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  • 常用电子元器件内部长啥样?——切开看看

    素材来源:21ic电子网 天天都在用电子元器件,里面长什么样想看看吗?常见到的电子元器件不为人熟知的内部结构,以下是这些元器件经过切割研磨后的横截面照片: 01 表贴电容 02 薄膜电容 03 电解电容 04 瓷片电容 05 钽电容 06 金属膜电阻 07 淡粉电阻 08 色环电感 09 LED 010 二极管 011 三极管 012 按钮 013 滑动单刀双掷开关   014 双排插针 015 干簧管继电器 016 DB9接头 017 电子管 018 网络变压器 019 纽扣电池 020 驻极体MIC 021 七段数码管 022 光耦 023 耳机接头 024 BGA封装 制作上述元器件的横截面,一般需要经过以下步骤: 【1】将元器件使用环氧树脂抽真空浸泡进行固定; 【2】使用研磨或者切割去掉元器件表层部分;  【3】对剩余部分进行抛光,显示清晰的截面图像; 【4】在放大镜或者显微镜下进行拍照观察。  近期热度新闻 【1】 敢坐吗?无人驾驶出租车惊现北京街头! 【2】摩尔定律引发的技术革命下,中国半导体产业的机会 【3】 从荷兰进口DUV光刻机需要许可证吗?ASML如是解释 干货技能好文 【1】 探头问题大汇总!示波器测不准的看这里! 【2】眼见不一定为实!电阻、电容和电感的实际等效模型 【3】 什么是PID?讲个故事,秒懂! 你和大牛工程师之间到底差了啥? 加入技术交流群,与高手面对面  添加管理员微信 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-10-21 关键词: 元器件 电源设计

  • 美国将向发展中国家提供贷款,试图让他们远离华为、中兴

    华尔街日报18日消息称,美国政府正着手推动说服发展中国家避开中国的电信设备,方法是向对方提供贷款和其他资金,使用华盛顿方面声称的“更安全的替代设备”。报道称,这一资金投入可能高达数十亿美元。 报道透露,美国国际开发署将派工作人员与发展中国家的政界以及监管机构的相关人士会面,目的就是为说服对方,使用华为和中兴这两家中国企业的电信设备不是个好主意。 不过,格利克表示,由于美国缺乏一家主要的无线设备制造商来提供5G设备,华盛顿将计划为与中国以外的大型公司进行合作,包括芬兰的诺基亚、瑞典的爱立信和韩国的三星电子。华尔街日报特别提到,美国国际开发署以提供食品援助出名,而不是技术援助。 报道认为,在美国扩大与中国的“科技冷战”之际,提供财政援助代表了华盛顿正在部署的一个新工具。特朗普政府一直试图遏制中国的技术进步,涉及其声称的所谓间谍活动和贸易行为方面。 2019年5月,美国开始对华为展开“攻势”。美国商务部将华为以及70家关联企业全部列入了“实体清单”中,如果没有得到美国的批准,那么华为就无法向美国企业购买元器件。 2020年8月,美国商务部官网又将华为在全球21个国家的38家子公司列入“实体清单”,而这一清单来自于美国国务卿蓬佩奥的““美国进一步限制华为获取美国技术”的声明。 而在此期间,美国也一直“变着法”敦促和威胁更多国家禁用华为和中兴。 而中方 外交部已经发表曾强调,美方所作所为彻底戳破了美方一贯标榜的市场经济和公平竞争原则的“遮羞布”,违反国际贸易规则,破坏全球产业链、供应链、价值链,这也必将损害美国国家利益和自身形象。“ 我们敦促美方立即纠正错误,停止污蔑抹黑中国,停止打压中国企业。” -END- | 整理文章为传播相关技术,版权归原作者所有 | | 如有侵权,请联系删除 | 【1】后摩尔定律时代的新救星?芯原戴伟民详解Chiplet新技术 【2】敢坐吗?无人驾驶出租车惊现北京街头! 【3】摩尔定律引发的技术革命下,中国半导体产业的机会 【4】从荷兰进口DUV光刻机需要许可证吗?ASML如是解释 【5】最新消息!日本TDK已申请恢复对华为供货 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-10-21 关键词: 华为 元器件

  • 你知道电子产品整机结构设计吗?它有什么要点?

    你知道电子产品整机结构设计吗?它有什么要点?

