanırım sadece 20 nF civarında bir şey buldum. Çok az. Al oldukça büyük çarşaf kullanıyordum çünkü bir pcb buna yakın bir yerde elde etmek zor olurdu.

Mümkün mü? EVET!

Sorunuzu sözlü ve tam anlamıyla ele alırsam, bu büyüklükte büyük harflerin büyüklüğünü büyük harflerin üzerinde oluşturabilirsiniz. PCB büyüklüğünü hesaplama denklemini bilmiyorum ama bunun PCB üzerinde oluşturmak istediğiniz kapasitörün maliyetinden oldukça daha büyük olacağını tahmin ediyorum.

Bir süredir "çift taraflı PCB" panoları olan çift taraflı kapaklar yapıyorum. Ben yaklaşık 30-150 pf. Gerilim bozulma kapasitesini arttırmaya yardımcı olmak için PCB'yi her zaman yüzeye ve kenarlara kaplarım. Onları ASLA birkaç yüz volta maruz bırakmazdım, çünkü RF frekanslarında oldukça ısınabilirler !! Bunları antenler için tuzaklı-bobinlerde kullanıyorum ve uygun şekilde tasarlanmışsa sorunsuz şekilde yaklaşık 300w'a (PEP) kadar işlem yapabilir. Bundan daha fazlasını kaldırabileceğinden şüpheliyim. Onlara bu seviyelerde çalışma garantisi vermemeliydim. Onları, QTH'mdaki tuzaklı antenler ve radyo çıkışlarında kullanıyorum, ancak her zaman "yalınayak" güç seviyelerindeyiz.

Şerefe Veriler, biraz beklenmedik bir durumdur> beklendiği gibi olmadıysa özür dileriz.

Sık sık bu yöntemi yüksek reaktif yüksek frekanslı sistemler için kullanıyorum. Bununla birlikte, uyarmak istediğim, FR4 cam elyafı textolite gibi "normal" PCB malzemesi beklendiği gibi davranmıyor. Yapılarım 0.035 civarında tan (fi) 'dir. Yapılarımda 4 kV ve 10 Amper 100 MHz'de 100 pF tank kondansatörünün "biraz ısınmış" olması anlamına gelir. İlk saniyelerde 200 ° C ve 400 ° C'den sonra.

Bir süre radyatörün her iki tarafına yapıştırıcı denedim, soğutucuya batırmaya çalıştım. Mantıksal olarak hiç hoş değil. Kızılötesi fotoğrafı, homojen sıcaklık alanını bir yüzeyle gösterdi, telin yapışması etrafında herhangi bir değişme yaması yok, bu nedenle bakırın Foucault etkisi değil dielektrik ısıtmaya dayandığından emin olun.

Benim durumumda bulduğum nihai çözüm, Rogers Inc. (Belçika imalatında) teflon bazlı PCB üretti (ki, farklı malzemeler var, en iyisini veririm) tan (fi) = 0,0003. Fark, aslında, para değerinde. Ve bu kapasitör, kVAR serisi veya Jennings vb. Vishay gibi ucuzdur.

İkincisi: Genellikle "Tesla bobinleri insanlar" 40 kV kapaklar gibi malzemelere ihtiyaç duyarlar ve kHz aralık frekansları kadar düşük bir seviyede çalışırlar, bu nedenle dielektrik ısıtma onlar için çok önemli değildir. Öyleyse, zemin halısı PVC fayanslardan, rulonlarda yarı sert tipten, yaklaşık 2 ... 3 mm kalınlığında daha iyi bir şey yoktur. İki bakır folyayı arasına koyun ve "sosis" içine alın. "Olduğu gibi" olan bu malzeme 40 kV'a kadar çıkabilir ya da aşırı 50'de dayanabilir ve dağılım faktörü 0.006 ile 0.017 arasında olan 2.7 ve 3.3 arasında epsilona sahiptir. Bu nedenle, bakırın hafifçe "yürümesi" veya hava cepleri oluşturması dışında, PVC, cam elyaf epoksi PCB ile karşılaştırıldığında kapasitörler için daha iyi bir malzeme olarak görülmelidir.

3) Burada birinin kağıtla ilgili denemelerini okudum. Kağıt ürünlerinde rakamların yazılı olduğu kalır: selefon film: e = 6.7 ... 7.6 ve tan = 0.065 ... 0.01, kağıt lifleri 6.5 ve 0.005; kraft dokusu 1.8 ve 0.001-0.0015; bez pamuk dokusu 1.7 ve 0.0008-0.0065; baskı tahtası 3.2 ve 0.008. Emprenye edilmiş kağıt türleri için, mantıksal olarak, emprenye edici kimyasal ana bir etki yapar. Bu nedenle, kağıt kayıplı bir malzemedir, ancak PCB'den bile daha iyi etki eder.