    关于电子产品整机结构设计,你知道多少?电子产品的设计通常包括电路设计和结构设计。电路设计就是根据产品的功能要求和技术条件,确定总体方案并设计原理框图,并在此基础上进行必要的计算和试验,最终确定详细电路设计图纸并选定元器件及其参数。结构设计则是根据电路设计提供的资料和数据,结合电子产品的性能要求、技术条件等,合理布置元器件、使之组成部件或电路单元,同时进行机械设计和防护设计,将各零部件或电路单元互连,最后给出齐套的技术图纸。 设计和制造电子产品,除满足工作性能的要求外,还必须满足加工制造的要求,电路性能指标的实现,要通过具体的产品结构体现出来。电子产品是随着电子技术的发展而发展的,其结构和构成形式也随之发生变化。初期的电子产品功能比较简单,设计考虑的主要问题是电路设计。到 20 世纪 40 年代后,随着电子产品功能越来越多,出现了将复杂产品分为若干部件、树立结构级别的先进想法;为防止气候影响,研制出密封外壳;为防止机械过载而研制出减振器,产品结构功能进一步完善,此时,结构设计才正式成为电子产品设计的内容。随后,由于产品向高集成度和小型化方向发展,尤其是出于军用电子技术的发展和野战的需要,散热、抗电磁干扰、防潮、防霉菌、防盐雾开始成为结构设计中必须考虑的内容,结构设计的内容也因此逐步丰富起来。目前,结构设计在电子产品的设计中占有较大的比重,直接关系到电子产品的性能和技术指标(条件)的实现。 电子产品的整机结构是指电子产品中由工程材料按合理的方式进行连接,能够安装电子元器件及机械零部件,使产品成为一个整体的基础结构。这种结构包括机箱机架和机柜结构、分机插箱、底座和积木盒结构、导向定位装置、面板、指示和操控装置等。 电子产品结构设计的目的是解决产品的结构形态如何与产品的功能相统一、与使用要求相统一、与由电子产品组成的工作环境和生活环境相统一,并适合人的生理和心理特性等,以满足用户的要求。 二、电子产品整机结构设计的内容 电子设备结构设计和生产工艺的任务就是以结构设计为手段,保证所设计的电子设备在既定的工作环境条件和使用要求下,达到技术条件所规定的各项指标,并能稳定可靠地完成预期功能,即保证电子设备的可靠性。 根据产品的技术指标和使用条件,整机结构设计应包括以下几方面内容: (1)总体方案设计 具体包括: ① 分机或单元的划分与总体布局。 ② 各分机或单元的技术指标分配。 ③ 可靠性分析与设计。 ④ 环境条件分析和使用要求分析。 ⑤ 可维修性的结构考虑和机电连接考虑。 ⑥ 机箱、机柜的统一性设计、造型设计及确定主要尺寸。 (2)分机或单元结构设计 具体包括: ① 元器件、零部件排列和布线,印制电路板设计。 ② 电磁兼容设计。 ③元器件散热及机械传动系统的布置等。 ④ 各分机或单元之间的协调性设计。 (3)整机防护设计 具体包括: ① 散热系统的设计。 ② 减振缓冲系统的设计。 ③ 三防(防潮、防霉、防盐雾)措施的选择和设计等。 ④ 防护设计不仅应在整机设计中考虑,在分机和单元结构设计中也应考虑。 (4)典型机械结构件设计 具体包括: ① 根据技术要求和所选定的结构形式确定整机或分机(插箱)的机架、底座和面板结构。 ② 进行刚强度分析或计算,周密地考虑可维修性及其设计,进行造型、色彩设计。 ③ 各种附件设计等。 ④ 人机工程设计,以便于安装、调试和操作、维护。 (5)机电连接设计 具体包括: ① 分机或单元之间、整机与外部设备及电源之间、分机与天线之间的机电连接形式和安排。 ② 连接元器件的选择。由于连接元器件对保证产品正常工作有重要的作用,因此在整机结构设计时,必须做到连接可靠,不引入干扰,装卸方便。 (6)整机布线设计 具体包括: ① 根据不同类型的整机电路结构及其组合设计的特点,从整机接口出发,按单向性布线的原则,合理完成接口、印制板组装件、母板、面板元器件及部件之间的导线布线、走线路径与连接关系设计。 ② 确保导线束的绑扎、辐射、弯曲、分支及其焊接及加固所需的空间、面积、距离与间隙。 ③ 形成“整机导线走线图”和“导线接点表”,保证整机导线及导线束的走线与安装。 三、电子产品整机结构设计的基本原则 电子产品的整机结构设计是一个复杂的系统工程,需要考虑的要素很多,不仅要考虑单一要素设计的合理性,更要考虑各种设计要素的整体性。有些情况下,不同要素的设计要求甚至是相互矛盾的,这就要求根据产品的总体性能要求采用折中设计方法。 电子产品的整机结构设计一般应遵循以下基本原则: (1)保证产品技术指标的实现 电子产品的性能体现为产品的技术指标,实现这些技术指标是研制与生产的最终目标。要实现产品性能指标,一方面依赖于电路设计,另一方面则依靠整机结构设计。在有些情况下,某些技术指标(与电路无关的)必须依赖于整机结构设计来解决。技术指标的实现应以电子产品的总体技术指标为主,不应盲目追求个别指标的先进性,给设计、制造工作带来额外困难。 (2)保证产品可靠性指标的实现 可靠性是电子产品的一项重要指标。电子产品的可靠性包括元器件可靠性和整机(或系统)可靠性两个方面。整机(或系统)可靠性是建立在元器件可靠性基础上的。为了提高产品可靠性,在整机结构设计时,要注意整机电路系统的可靠性和整机机械结构的可靠性。在结构设计时,应进行载荷和应力分析,充分估计工作时的最恶劣情况,精心设计和试验验证,这样可靠性才有保障。 (3)保证产品使用要求的实现 电子产品的最终价值体现是满足使用要求。因此在整机结构设计时,必须保证产品满足使用要求。一般来说,使用要求包括产品的体积、质量、产品的可维修性和产品的操纵控制性能等,具体要求如下: ① 尽量做到体积小、质量轻。对于一些需要在对空间位置和产品质量有严格要求的场合下使用的产品,减小其体积和质量具有重要意义。减小产品的体积和质量还可以节约材料,有利于加工和运输;载荷产品质量轻,结构紧凑,可以减小惯性,降低能耗。军用电子产品的体积和质量越小,其机动性越高,越能充分发挥其作用。因此,在整机结构设计时,必须合理布局,提高其组装密度,选用小型化元器件和轻质材料,并尽量简化结构,最大限度地利用空间,以减少其体积和质量。 ② 尽可能提高电子产品的可维修性。提高可维修性可以缩短维修时间,减少维修费用,延长产品无故障工作时间,充分发挥产品的作用,这对于军用产品更为重要。因此在整机结构设计时,要采取各种措施,如采用模块化结构和快速拆卸结构等,以便在发生故障时能迅速处理。 ③ 充分考虑人机工程学。设计出符合人的生理、心理特点的结构,使操作者感到方便、灵活、安全,从而更好地发挥人和机器的效能。如在使用电子产品时,一般都要通过控制器(各种旋钮、开关等)和显示器(图像显示、读数、指示等)来进行操纵和控制。对此,在整机结构设计时,要合理安排,使其符合人的生理特点,做到简便、合理、可靠,符合人的操作习惯。 (4)保证产品具有良好的工艺性 设计工艺性是产品设计工作中的一项重要因素,它直接决定了产品的可制造性,是采用经济、合理和可靠的方法制造产品的基础。随着自动化生产设备的应用和智能制造技术的发展,可制造性设计的作用越来越重要。在设计电子产品时,要从实际生产出发,使所设计的零件、组件、部件具有良好的工艺性,整机有良好的装配工艺性。只有对新材料生产情况和新工艺发展情况及加工设备和工艺水平有较全面的了解,才有可能设计出具有良好工艺性的产品。 (5)通用化、系列化、模块化 在整机结构设计中,采用模块化结构可以提高标准化程度。模块化就是把一些通用性、重复性较大的单元,用成熟的电路和结构形式固定下来,使之通用化、系列化。在设计整机产品时,通过使用这些通用化、系列化组件、单元,或稍加修改补充即可构成新产品,可以缩短设计和试制周期,减少重复劳动,使设备结构紧凑、操作维修方便,提高生产效率和产品质量。模块化是一种新的设计方法,模块化设计是按照标准化原理和系统工程原理及方法,采用顶层分析与底层需求相结合的设计方法,是一个自上而下的过程,合理划分模块、建立模块体系是其设计的关键。实践证明,采用模块设计方法能显著缩短研制周期,降低研制成本,提高产品的可靠性和可维修性。 (6)采用先进的设计技术 现代电子产品结构总体设计时需要进行大量的分析计算、数据处理、图形处理、模拟试验与计算机仿真。传统的设计技术不能满足要求,这就需要在设计上采用先进的设计技术,如 CAD(计算机辅助设计)、EDA(电子设计自动化)、MDA(机械设计自动化)等技术,对产品的电路和结构进行优化设计,尽量简化产品结构,最大限度地利用空间,减小产品的体积。 四、电子产品整机结构设计的顺序及要求 整机结构牵涉面广,要解决的矛盾多,很难遵循一套标准的设计流程,一般只能采用边分析边设计、边设计边调整,前后呼应,多方照顾与协调的设计流程(即反复迭代的设计模式)。 根据设计经验,进行整机结构设计时,可按以下顺序进行,如图 1 所示。 图 1 整机结构设计流程 (1)分机或单元划分 首先,根据产品的电路原理图和方框图,将产品划分为几个分机,若产品较简单也可划分为几个单元或部分。在划分分机(或单元)时,一般应注意以下要求: ① 各分机(或单元)在电路上应具有一定的独立性,以便于单独装配、调整和检验。 ② 高频和低频、高压和低压、输入和输出应尽可能分开,电源系统建议划分成独立分机(或单元)。 ③ 需要统调的元器件和统调机构应放在一个分机(或单元)内,同一功能的控制部分和相关的显示部分一般划在同一个分机(或单元)内。 ④ 各分机(或单元)所使用(划分)的元器件和零件、组件、部件,其体积、尺寸应能为分机(或单元)所容纳,以便采用统一尺寸的插箱或模块单元。 ⑤ 各分机(或单元)轮廓尺寸应大体相近或相同。在划分分机(或单元)时,电路设计人员和结构设计人员应密切配合,并取得一致意见,获得最佳方案。在这一过程中,应结合模块化设计方法,尽量利用现有的成熟单元模块。 (2)总体布局 在划分分机(或单元)的基础上进行总体布局。总体布局时,一般应注意以下要求: ① 质量较大的分机(或单元)应放在产品(设备)的最下部,力求降低产品(设备)重心。发热量较大的分机(或单元)应放在产品(设备)的最上部或便于散热的部位,并远离对热敏感的元器件,分机(或单元)内的元器件的布局应有利于散热。 ② 分机(或单元)的布局有利于各部分之间的电连接和布线,特别应避免电连接和布线而引起耦合和反馈,从而形成干扰。 ③ 分机(或单元)的布局应有利于产品(设备)安装、调试和维修,有利于操纵运用,并满足安装空间要求及使用人员的工作习惯。 (3)整机各部分主要尺寸确定 在总体布局方案大致确定后,即可确定整机各部分主要尺寸,即确定各分机(或单元)的轮廓尺寸和整机总体尺寸。在确定这些尺寸时,一般要求尽可能做到通用化、系列化,并尽可能选用统一尺寸的插箱或模块单元。 (4)整机防护措施的选择和设计 在整机总体尺寸和各分机(或单元)主要尺寸确定后,总体设计师就可以进行整机防护措施的选择和设计了。整机防护设计包括整机散热设计、隔振缓冲设计、电磁兼容设计和“三防”设计等。具体设计要求如下: ① 整机散热设计:在进行具体的设计前,应首先根据产品的功率、组装密度、工作环境温度和产品所允许的温升(或最高工作温度)等选择适合的散热形式。在保证产品正常升温的条件下,散热系统要求简单可靠,系统本身所消耗的功率要小,工作时不会或很少给产品带来附加的振动和噪声等。 ② 隔振缓冲设计:主要是根据机械环境条件确定相应的隔振缓冲措施并布置减振器。 ③ 电磁兼容设计:主要是进行屏蔽设计和采取其他防干扰措施,合理布局布线及合理设计馈线和接地。 ④ “三防”设计:主要是根据工作环境条件合理选择“三防”材料和防护手段(包括结构防护、工艺防护等),其中主要是进行产品机箱的密封设计。 (5)整机机械结构设计 整机机械结构设计是具有总成性质的设计,它涉及的面很广,要解决的矛盾也很多,其中有电气和机械的矛盾、结构和工艺的矛盾、整体和局部的矛盾,甚至还有经济上的考虑。 整机机械结构设计的具体内容包括:机箱/机柜设计、插箱/模块单元设计、操纵控制和维修结构设计,以及紧固/联接和其他附属结构的设计。在整机机械结构设计时,必须综合考虑各方面因素,综合平衡妥善解决。 (6)整机机电连接设计 多箱式整机产品中,分机与分机、分机与整机的机电连接形式和质量,对于保证产品的可靠工作是很重要的环节。一般说来,在保证使用要求的前提下,应尽量减少连接点,因为连接点过多会使整机的可靠性降低。整机机电连接设计关键在于合理确定连接形式和选择连接件。 在整机结构设计时,首先要选定连接形式,然后考虑整机走线,并确定连接点位置和连接件的型号、尺寸。整机机电连接可分为电气连接和机械连接。 ① 电气连接:电气连接包括两种方式:一是电缆连接;二是接插件连接。电缆连接的质量较高,工作可靠,分机抽出后电路仍然接通,便于带电测试检修;接插件连接的结构较简单,机箱(机柜)紧凑,但可靠性较低。 ② 机械连接:机械连接包括紧固、导向和定位位置。在整机结构设计时,要选定连接结构的形式和尺寸,做到连接可靠、装卸方便。 (7)试验验证及完善设计 完成上述整个过程后,通常会制作出一台样机产品,样机制成后,必须对整机进行电的和结构的模拟试验或实地使用检验。通常的做法是对样机进行例行试验,按照技术指标的要求进行逐项试验或综合试验,通过试验暴露结构设计中的薄弱环节和问题,分析其原因,并有针对性地进行修改,使设计趋于完善,最后达到设计定型要求。以上就是电子产品整机结构设计解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-10-19 关键词: 减振器 整机机电 元器件

  • 电路板离不开各种各样的元器件,那么应该如何給它门降温呢?

    电路板离不开各种各样的元器件,那么应该如何給它门降温呢?

    什么是元器件?它有什么作用?其实对于元器件而言,没有春夏秋冬,只有工作中还是待机中。无论电源技术不断提高,元器件的散热问题还是工程师们最关注的问题之一。其原理归根结底就是,电子元器件的总功率密度大幅度增长而物理尺寸却越来越小,热流密度也随之增加,所以高温的温度环境势必会影响电子元器件的性能,这就要求对其进行更加高效的热控制。本文给大家分享关于元器件如何“降温”避暑的几种实用的方法! 电子元器件的高效散热问题,受到传热学以及流体力学的原理影响。电气器件的散热就是对电子设备运行温度进行控制,进而保障其工作的温度性以及安全性,其主要涉及到了散热、材料等各个方面的不同内容。现阶段主要的散热方式主要就是自然、强制、液体、制冷、疏导、热管等方式。 一、自然散热或冷却方式 自然散热或者冷却方式就是在自然的状况之下,不接受任何外部辅助能量的影响,通过局部发热器件以周围环境散热的方式进行温度控制,其主要的方式就是导热、对流以及辐射集中方式,而主要应用的就是对流以及自然对流几种方式。其中自然散热以及冷却方式主要就是应用在对温度控制要求较低的电子元器件、器件发热的热流密度相对较低的低功耗的器材以及部件之中。在密封以及密集性组装的器件中无需应用其他冷却技术的状态之中也可以应用此种方式。在一些时候,对于散热能力要求相对较低的时候也会利用电子器件自身的特征,适当的增加其与临近的热沉導热或者辐射影响,在通过优化结构优化自然对流,进而增强系统的散热能力。 二、强制散热或冷却方法 强制散热或冷却方法就是通过风扇等方式加快电子元器件周边的空气流动,带走热量的一种方式。此种方式较为简单便捷,应用效果显著。在电子元器件中如果其空间较大使得空气流动或者安装一些散热设施,就可以应用此种方式。在实践中,提升此种对流传热能力的主要方式具体如下:要适当的增加散热的总面积,要在散热表面产生相对较大的对流传热系数。 在实践中,增大散热器表面散热面积的方式应用较为广泛。在工程中主要就是通过翅片的方式拓展散热器的表面面积,进而强化传热效果。而翅片散热方式可以分为不同的形式,在一些热耗电子器件的表面以及空气中应用的换热器件。应用此种模式可以减少热沉热阻,也可以提升其散热的效果。而对于一些功率相对较大的电子期间,则可以应用航空中的扰流方式进行处理,通过对散热器中增加扰流片,在散热器的表面流场中引入扰流则可以提升换热的效果。 三、液体冷却散热方法 对电子元器件中应用液体冷却的方法进行散热处理,是一种基于芯片以及芯片组件形成的散热方式。液体冷却主要可以分为直接冷却以及间接冷却两种方式。间接液体冷却方式就是其应用的液体冷却剂与直接与电子元件进行接触,通过中间的媒介系统,利用液体模块、导热模块、喷射液体模块以及液体基板等辅助装置在发射的热元件中之间的进行传递。直接的液体冷却方式也可以称之为浸入冷却方式,就是将液体与相关电子元件直接接触,通过冷却剂吸收热量并且带走热量,主要就是在一些热耗体积密度相对较高或者在高温环境中应用的器件。 四、散热或冷却方法的制冷方法 散热或冷却方法的制冷方法主要有制冷剂的相变冷却以及Pcltier制冷两种方式,在不同的环境中其采取的方式也是不同的,要综合实际状况合理应用。制冷剂的相变冷却就是一种通过制冷剂的相变作用吸收大量热量的方式,可以在一些特定的场合中冷却电子器件。而一般状态主要就是通过制冷剂蒸发带走环境中的热量,其主要包括了容积沸腾以及流动沸腾两种类型。在一般状况之下,深冷技术也在电子元器件的冷却中有着重要的价值与影响。在一些功率相对较大的计算机系统中则可以应用深冷技术,不仅仅可以提升循环效率,其制冷的数量以及温度范围也较为广泛,整个机器设备的结构相对的较为紧凑且循环的效率也相对较高。Pcltier制冷通过半导体制冷的方式散热或者冷却处理一些常规性的电子元器件,具有装置体积小、安装便捷且质量较强、便于拆卸的优势。此种方式也称之为称热电制冷方式,就是通过半导体材料自身的Pcltier效应,在直流电通过不同的半导体材料在串联的作用之下形成电偶,可以通过在电偶两端吸收热量、放出热量,这样就可以实现制冷的效果。此种方式是一种产生负热阻的制冷技术与手段,其稳定性相对较高,但是因为其成本相对较高,效率也相对较低,在一些体积相对较为紧凑,且对于制冷要求较低的环境中应用。其散热温度≤100℃;冷却负载≤300W。 五、散热或冷却中的能量疏导方式 就是通过传递热量的传热元件将电子器件散发的热量传递给另一个环境中。而在电子电路集成化的过程中,大功率的电子器件逐渐增加,电子器件的尺寸也越来越小。对此,这就要求散热装置自身要具有一定的散热条件,而散热装置自身也要具有一定的散热条件。因为热管技术其自身具有一定的导热性特征,具有良好的等温性特征,在应用中具有热流密度可变性且恒温特性良好、可以快速适应环境的优势,在电子电气设备的散热中应用较为广泛,可以有效的满足散热装置的灵活、高效率且可靠性的特征,现阶段在电气设备、电子元器件冷却以及半导体元件的散热方面中应用较为广泛。热管是一种高效率且通过相变传热方式进行热传导的模式,在电子元器件散热中应用较为广泛。在实践中,必须要对不同的种类要求,对热管进行单独的设计,分析重力以及外力等因素的影响等合理设计。而在进行热管设计过程中要分析制作的材料、工艺以及洁净度等问题,要严格控制产品质量,对其进行温度监控处理。 六、热管散热 典型的热管由管壳、多孔毛细管芯和工作介质组成。工质在真空状态下从蒸发段吸收热源产生的热量汽化后,在微小的压差作用下,迅速流向冷凝段,并向冷源放出潜热而凝结成液体凝结液再在吸液芯毛细抽吸力的作用下从冷凝段返回蒸发段,再吸取热源产生的热量。如此循环往复,不断将热量自蒸发段传递向冷凝段。 热管最大的优点是能在温差很小的情况下传递大量热量,其相对导热率是铜的几百倍被称为“近超导热体”,但任何一只热管都存在传热极限,当蒸发端的发热量超过某极限值时,热管内的工作介质便会全部汽化,导致循环过程中断热管失效。由于目前我国在微型热管的技术方面还不成熟,使得热管在电力电子设备冷却中还没有得以广泛的应用。以上就是元器件的降温方法,希望能给大家帮助。

    时间:2020-10-19 关键词: 降温 散热能力 元器件

  • 碳化硅与硅相比有何优势?适合哪些应用?

    文章来源:电子技术设计 作者:廖均 电力电子朝向碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等宽能隙(WBG)材料发展,虽然硅仍然占据市场主流,但SiC与GaN器件很快就会催生新一代更高效的技术解决方案。 据总部位于法国的市场研究机构Yole Développement估计,到2025年SiC器件市场营收将占据整体电力电子市场的10%以上,GaN器件的营收比例会超过2%。 SiC组件的知名供货商包括意法半导体(ST)、Cree/Wolfspeed、罗姆、英飞凌、安森美半导体(On Semiconductor)以及三菱(Mitsubishi Electric)。 Cree推出了首款商用900V SiC功率MOSFET以及Wolfspeed 650V碳化硅MOSFET产品组合;Microchip和ROHM均已发布SiC MOSFET和二极管;英飞凌在推出了8款650V CoolSiC MOSFET器件......由此看出各大厂商在SiC材料方面均有所布局并有着自己的发展策略。 碳化硅较硅有何性能优势? 硅早已是大多数电子应用中的关键半导体材料,但与SiC相比,则显得效率低下。SiC现在已开始被多种应用采纳,特别是电动汽车,以应对开发高效率和高功率器件所面临的能源和成本挑战。 SiC由纯硅和碳组成,与硅相比具有三大优势:更高的临界雪崩击穿场强、更大的导热系数和更宽的禁带。 SiC具有3电子伏特(eV)的宽禁带,可以承受比硅大8倍的电压梯度而不会发生雪崩击穿。禁带越宽,在高温下的漏电流就越小,效率也越高。而导热系数越大,电流密度就越高。 SiC衬底具有更高的电场强度,因而可以使用更薄的基础结构,其厚度可能仅为硅外延层的十分之一。此外,SiC的掺杂浓度比硅高2倍,因此器件的表面电阻降低了,传导损耗也显著减少。 SiC现已公认为是一种能够可靠替代硅的技术。许多电源模块和电源逆变器制造商已在其未来产品路线图中规划使用SiC技术。 这种宽禁带技术大幅降低了特定负载下的开关损耗和传导损耗,改善了散热管理,提供了前所未有的能效。在功率电子系统中,散热设计至关重要,它能确保高能量密度,同时缩小电路尺寸。在这些应用中,SiC因其3倍于硅半导体的导热系数而成为理想的半导体材料。 SiC技术适用于功率较高的项目,例如电动机、驱动器和逆变器。电驱动器制造商正在开发新的驱动电路,以满足转换器对更高开关频率的需求,并采用更复杂巧妙的拓扑结构来减小电磁干扰(EMI)。 SiC器件所需的外部元器件更少,系统布局更可靠,制造成本也更低。由于效率更高、外形尺寸更小以及重量更轻,智能设计的冷却要求也相应降低。 碳化硅的应用 电动汽车/混动汽车 几家汽车制造商运用全新的动力概念,在市场上率先推出了混动和电动汽车。这些车辆包含新的器件和系统,例如为发动机提供动力的变频器(最高达300kW)、3.6W至22kW车载电池充电器、3.6kW至22kW感应充电器(无线充电)、高达5kW的DC/DC转换器,以及用于空调和动力转向系统等辅助负荷的逆变器。 新型高压电池是混动和电动汽车发展的主要障碍之一。利用SiC,汽车制造商可以缩小电池尺寸,同时降低电动汽车的总成本。 此外,由于SiC具有良好的散热性能,因此制造商还可以降低冷却动力总成器件的成本。这有助于减小电动汽车的重量并降低成本。 电动汽车/混动汽车也是安森美半导体的SiC战略重点市场之一。在近日举办的“安森美半导体碳化硅策略及方案”在线媒体交流会上,该公司电源方案部产品市场经理王利民介绍说, 电动汽车是碳化硅的主要驱动力之一,将占整个碳化硅市场容量约60%。碳化硅器件应用于主驱、OBC和DC-DC,可大幅度提高效率,因此能给电动汽车增加续航能力。基于这些优点,目前几乎所有做主驱逆变器的厂家都以研究碳化硅做主驱为方向。 车载充电器包含各种功率转换器件,例如二极管和MOSFET。其目标是通过使用小尺寸无源元件,使功率电子电路体积变小,从而将它们全部集成在一起。 如果所用的半导体器件能够用高开关频率在相同的电路中进行控制,就可以实现这个目标。但是,由于硅的散热性能不够好,高开关频率解决方案并不适用。SiC MOSFET为此类应用提供了理想的解决方案。 目前绝大部分OBC和DC-DC厂家是使用碳化硅器件作为高效、高压和高频率的功率器件。 王利民举例说, 美国加利福尼亚州已签署行政命令,到2030年实现500万辆电动车上路的目标; 欧洲也有电动汽车全部替换燃油车的时间表; 而在中国各大一线城市,电动汽车可以零费用上牌。 这一系列政策都推动了电动汽车的大幅增长,电动汽车对于高压、高频率和高效率器件的需求也推动了碳化硅市场的大幅增长。 5G电源和开关电源 5G电源和开关电源(SMPS)领域是安森美半导体的第二个碳化硅战略市场。 传统的开关电源领域是Boost及高压电源,对功率密度一直都有很高的要求,从最早通信电源的金标、银标,到现在的5G通信电源和云数据中心电源,这些都对高能效有很高的要求。 “碳化硅器件没有反向恢复,使得电源能效非常高,可达到98%。电源和5G电源是碳化硅器件最传统、也是目前相对较大的一个市场。”王利民说。 电动汽车充电桩 电动汽车充电桩也是我们碳化硅战略市场之一。充电桩实现的方案有很多种,现在消费者最感兴趣的就是直流快充。 直流快充的充电桩需要非常大的充电功率以及非常高的充电效率,这些都需要通过高电压来实现。 在电动汽车充电桩的应用里,碳化硅无论是在Boost,还是输出的二极管,目前有很多使用主开关的碳化硅MOSFET电动汽车充电桩方案,其应用前景非常广阔。 太阳能逆变器 在太阳能逆变器领域,碳化硅二极管的使用量也非常巨大。太阳能逆变器的安装量每年持续增长,预计未来10~15年会有15%的能源(目前是1%)来自太阳能。太阳能是免费的,且取之不尽用之不竭。国内已出台相关政策,个人可以把太阳能电力卖给国家电网。 “碳化硅半导体可应用于太阳能逆变器的Boost。随着太阳能逆变器成本的优化,不少厂家会使用碳化硅的MOSFET作为主逆变的器件,用来替换原来的三电平(逆变器)控制复杂电路。”王利民说,“在政策驱动方面,欧盟有20-20-20目标,即到2020年,能效提高20%,二氧化碳排放量降低20%,可再生能源达到20%。NEA也设定了清洁能源目标,到2030年要满足中国20%的能源需求。” 结语 长期可靠性已成为SiC MOSFET的标志。功率半导体制造商接下来的任务是开发多芯片功率模块或混合模块,将传统的硅晶体管和SiC二极管集成在同一物理器件上。由于具有较高的击穿电压,这些模块可以在更高的温度下工作。它们还能提供高效率,同时进一步缩小设备尺寸。 从目前的市场价格来看,SiC MOSFET相较于硅IGBT具有系统级优势,而且,随着150 毫米晶圆制造被广泛采用,预计SiC MOSFET的价格还将继续下降。 一些制造商已经开始生产200毫米(8英寸)晶圆。随着晶圆尺寸的增加,每个裸片的成本将会降低,但良率也可能降低。因此,制造商必须不断改进工艺。 然而,由于SiC器件的制造工艺成本较高,并且缺乏量产,因而很难被广泛使用。SiC器件的批量生产需要精心设计的稳健架构和制造工艺,例如在晶圆测试中,要求被测试的器件尺寸更小并且工作在较高的电流和电压范围内。 一旦解决了这些难题,OEM设计师将会采用更多的SiC器件,充分利用其良好的电气特性,大幅降低系统成本并提高整体效率。 点击阅读原文,了解更多 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-10-16 关键词: 功率半导体 元器件

  • 设计多轨电源时,器件布局和布线很重要!

    在电源设计中,精心的布局和布线对于能否实现出色设计至关重要,要为尺寸、精度、效率留出足够空间,以避免在生产中出现问题。我们可以利用多年的测试经验,以及布局工程师具备的专业知识,最终完成电路板生产。 精心的设计的效率 设计从图纸上看起来可能毫无问题(也就是说,从原理图角度),甚至在模拟期间也没有任何问题,但真正的测试其实是在布局、PCB制造,以及通过载入电路实施原型制作应力测试之后。这部分使用真实的设计示例,介绍一些技巧来帮助避开陷阱。我们将介绍几个重要概念,以帮助避开设计缺陷和其他陷阱,以免未来需要重新设计和/或重新制作PCB。 功率预算 您需要注意在正常情况下按预期运行,但在全速模式或不稳定数据开始出现时(已排除噪声和干扰之后)不能按预期运行的系统。 退出级联阶段时,要避免限流情况。一个典型的级联应用:(A) 显示由产生3.3 V电源,电流最大500 mA的ADP5304 降压 稳压器(PSU1)构成的设计。为了提高效率,设计人员应分接3.3 V电轨,而不是5 V输入电源。3.3 V输出被进一步切断,以为PSU2 (LT1965)供电,这款LDO稳压器用于进一步将电压降低至2.5 V,且按照板载2.5 V电路和IC的要求,将最大输出电流限制在1.1 A。 这种系统存在一些很典型的隐藏问题。它在正常情况下能够正常运行。但是,当系统初始化并开始全速运行时——例如,当微处理器和/或ADC开始高速采样时——问题就出现了。由于没有稳压器能在输出端生成高于输入端的电压,用于为合 并电路VOUT1 和VOUT2 供电的 VOUT1 最大功率(P = V × I) at is 3.3 V × 0.5 A = 1.65 W .最大功率(P = V × I)为3.3 V × 0.5 A = 1.65 W。得出此数值的前提是效率为100%,但是因为供电过程中会出现损耗,所以实际功率要低于该数值。假定2.5 V电源轨道的最大可用功率为2.75 W。如果电路试图获取这么多的功率,但这种要求得不到满足,就会在PSU1开始限流时出现不规律行为。电流可能由于PSU1而开始限流,更糟的是,有些控制器因过流完全关断。 如果是在成功排除故障后实施,则可能需要更高功率的控制器。最理想的情况是使用与引脚兼容、电流更高的器件进行替换;最糟糕的情况下,则需要完全重新设计和制造PCB。如果能在概念设计阶段开始之前考虑功率预算,则可以避免潜在的项目计划延迟。 在考虑这一点的情况下,先创建真实的功率预算,然后选择控制器。包括您所需的所有电源电轨:2.5 V、3.3 V、5 V等。包括所有会消耗每个电轨功率的上拉电阻、离散器件和IC。使用这些值反向工作,估算您需要的电源。使用电力树系统设计工具,例如LTpowerPlanner来轻松创建支持所需的功率预算的电力树。 布局和布线 正确的布局和布线可以避免因错误的走线宽度、错误的通孔、引脚(连接器)数量不足、错误的接触点大小等导致轨道被烧毁,进而引发电流限制。下面章节介绍了一些值得注意的地方,也提供几个PCB设计技巧。 连接器和引脚接头 将示例的总电流扩展至17 A,那么设计人员必须考虑引脚的电流处理接触能力。一般来说,引脚或接触点的载流能力受几个因素影响,例如引脚的大小(接触面积)、金属成分等。直径为1.1 mm的典型过孔凸式连接引脚的电流约为3 A。如果需要17 A,那么应确保您的设计具有足够多的引脚,足以处理总体的载流容量。这可以通过增大每个导体(或触点)的载流能力来轻松实现,并保留一些安全裕度,使其载流能力超过PCB电路的总电流消耗。在本例中,要实现17 A需要6个引脚(且具备1A余量)。V CC 和GND一共需要12个引脚。要减少触点个数,可以考虑使用电源插座或更大的触点。 布线 用可用的线上PCB工具来帮助确定布局的电流能力。一盎司电轨宽度为1.27 mm的铜质PCB的载流能力约为3 A,电轨宽度为3 mm 时,载流能力约为5 A。还要留出一些余量,所以20 A的电轨的宽度需要达到19 mm(约20 mm)(请注意,本例未考虑温度升高带来的影响)。因为受PSU和系统电路的空间限制,无法实现20 mm电轨宽度。要解决这个问题,一个简单的解 决方案是使用多层PCB。将布线宽度降低到(例如)3 mm,并将这些布线复制到PCB中的所有层上,以确保(所有层中的)布线的总和能够达到至少20 A的载流能力。 过孔和连接 在过孔示例中,该过孔正在连接控制器的PCB的多个电源层。如果您选择1 A过孔,但需要2 A电流,那么电轨宽度必须能够携带2 A的电流,且过孔连接也要能够处理这个电流。示例至少需要两个过孔(如果空间允许,最好是三个),用于将电流连接至电源层。这个问题经常被忽略,一般只使用一个过孔来进行连接。连接完成后,这个过孔会作为保险丝使用,它会熔断,并断开与相邻层的电源连接。设计不良的过孔后期很难改善和解决,因为熔断的过孔很难注意到,或者被其他器件遮住。 请注意关于过孔和PCB电轨的下列参数:电轨宽度、过孔尺寸和电气参数受几个因素影响,例如PCB涂层、路由层、工作温度等,这些因素最终会影响载流能力。以前的PCB设计技巧没有考虑这些依赖关系,但是,设计人员在确定布局参数时,需要注意到这些。目前许多PCB电轨/过孔计算器都可在线使用。设计人员在完成原理图设计后,最好向PCB制造商或布局工程师咨询这些细节。 避免过热 有许多因素会导致生热,例如外壳、气流等,但本节主要讲述外露的焊盘。带有外露焊盘的控制器,例如LTC3533、ADP5304、ADP2386、ADP5054等,如果正确连接至电路板,其热阻会更低。一般来说,如果控制器IC的功率MOSFET是置于裸片之中(即是整片式的),该IC的焊盘通常外露,以便散热。如果转换器IC使用外部功率MOSFET运行(为控制器IC),那么控制IC通常无需要使用外露焊盘,因为它的主要制热源(功率MOSFET)本身就在IC外部。 通常,这些外露的焊盘必须焊接到PCB接地板上才有效。根据IC的不同,也有一些例外,有些控制器会指明,它们可以连接至隔离的焊盘PCB区域,以作为散热器进行散热。如果不确定,请参阅有关部件的数据表。 当您将外露的焊盘连接到PCB平面或隔离区域时,(a)确保将这些孔(许多排成阵列)连接到地平面以进行散热(热传递)。对于多层PCB接地层,建议利用过孔将焊盘下方所有层上的接地层连在一起。 请注意,关于外露焊盘的讨论是与控制器相关。在其他IC中使用外露焊盘可能需要使用极为不同的处理方法。 结论与汇总 要设计低噪声、不会因为电轨或过孔烧毁而影响系统电路的电源,从成本、效率、效率和PCB面积大小各方面来说都是一项挑战。本文强调了一些设计人员可能会忽略的地方,例如使用功率预算分析来构建电力树,以支持所有的后端负载。 原理图和模拟只是设计的第一步,之后是谨慎的器件定位和路由技术。过孔、电轨和载流能力都必须符合要求,并接受评估。如果接口位置存在开关噪声,或者开关噪声到达IC的功率引脚,那么系统电路会失常,且难以隔离并排除故障。 ▼点击“阅读原文”,进入ADI官方论坛获取Power领域的技术支持 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-10-15 关键词: 元器件 电源设计

  • Bourns推出全新双扼流滤波电感器系列

    新型DR334A线路滤波器可在信号和电力线应用中出色地抑制共模及差模干扰 2020年10月12日 - 美国柏恩Bourns全球知名电子组件领导制造供货商,宣布推出全新DR334A线路滤波器系列。此款电流补偿双扼流滤波电感器具有比标准讯号线共模扼流圈更高的电流能力,以及高杂散电感和差模噪声抑制能力。这些功能使DR334A型系列成为消费、工业和其他市场电力线应用、或信号线传输功率应用的理想线路滤波器解决方案。 Bourns® DR334A全新型号系列具有双绕线配置,可达到较高的共模阻抗,扇形绕线配置则可在高频时达到较高的差模阻抗。DR334A型线路滤波器具紧凑、薄型尺寸(高3.6mm)特色,且具有11µH至4700µH的宽泛电感等级,可让设计人员设置最适合其应用的滤波器曲线。 Bourns® DR334A型系列符合AEC-Q200的规范,具–40至+135°C广泛工作温度范围,其额定电压最高为80VDC。此外,Bourns最新型线路滤波器系列的封闭和铁氧体环形磁芯结构提供了更高效、更坚固的机械设计。 Bourns®DR334A型电源滤波器系列现已上市,全系列均符合RoHS *标准且为无卤产品**。 原文出自Bourns美国柏恩 关于世健 亚太区领先的元器件授权代理商 世健(Excelpoint)是完整解决方案的供应商,为亚洲电子厂商包括原设备生产商(OEM)、原设计生产商(ODM)和电子制造服务提供商(EMS)提供优质的元器件、工程设计及供应链管理服务。 世健是新加坡主板上市公司,拥有超过30年历史。世健中国区总部设于香港,目前在中国拥有十多家分公司和办事处,遍及中国主要大中型城市。凭借专业的研发团队、顶尖的现场应用支持以及丰富的市场经验,世健在中国业内享有领先地位。 点击“阅读原文”,联系我们 ↓↓↓ 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-10-15 关键词: 滤波器 元器件

  • 最新消息!日本TDK已申请恢复对华为供货

    出品 21ic中国电子网 王丽英整理 网站:21ic.com 9月15日禁令之后,很多电子元器件企业不能再向华为供货了。华为大受影响的同时,这些以华为为重要客户或主要客户的厂商也颇受影响,为此,他们纷纷向美国申请恢复对华为供货。 21ic家此前报道,AMD和英特尔已恢复供货华为。最近,一些日本企业也向美国申请恢复对华为供货。 据国外媒体报道,日本电子原材料及电子元器件企业TDK已向美国申请恢复对华为供货。TDK产品线非常之多,包括电容器、电感器、传感器和传感器系统、变压器、RF产品和模块等等,广泛应用于信息、通讯、家用电器以及消费新电子产品,如移动电话、笔记本电脑、平板、汽车、工业设备等。 除了TDK以外,日本的索尼和铠侠(Kioxia)也已申请恢复对华为供货。据悉,索尼向华为供应用于智能手机摄像头等场景的图像传感器。而铠侠即原来的东芝存储器,是全球第二大NAND闪存生产商。 -END- | 整理文章为传播相关技术,版权归原作者所有 | | 如有侵权,请联系删除 | 【1】突发!中芯国际受美国出口限制,正在评估影响 【2】中芯国际已向美方申请继续供货华为! 【3】“还能否继续生产华为海思14nm芯片?”中芯国际罕见回应 【4】寒武纪上市首日高开350%,涨幅超过中芯国际 【5】中国还需要EUV光刻机吗?中芯国际:暂不需要 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-10-15 关键词: 华为 元器件

  • 外媒:日本电子元件企业TDK已申请恢复对华为供货

    外媒:日本电子元件企业TDK已申请恢复对华为供货

    9月15日禁令之后,很多电子元器件企业不能再向华为供货了。华为大受影响的同时,这些以华为为重要客户或主要客户的厂商也颇受影响,为此,他们纷纷向美国申请恢复对华为供货。 21ic家此前报道,AMD和英特尔已恢复供货华为。最近,一些日本企业也向美国申请恢复对华为供货。 据国外媒体报道,日本电子原材料及电子元器件企业TDK已向美国申请恢复对华为供货。TDK产品线非常之多,包括电容器、电感器、传感器和传感器系统、变压器、RF产品和模块等等,广泛应用于信息、通讯、家用电器以及消费新电子产品,如移动电话、笔记本电脑、平板、汽车、工业设备等。 除了TDK以外,日本的索尼和铠侠(Kioxia)也已申请恢复对华为供货。据悉,索尼向华为供应用于智能手机摄像头等场景的图像传感器。而铠侠即原来的东芝存储器,是全球第二大NAND闪存生产商。

    时间:2020-10-14 关键词: 华为 tdk 元器件

  • 24种电子元器件“切开后”原来是这个模样

    天天都在用电子元器件,里面长什么样想看看吗?常见到的电子元器件不为人熟知的内部结构,以下是这些元器件经过切割研磨后的横截面照片: 0 1 表贴电容 0 2 薄膜电容 0 3 电解电容 0 4 瓷片电容 0 5 钽电容 0 6 金属膜电阻 0 7 淡粉电阻 0 8 色环电感 0 9 LED 0 10 二极管 0 11 三极管 0 12 按钮 0 13 滑动单刀双掷开关    0 14 双排插针 0 15 干簧管继电器 0 16 DB9接头 0 17 电子管 0 18 网络变压器 0 19 纽扣电池 0 20 驻极体MIC 0 21 七段数码管 0 22 光耦 0 23 耳机接头 0 24 BGA封装 制作上述元器件的横截面,一般需要经过以下步骤: 【1】将元器件使用环氧树脂抽真空浸泡进行固定; 【2】使用研磨或者切割去掉元器件表层部分;  【3】对剩余部分进行抛光,显示清晰的截面图像; 【4】在放大镜或者显微镜下进行拍照观察。 END 免责声明:本文系网络转载,版权归原作者所有。如有问题,请联系我们,谢谢! 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-10-14 关键词: 元器件 电源设计

  • 硬件可靠性及提高

    一般来说,系统总是由多个子系统组成,而子系统又是由更小的子系统组成,直到细分到电阻器、电容器、电感、晶体管、集成电路、机械零件等小元件的复杂组合,其中任何一个元件发生故障都会成为系统出现故障的原因。因此,硬件可靠性设计在保证元器件可靠性的基础上,既要考虑单一控制单元的可靠性设计,更要考虑整个控制系统的可靠性设计。 1.影响硬件可靠性的因素 (1)元件失效。元件失效有三种:一是元件本身的缺陷,如硅裂、漏气等;二是加工过程、环境条件的变化加速了元件、组件的失效;三是工艺问题,如焊接不牢、筛选不严等。 (2)设计不当。在计算机控制系统中,许多元器件发生的故障并不是元件本身的问题,而是系统设计不合理或元器件使用不当所造成。 在设计过程中,如何正确使用各种型号的元器件或集成电路,是提高硬件可靠性不可忽视的重要因素。 (1)电气性能:元器件的电气性能是指元器件所能承受的电压、电流、电容、功率等的能力,在使用时要注意元器件的电气性能,不能超限使用。 (2)环境条件:计算机控制系统的工作环境有时相当恶劣,由于环境因素的影响,不少系统的实验室试验情况虽然良好,但安装到现场并长期运行就频出故障。其原因是多方面的,包括温度、干扰、电源、现场空气等对硬件的影响。因此,设计系统时,应考虑环境条件对硬件参数的影响,元件设备须经老化试验处理。 (3)组装工艺:在硬件设计中,组装工艺直接影响硬件系统的可靠性。由于工艺原因引起的故障很难定位排除,一个焊点的虚焊或似接非接很可能导致整个系统在工作过程中不时地出现工作不正常现象。另外,设计印制电路板时应考虑元器件的布局、引线的走向、引线的分类排序等。 2.提高硬件可靠性的一般方法 在计算机控制系统的整体设计中,如何提高系统硬件的可靠性是整个系统设计的关键,系统硬件设计时常需采用必要的可靠性措施: (1)电路设计。据统计,影响计算机控制系统可靠性的因素约45%来自系统设计。为了保证系统的可靠性,在对其电路设计时应考虑最极端的情况。 各种电子元器件的特性不可能是一个恒定值,总是在其额定(典型)参数的某个范围内;同时,电源、电压也有一个波动范围。最坏的设计方法是考虑所有元件的公差,并取其最不利的数值核算电路每一个规定的特性。如果这一组参数值能保证电路正常工作,那么在公差范围内的其他所有元件值都能使电路可靠地工作。 在设计应用系统电路时,还要根据元器件的失效特征及其使用场所采取相应的措施,对容易产生短路的部件以串联方式复制,对容易产生开路的部分以并联方式复制。 (2)元器件选择。在确定元器件参数之后,还要确定元器件的型号,这主要取决于电路所允许的公差范围。由于制造工艺所限,有些元器件参数的公差范围可能较大,如电容器电容量等。另外,元件或器件的额定工作条件包括多个方面(如电流、电压、频率、机械参数以及环境温度等),设计时要考虑参数裕量,并在运行时尽量保证接近元器件的设计工作温度。 (3)结构设计。结构可靠性设计是硬件可靠性设计的最后阶段。结构设计时,首先应注意元器件及部件的安装方式,其次是控制系统工作环境的条件(如通风、除湿、防尘等)。 (4)噪声抑制。噪声对模拟电路的影响会直接影响系统精度,噪声对数字电路也会造成误动作。因此,在工程设计中必须采用噪声抑制和屏蔽措施。对于模拟应用系统,可在电源端增加一些低通滤波电路来抑制由电源引入的干扰;对于数字系统,通常采用滤波器和接地系统;同时,在整体结构布局时应注意元器件的位置和信号线的走向。对于电磁干扰、电场干扰可采用电磁屏蔽、静电屏蔽来隔离噪声,也可采用接地、去耦电容等措施来减少噪声的影响。 (5)冗余设计。硬件冗余设计可以在元件级、子系统级或系统级上进行,必然增加硬件和成本。因此,设计时应仔细权衡采用硬件冗余的利弊关系。在计算机控制系统中,主要采用控制单元冗余和控制系统冗余来提高系统硬件可靠性。 3. 单元可靠性设计 控制与接口单元是指能独立完成某些测控功能的功能模块,其可靠性设计主要包括微处理器系统的冗余设计、输入输出通道干扰的抑制、电源系统干扰的抑制、控制单元运行状态的监视等。 (1)I/O通道干扰的抑制 模拟量输入通道常态干扰的频率通常高于被测信号的频率,因此可考虑采用滤波网络对模拟量输入信号进行滤波。可采用各种形式的金属屏蔽层做好信号传送线路的屏蔽工作,将信号线与外界电磁场有效地隔离开来;在系统既有模拟电路又有数字电路时,数字地与模拟地要分开,最后只在一点相连,以防相互干扰。I/O通道一般应采用光电耦合器进行电气隔离,既可避免构成地环路,还可有效地抑制噪声。另外,在输入输出通道上应采用一定的过压保护电路。 (2)电源系统干扰的抑制 同一电源网路上有较多大功率设备时,在控制单元与供电电源之间可加入三相隔离变压器,以防止电网干扰侵入控制系统。在整机的电源线入口处,可通过增加电源滤波器来防止其他电子设备与本系统之间产生相互干扰。在机内独立的印刷板上应安装小型电源滤波器,以防止板与板之间的相互干扰。 由于开关电源具有较强的抗工频电压波动和频率波动能力,同时能隔离从电源线进入的传导干扰,适当场合可选用开关电源。必要时,系统输入输出通道和其他设备可考虑采用独立的供电电源,实行电源分组供电。另外,逻辑电路板上的直流电源线和接地线要注意合理布线。 (3)控制单元运行状态监视 可使用看门狗定时器(WDT)监视控制单元的运行状态。WDT的输出直接连到CPU的中断请求端或控制单元的复位端,WDT的每次“定时到”溢出脉冲信号均能引起CPU的中断或复位。WDT受CPU控制,可对其重新设置时间常数或刷新。 定时器重新开始计时,只要程序正常运行就不会产生定时中断或系统复位。一旦程序执行出错或发生程序乱飞、死机现象,看门狗定时器就会产生溢出脉冲信号,引起定时中断或复位,从而使控制单元重新启动或进入中断服务程序进行纠错处理。 (4)控制单元的掉电保护 对付电网瞬间断电或电压突然下降的有效方法就是掉电保护,对计算机测控系统可外加不间断电源(UPS),对测控系统中的控制单元可增加掉电保护电路,并慎重设计。掉电信号由硬件电路检测,加到控制单元CPU的外部中断输入端。软件中断将掉电中断规定为高级中断,使控制单元CPU能及时对掉电做出反应。在掉电中断子程序中,首先进行现场保护,保存当时重要的状态参数。当电源恢复正常时,CPU重新复位,恢复现场并继续未完成的工作。 (5)控制单元冗余设计 常用的控制单元冗余设计包括热备份并联冗余和冷备份并联冗余,两者都是以增加成倍的硬件投资来换取系统硬件的可靠性。 (1)热备份并联冗余是将若干功能相同的控制单元并联运行,同步执行相同的处理程序,当并联系统中至少有一个控制单元工作正常时,整个系统即维持正常工作。 为了提高控制单元的可靠性和经济性,常采用双机热备份并联方式。对受控系统而言,双机热备份并联方式只是其中一个控制单元完成测控任务,另一个控制单元处于并行工作的待命状态。但两个控制单元同步执行同样的程序,一旦自检系统发现主控单元有故障时,则待命状态的备控单元自动切换上去,代替主控单元使系统继续正常运行。在设计双机热备份系统时,要解决以下两个主要问题: 1)双机同步。双机同步一般是以事件作为同步令牌,其中事件可由设计者定义。如系统的工作过程为:输入接口采集由传感器送来的数据,在CPU内将采集到的数据和设定值进行比较、处理,最后得到本次的控制量输出。那么,事件可划分为数据采集和数据处理两个事件。 当应用系统启动时,两机同时执行第一事件,即采集状态数据。当第一事件完成后,再将两结果进行比较,如果相同则继续第二事件;若有错误,则主控单元自动切换,用备控单元代替主控单元。只要主控单元工作正常,则备控单元一直处于待命状态。 当事件进行数据处理时,若超出精度范围,则认为其中一个数据可能有错误,这时可以让双机重新转到本事件的首地址再执行一遍。若仍有差错,则再转到故障检测程序。这种软件回卷方法可以消除某些偶然性因素的影响。 2)故障检测。可以利用两机各自的自检程序分别进行自检,找出发生故障的控制单元。如果故障机是主控单元,则可进行自动切换,使程序继续执行下一个事件。为了能及时切换,可以根据任务的特点多设置一些事件,使得双机同步校验次数增多。 所谓切换是指通过输入输出接口相互交换双机状态,一旦某控制单元出错,另一控制单元就可及时知道。当备控单元发现主控单元有故障时,就可以发出控制信号,使主控单元自动退出控制,备控单元代替主控单元使系统继续正常运行。 (2)冷备份并联冗余设计中,备份的控制单元平时不加电工作,只在发现主控单元出故障时才用其代替主控单元。冷备份的控制单元在硬件结构、软件实现上都与主控单元完全一样,各种联机设备都安置到位,处于接通电源即可投入正常工作的冷备份状态。 冷备份并联系统中的冷热切换可以用人工操作转换,也可以自动切换。在设计成自动切换时,主控单元必须设置各路(或关键几路)报警信号。若发现超限现象,则及时输出切换信号去触发冷备份系统的电源触点,使备份单元投入正常运行。 这段还不错的文字竟然来自于百度百科。整理补充一下,转载供参考。 -END- | 整理文章为传播相关技术,版权归原作者所有 | | 如有侵权,请联系删除 | 【1】必看!什么是PCB回流?又该如何解决? 【2】PCB与FPC之间有什么区别?你都知道吗? 【3】PCB板层设计居然也与电磁兼容性原来有这么大关系?! 【4】动图解读:国外PCB怎么制作的! 【5】超实用!PCB设计规则中英文对照一览 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-10-14 关键词: 硬件可靠性设计 元器件

  • 全球激光市场竞争加剧,本土产业链整合加速

    从人类获得第一束激光,到激光在工业领域大展身手,已有六十多年的时间。激光作为新型光源,具有方向性好、亮度高、单色性好及高能量密度等特点。以激光器为基础的激光产业在全球发展迅猛,其应用几乎涵盖所有工业领域,除轻工业、汽车、航空航天、动力及能源行业外,正逐步向精细、微细加工领域拓展,有力推动了电子制造、集成电路、通讯、机械、医疗、牙科、美容仪器设备及新兴应用的发展。 除了应用领域的不断扩张,激光技术在各领域的应用范围也逐渐由宏观加工应用覆盖到更细微的工艺环节。据统计,从高端的光纤到常见的条形码扫描仪,每年和激光相关的产品和服务市场价值高达上万亿美元。 近年来,随着工业4.0、中国制造2025等一系列先进制造概念和政策的不断推进,激光技术和工业自动化相辅相成、相互成就,被广泛应用于打标、切割、焊接等制造加工环节,激光设备由此成为车间中不可或缺的“多面手”。 庞大的市场容量必然吸引众多玩家进入,市场竞争必不可少。时至今日,全球激光行业市场竞争异常激烈,国内外激光企业纷纷入局试图分一杯羹。 根据相关报告,2012年,全球激光器行业收入规模达到87亿美元,2016年增长至104亿美元,年复合增长率为4.47%。全球激光市场在2017年步入高速增长期,增速达19.1%;但随后即进入增长缓慢期,2018年、2019年分别增长8.5%、1.3%。加之2020年“新冠”黑天鹅的重创,全球对激光器设备需求进一步减少,导致全球激光器市场、激光设备市场竞争激烈。 2019年全球四大上市激光器龙头企业业绩集体下滑也佐证了这一点,其公开数据显示,2019年IPG、通快、相干和大族激光的业绩均出现不同程度的下滑:IPG实现营收13.146亿美元,同比下降10%;通快激光技术部门的收入为13.8亿欧元,同比下降2.13%;相干销售额达14.31亿美元,同比下降24.8%;大族激光营业收入95.63亿元,同比下降13.30%。 在市场需求萎缩的同时,众多激光产业链上下游企业纷纷入局,加剧了整个激光产业的市场竞争。中国作为制造大国,制造业市场活跃,随着制造业产业升级、智能制造2025以及新基建等一系列利好政策的施行,中国成为工业激光设备的主要市场。鉴于中国激光应用市场的高速增长,德国TRUMPF、美国COHERENT、IPG、Spectra-Physics(光谱物理公司 )、加拿大GSI、瑞士BYSTRONIC(百超)、日本AMADA(天田株式会社 )、MAZAK(山崎马扎克 )、意大利ELEN等国际巨头纷纷入局中国市场,已经形成群雄逐鹿之景象。 一方面是欧美日激光企业的进军,另一方面是国内本土激光企业的不断涌入,在全球激光市场竞争激烈的格局下,激光企业如何打造出自己的核心竞争力?在企业降本增效的需求导向下,激光企业如何降低成本成为行业内企业思考的共同话题。 从行业龙头企业的动作来看,本土化产业链的整合是快速降低成本的通用路径,而且近年来呈加速趋势。通过整合产业链上下游资源,提高核心器件的自供比例,以实现降低成本的目的。比如激光器龙头IPG,2010年以来,IPG陆续收购了Photonics Innovations、Optigrate等一系列拥有光隔离器、光耦合透镜、光纤光栅等器件技术的厂商,进行向产业链上游的纵向整合。同时,公司通过自主研发掌握了晶圆生长、泵浦源、有源光纤等核心器件技术,通过自研+整合完成了从器件到激光器集成的全自供。从其官方披露的数据看,2009年至2017年,公司激光芯片产量由不到30万片上升至超过900万片,同时每瓦特芯片成本累计下滑80%,年均降幅达到18%。 国产激光器厂商从90年代杀入商用领域开始,追赶近30年,依靠部分自研激光器产品,终于能与国际巨头“一较短长”。上游厂商不懈追求核心器件国产替代,中游厂商研发迭代超高功率激光器,下游设备厂商求索“千变万化”的终端应用,全产业链休戚与共。 国内光库科技、福晶科技等一系列国产激光器件供应商的出现实现了大部分无源器件的国产替代。光库科技主要供应隔离器、合束器、耦合器等光电子器件,以晶体材料起家的福晶科技同时也供应精密光学元件和激光器件。 从市场竞争看,锐科、创鑫激光、杰普特等国内厂商的入局打破了国外供应商价格垄断的局面,市场份额占比上,IPG在中国的市场份额从2015年的73%下降至2019年的46.79%,相对应的锐科和创鑫的市场份额则在逐年上升。在2019年全球激光器厂商市场份额中,锐科激光占比10.26%,创鑫激光占3.61%,杰普特占比2.9%。 据OFweek产业研究院统计,截止2019年年底,我国激光企业有13000余家,激光产业市场规模近800亿,近10年我国激光产业市场规模复合增长率超20%。面对如此广阔的市场,为了进一步推动激光产业快速发展,由惠州仲恺高新技术产业开发区管委会主办,惠州市工业与信息化局、惠州市商务局指导,OFweek 维科网承办的“2020惠州仲恺高新区激光产业招商对接会暨中国先进激光制造产业发展高层论坛”将于2020年10月15日深圳举办。本次会议以“激扬湾区,光聚仲恺”为主题,聚焦当下先进激光技术研究、应用,剖析行业应用现状,提供创新思维与战略构想。本次大会有五大亮点,构筑行业盛会。 关于OFweek维科网 高科技行业门户OFweek维科网,现拥有会员1,000万余名,OFweek各行业网站及时报道行业动态,行业大事件,深入跟进行业热点,提供行业会员全面的资讯、技术和管理资源,举办各类线下、线上行业活动,并为高科技行业企业提供内容、品牌推广、会议展览、产业研究、产城服务、政企服务、产业基金、科技成果交易、培训、人才猎头、电商等整体和专业的服务。 关于我们 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-10-12 关键词: 激光 元器件

  • 模拟电路怎样才算入门了?请掌握这14点!

    模拟电路怎样才算入门了?请掌握这14点!

    很多初学者问,怎么学习模拟电路,我得回答是:看模拟电路的书籍。朋友说,这样说太笼统了,让我仔细说一说。其实我也不知道从何说起。就把我认为该掌握的一些要点列举一下,仅共参考,如有不妥之处,敬请批评指正。 1、掌握二极管,三极管,场效应的特性以及主要参数。这些是最常用到的器件。 2、掌握半桥和全桥整流的形式,最长用的RC滤波,和LC滤波以及“拍”型滤波电路的应用场合,理解这些元器件的参数选取。 3、掌握单管共射(共源)、共集(共漏)、共基(共栅)放大电路的组成,工作原理、特点及直流和交流等效电路分析法.牢记测试三极管和场效应管的法则,并能识别管子的管脚。 4、知道差模信号和共模信号的概念,双端输入和单端输入的区别,零点漂移的原因以及克服他的方法。 5、通用集成运算放大器的组成、工作原理及其主要特性,学会用分析理想运放的方法。 6、正确理解什么是反馈,掌握判别电路是否存在反馈?是正反馈还是负反馈?是交流反馈还是直流反馈,是电压反馈还是电流反馈?是串联反馈还是并联反馈? 7、掌握由理想运放放大器组成的反相、同相比例电路,加法运算电路,减法运算电路、积分电路和微分电路,乘法电路,指数电路和对数电路的原理,学会设计滞后比较器。 8、了解频率响应和失真的概念。理解单管放大电路或者运放放大电路的 f L 、 f H 计算。 9、掌握单门限电压比较器的电路组成、工作原理及传输特性。 10、掌握正弦波振荡电路的振荡条件和 RC 桥式正弦波振荡电路的电路组成,振荡频率的计算,了解稳幅原理,知道最常用的典型的波形发生器电路。 11、理解三点式 LC ,RC正弦波振荡电路结构及其工作原理,以及石英晶体振荡器的工作原理,知道有源晶振和无源晶振的有缺点。 12、了解功率放大器的三种工作状态,甲类、乙类和甲乙类的工作特点以及功率、效率、非线性失真的物理概念和相互关系。最长用的OTL功放电路的特点以及应用场合。 13、掌握三相电路的特点,无功功率,有功功率,功率因数。怎样提高功率因数。 14、知道什么是调谐和解调。 还有很多的方面都没有设计到,只是泛泛的列举了几条,肯定需要的知识还是很多的。 -END- 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-10-12 关键词: 模拟电路 元器件

  • 紧盯四大领域,看SiC市场新贵的新玩法

    本文转自电子工程专辑 作者:邵乐峰 作为新材料的SiC与传统硅材料相比,从物理特性来看,电子迁移率相差不大,但其介电击穿场强、电子饱和速度、能带隙和热导率分别是硅材料的10倍、2倍、3倍和3倍。 这意味着基于SiC材料的功率半导体具有高耐压、低导通电阻、寄生参数小等优异特性,当应用于开关电源领域中时,具有损耗小、工作频率高、散热性等优点,可以大大提升开关电源的效率、功率密度和可靠性,也更容易满足器件轻薄短小的要求。 Si、SiC和GaN关键参数对比 Omdia《2020年SiC和GaN功率半导体报告》显示,得益于混合动力和电动汽车、电源和光伏(PV)逆变器的需求,新兴的碳化硅和氮化镓功率半导体市场的销售收入预计将从2018年的5.71亿美元增至2020年底的8.54亿美元,并在2021年突破10亿美元大关。未来十年内,该市场的规模将以年均两位数的增长率,并一路攀升至2029年的50亿美元。 GaN和SiC功率半导体的全球市场收入预测(百万美元) SiC器件领域玩家众多,作为一家相对较新的SiC器件供应商,安森美半导体于2017年进入该市场,技术来自2016年末收购的飞兆(Fairchild)半导体。 安森美半导体电源方案部产品市场经理王利民日前在接受《电子工程专辑》采访时表示,电动汽车、电动汽车充电桩、可再生能源、和电源将是公司SiC战略重点关注的四大市场。 安森美半导体电源方案部产品市场经理王利民 电动汽车(EV)/混动汽车(HEV) 其实,SiC最初的应用场景主要集中在光伏储能逆变器、数据中心服务器UPS电源和智能电网充电站等需要转换效率较高的领域。 但人们很快发现,碳化硅的电气(更低阻抗/更高频率)、机械(更小尺寸)和热性质(更高温度的运行)也非常适合制造很多大功率汽车电子器件。 根据Yole在《功率碳化硅(SiC):材料、器件及应用-2019版》报告中的预计,到2024年,碳化硅功率半导体市场规模将增长至20亿美元,2018-2024年期间的复合年增长率将高达29%。 其中,汽车市场无疑是最重要的驱动因素,其碳化硅功率半导体市场份额到2024年预计将达到50%。 “EV是未来几年SiC的主要驱动力,约占SiC总体市场容量的60%,因为SiC每年可增加多达750美元的电池续航力,目前几乎所有做主驱逆变器的厂家都将SiC作为主攻方向。”王利民说除了主驱市场外,在车载充电器(OBC)/非车载充电桩和电源转换系统(车载DC/DC)领域中,受到全球多国利好政策, 例如美国加利福尼亚州已签署行政命令,到2030年实现500万辆电动汽车上路的目标;2019年欧洲的电动汽车销量增长67%;电动汽车在中国各大一线城市可以零费用上牌等的影响,绝大部分厂家正在将SiC作为高效、高压和高频的功率器件使用,市场需求急速攀升。 5G电源和开关电源 电源是碳化硅器件最传统,也是目前市场份额相对较大的应用市场。从最早通信电源的金标、银标、到现在的5G通信电源、数据中心电源,都对功率密度和高能效提出了非常高的要求,而碳化硅器件由于没有反向恢复,电源能效通常能够达到98%,受到追捧并不令人感到意外。 电动汽车充电器/桩 现有充电桩多数为1级/2级,但消费者要求等效于在加油站加满油(直流充电),这就需要更高的充电功率和充电效率,因此随着功率和速度的提高,对SiC MOSFET的需求越来越强。 太阳能逆变器 无论是欧盟20-20-20目标(到2020年,能效提高20%,二氧化碳排放量降低20%,可再生能源要达到20%),还是NEA设定了清洁能源目标,到2030年要满足中国20%的能源需求,以太阳能为代表的清洁能源始在各国能源计划中终占据重要地位。 而在目前的太阳能逆变器领域中,碳化硅二极管的使用量也非常巨大,安装量持续增长,主要用于替换原来的三电平逆变器复杂控制电路。 王利民认为,目前SiC行业厂商提供的产品或服务大致相同,因此,各大厂家主要还是依靠差异化竞争策略。 而安森美半导体的竞争优势,主要体现在领先的可靠性、高性价比、能够提供从单管到模块的完整产品线、所有产品都符合车规级标准等方面。 例如在H3TRB测试(高温度/湿度/高偏置电压)中,安森美半导体的SiC二极管可以通过1000小时的可靠性测试,实际测试中则会延长到2000小时;1200V 15A的碳化硅二极管在毫秒级有10倍过滤,在微秒级有50倍过滤。 此外,为了实现高性价比,安森美半导体的做法: 一是通过设计、技术进步来降低成本; 二是通过领先的6英寸晶圆的制造工艺与良率来实现好的成本; 三是通过不断地扩大生产规模以降低成本。 “整个SiC市场会一直呈现分立器件和模块两者共存的局面,但模块绝对是SiC器件的一个重要发展方向。”王利民表示,电动汽车领域SiC MOSFET或二极管市场确实是以模块为主,之所以叫模块是因为用户会将SiC分立器件的成品封装到模块之中,所以它既是模块,也是一个单管的分立器件成品。 目前来看,模块化设计主要集中在较大型功率器件上,比如几十千瓦或几百千瓦级别的车载逆变器,但电动汽车的OBC和DC-DC设计却都以单管为主,因此在汽车领域,可以认为一大半的趋势是模块,一小半是单管。 而在非汽车领域,诸如太阳能逆变器、5G及通信电源、电动汽车充电桩,市场上还没有客户采用模块化的方案,基本都是单管方案。按照数量,市场是以单管为主;按照金额,或许更多市场将会是模块方向。 晶圆短缺一直以来被认为是制约碳化硅市场发展的重要原因之一,与其它仍采用4英寸SiC晶圆的厂商不同, 安森美半导体从入局开始就选择了6英寸晶圆,并已签署两个长期供应协议(LTSA),不断评估新的基板制造商并在内部开发基板,确保晶圆供应。 王利民强调说,SiC材料相当坚硬,机械上很难处理纤细的大尺寸晶圆,所以SiC不像硅材料般容易做到超大尺寸。8英寸大小的SiC晶圆仍然是太过超前的技术概念,目前几乎所有厂商都无法处理超薄的超大晶圆,进而进行批量生产。 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-09-29 关键词: 半导体 汽车电子 元器件

  • 硬件工程师日常崩溃图鉴

    转自: EDA365电子论坛 据说很多搞软件的羡慕硬件工程师 因为在软件行业35岁就算老人了 而搞硬件的53岁正辉煌 表面上看起来高大上的硬件工程师 在实际的工作中,其实很惨... 以上漫画虽然调侃的意味更多 但现实中搞硬件的门槛确实很高 收入也会随着经验的增多不断增长 硬件工程师也基本不存在中年危机 如果实在搞不下去了 转项目经理其实也比较轻松 很多人自己去创业也干的不差 因为硬件工程师接触面很宽 更容易从全盘去考虑问题 一个好的硬件工程师 可以运筹帷幄千里之外 熟知每一个项目和技术的细节 瞬间反应过来任何问题的可能来源 在成本、功能、性能和客户之间游刃有余 称得上顶级的硬件工程师了 然而却是企业可遇而不可求的 顶级的软件工程师却有很多 导致的结果也就是市面上的软件都不差 想要赢市场就得真刀真枪的拼硬件 这对硬件工程师来说是个好消息 你觉得呢? 关注 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-09-22 关键词: 软件 硬件工程师 元器件

  • 2020工博会新品直击,看各大展商如何秀肌肉!

    2020工博会以“智能、互联——赋能产业新发展”为主题,工博会历经20余年发展,已经成为检验我国工业领域企业发展实力的试金石,成为引领着工业未来发展的风向标。 2020年由于疫情的全球肆虐,国外重要大展无法如期举行,此次工博会便成为各大企业大秀肌肉的重要舞台。无论是国外巨头还是国内企业,纷纷抓住这个契机展示发布其最新的产品和技术,众多新品全球首发。OFweek工控网小编带大家一起来看看这些国内外自动化企业如何秀肌肉(企业排名不分先后)。 库卡 作为工业机器人四大家族之一的库卡,此次携手美的联合参展,现场人流如织。在本次工博会上,库卡机器人应用展示丰富,包括新品KR 4 AGILUS、KR SCARA、移动机器人KMP 600-S ,还有KR IONTEC KR50 R2500和应用于医疗行业的LBR Med机器人等诸多机器人应用展示,不仅是硬件,库卡还展示了其软件和数字化平台,让KUKA机器人会“说话”。 KR 4 AGILUS是第一款完全由库卡中国团队自主研发,并全球销售的 “里程碑式” 产品,在工博会上进行了首发。新一代 KR 4 AGILUS 其更大的负载与更长的臂展能为机器人带来更强的作业能力与更大的作业空间,非常适合电子元器件的装配、拾取与放置、拧螺丝、粘接、包装、检测或检验等应用,尤其适用于作业精准度要求严苛的 3C 电子行业。 KR 4 AGILUS   图片来源:库卡 移动机器人KMP 600-S 是由库卡中国团队独立开发的第一款移动机器人产品,以智能高效、安全稳定为特征,使用SLAM导航方式,具有较高的柔性。 库卡移动机器人 KMP 600-S  图片来源:库卡 从机器人展中不难看出,协作机器人是一个行业方向,库卡当然也不例外,不仅在工业机器人产品上有过硬的技术,在协作机器人上同样有拿的出手的产品。在库卡展台上,小编看到应用于医疗行业的LBR Med医疗机器人,这是库卡协作机器人在医疗场景的应用展示,也是唯一经CE体系认证可集成到医疗产品中的机器人组件。 库卡医疗机器人  图片来源:库卡 除了以上展品,库卡技术人员现场向OFweek小编介绍其激光焊接应用产品KR IONTEC KR50 R2500机器人,据悉,这款产品更加紧凑,占地面积减少30%,能耗降低20%,前端防护等级为IP67,更好的满足客户降本增效的市场需求。 KR IONTEC KR50 R2500机器人  图片来源:OFweek工控 除以上重磅级新品,KUKA Connect等数字化产品也在展台现身,这些数字化产品,能够让机器人高效精准地融入各种工业生产场景,实现机器人的智能、互联,让客户通过管理平台实时掌握现场机器人运行情况,实现“让您的机器人会说话”。 发那科 本届工博会上,发那科以“人机协作,智联未来”为主题,展示了其柔性化个性化定制的智能制造解决方案。首发CRX-10iA全新一代协作机器人,具有高安全性、高可靠性、便捷使用三大特点,主要针对小型部件的搬运和装配。 发那科全新一代协作机器人CRX-10iA  图片来源:发那科 此外,FANUC还重磅推出两款新型SCARA机器人、定制化生产远程下单示范、定制化生产远程下单示范、生产车间数字化管理解决方案Smart LINK SCADA以及10余套行业自动化解决方案,为汽车整车、汽车零部件、3C电子、仓储物流、塑料、金属加工等行业的智能制造赋能。 发那科SCARA机器人  图片来源:发那科 发那科MES系统  图片来源:发那科 配天机器人 配天机器人自2010年涉足工业机器人领域至今,与国内大部分工业机器人企业不同,配天不只专注于机器产业链某一领域,而是由上游运动控制系统、整机到系统集成整个机器人产业链都有涉足,且已经攻坚了视觉系统、伺服系统、控制器等多个业务板块。 在此次工博会上,配天新品SCARA机器人亮相,我们可以看到3台AIR3SC400-A同频快速作业,结构紧凑、占地面积小。据配天工业机器人事业部华东区销售总监卞存阳介绍,这款新品配备三色灯带,绿色表示机器运转正常,当他出现故障时,示光灯颜色则为红色。可用于3C、化妆品行业、食品及精密零部件行业,如手机芯片,目前已在华为投入使用。 配天新品SCARA机器人  图片来源:OFweek工控 配天机器人在线跟踪点胶工作站  图片来源:OFweek工控 配天手机壳曲面打磨工作站  图片来源:OFweek工控 此次工博会上,配天机器人除了SCARA新品亮相之外,还首次在展出自主研发的智能核心零部件,如数控、伺服系统、伺服抖动抑制系统、机器视觉、自动编程切割系统等。 勃肯特机器人 作为国内并联机器人的行业领导者,勃肯特机器人自2017年研发出第一台并联机器人以来,立足客户需求,以解决客户痛点为研发始点,短短3年时间勃肯特相继研发出特大负载、超高速、高精度和多自由度产品,3年时间里,勃肯特不断完成产品的研发升级和裂变,在此次工博会上,正式推出了全新的协作并联机器人,率先将协作概念与并联机器人融合,开创行业先例。 勃肯特全新协作并联机器人  图片来源:OFweek工控 勃肯特研究院院长董广宇向OFweek工控网小编介绍道,这款协作并联机器人是由两台并联机器人组成, 可高效解决在狭小空间内单台效率不够两台安装空间不足的客户痛点,通过这款协作并联机器人,安装空间缩小50%,工作效率却大大提升50%,不仅如此,后续安装 调试维修的成本都会相应下降。 此次工博会除协作并联机器人外,勃肯特还现场展示了其全新IP68防水防腐Dawn-1200、微米级直线驱动机器人、可拓展模组机器、工业机器视觉BKT-VS01等系列产品。 IP68防水防腐Dawn-1200   图片来源:勃肯特 直线电机3+1轴   图片来源:勃肯特 可拓展模组机型   图片来源:勃肯特  爱仕达·钱江机器人   2020年工博会上,钱江机器人的展品均以工作站的形式展出,旨在让客户看到其提供综合解决方案的能力。OFweek工控网小编在展台现场看到,钱江机器人展示了焊接、抛光打磨、装配、检测、上下料等多个领域的无人化、智能化工作站、生产线,以及MES系统、Scada系统等智能工厂必备的中控神经网络系统,全方位展现了爱仕达·钱江机器人智能制造产业链与生态圈。 钱江机器人营销总监王永贵表示,今年的明星展品电饭煲智能装配线C2M是由9台机器人、11个工作站组成的一条智能电饭煲生产线,可以通过手机二维码等方式下单,进行个性化定制,搭配上MES系统,可谓是一个小型智能工厂。这也是全国乃至全球第一次将模型展示到真实生产的一次重大跨越,是家电行业装配的一个重大创新与突破,除家电外,还可以用于厨电、玩具、医疗和电子产品等行业,行业前景广阔。 电饭煲智能装配线C2M  图片来源:钱江机器人 钱江机器人五星椅脚打磨单元  图片来源:钱江机器人 王总介绍道,钱江机器人在智能制造方面注重创新,持续深耕,此次展示的MES系统由上海研究院独立研发, 通过MES系统可以实时掌握物料情况,合理排单,在生产过程中可以进行高效地过程管理,实主动地获取生产中的情况,提前发现问题,及时处理减少损失。 爱仕达智能制造指挥中心  图片来源:钱江机器人 斯坦德机器人 本次工博会上,斯坦德全球首发了其标准化工业级移动机器人AMR 600,这款产品配备了双激光雷达、足够的控制逻辑传感器使其安全性能够有充分的保证,小编现场也亲身验证了这一点,在采访的整个过程中机器人从我们身边不停来回穿梭,可以自主避障。 斯坦德机器人AMR 600  图片来源:OFweek工控 斯坦德机器人副总裁、销售总监梁成刚接受OFweek工控网采访时表示,这款新品可用于3C、汽车零部件、半导体行业及新能源行业,已经与华为、富士康、台达等知名企业达成合作。 除此之外,斯坦德机器人还发布了自然导航自动托盘叉车和移动复合消毒机器人。截至目前,斯坦德依托Oasis系列标准移动机器人平台、功能模组、衍生Oasis集成功能移动机器人、AMR系列双雷达标准移动机器人、Gulf系列自动叉车、FMS调度系统等产品,建立起完备的产品链,应对工业生产中所需要的绝大多数柔性物流应用场景。 斯坦德Gulf-1400-CDD搬运式自动叉车  图片来源:斯坦德机器人 川崎机器人 川崎机器人目前在制造机器人方面已经走过了半个世纪的历程,产品覆盖了焊接、喷涂、码垛、折弯、搬运组装、分拣等领域,应用市场除传统领域外,广泛应用于日化、食品、医药、五金、包装物流等新兴行业。 2020工博会上,川崎机器人集中展示了十四种机器人工作单元,涵盖duAro化妆品包装单元、拆垛码垛单元、视觉分拣系统、激光切割单元、智能摄影单元、一体式折弯单元等。 激光切割单元  图片来源:OFweek工控 机器人智能摄影单元  图片来源:OFweek工控 一体式折弯单元  图片来源:OFweek工控  K-TEACH迷宫单元  图片来源:OFweek工控  duAro化妆品包装单元  图片来源:OFweek工控 冲压搬运展示单元  图片来源:OFweek工控 华纳电气 (Warner Electric) 华纳电气自1927年创立,至今已有93年的历史。华纳电气是奥创集团全球7大业务部门之一,是全球领先的电磁离合器/制动器的研发者和制造商。 此次工博会,华纳电气的展品主要是各个系列的电磁制动器,这也是自动化设备不可或缺的安全部件。包括Matrix系列电磁制动器、WR(Warner Electric)薄型系列和标准系列制动器、XS微型制动器、奥力西系列制动器和智能控制器。其中奥力西系列制动器和智能控制器均由中国研发团队开发设计,奥力西系列制动器适用于各种伺服电机、步进电机和交流减速电机。 华纳电气工博会展品  图片来源:华纳电气 华纳电气工博会首发的智能控制器  图片来源:华纳电气 华纳电气中国区经理张启龙向OFweek工控网介绍,核心技术本地化是本次展品的重大看点。大多数已实现在国内生产,或者完全由国内技术团队开发。以便能够更快速响应,更加灵活,更好地适应中国市场的需求。 华纳电气中国区经理张启龙  图片来源:OFweek工控 张总表示,2020年的疫情对工业确实有一定的打击,但是危与机是并存的,今年的疫情使得很多企业遭受了巨大的损失,但华纳电气仍然在医疗、机器人和高空作业车行业实现了不错的增长。面对严峻的经济形势,创新与合作是企业转危为机的重要路径。下一代的离合器制动器产品趋势将是万物互联,更加高效,更加节能,更加集成,更加智能。 最后,记得关注微信公众号:OFweek工控,更多干货在等你!1.限时下载 | 3000多套PLC程序实例,PLC就该这么学!2.限时下载 | 《PLC零基础到专家》51个视频资料,不可错过!3.限时下载 | 90G西门子S7-1200全套学习资料!4.限时下载 | 27讲威纶通人机界面基础课程资料,快速入门!5.限时下载 | 42G 超全Eplan视频教程合集,工程师必备! 往期精彩回顾 2020工博会开展首日人气爆棚,一睹工业自动化与机器人展现场盛况! 400亿美元售出!ARM真的被卖了:对中国科技界影响超乎想象 华为正面回应芯片遭打压:没有选择就是最好的选择,危与机并存 到底是什么让工程师成了一份苦逼的工作?? 蓝思科技被曝高管贪腐,原董事长助理受贿554万被判7年! 近期活动 关于我们 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-09-21 关键词: 人工智能 3c 元器件

  • 老工程师谈电子物料:别拿一分钱不当回事!

            一分钱,在现在物价飞涨的年代,早已经退出了货币交流的的历史舞台,成为财务意义上的最小计量单位。当年“我在马路边,捡到一分钱”的童谣,不会再发生了,一分钱,已经买不了任何东西。 一分钱,已经真的不值钱了吗?让我们来看看电子物料的价格:一个0603的普通贴片电阻0.29分钱,一个0603的104电容1分钱,一个贴片 8550三极管5分钱,一个贴片4148二极管4.6分钱……这些元器件,都是以分来衡量,要是以元为单位衡量的话,你会看到前面有很多“0”,这样年 来,结论是我们很多物料不值几个钱。 但是大家有没有想过另外一个事实:一个贴片电阻用上后后面的加工费是1.5分钱,一个三极管的加工费是2.2分钱,上面的物料就会变成一个贴片电阻的综全成本是1.79分钱,比电阻本身成本高6倍;一个贴片电容的综合成本是2.5分钱,比自身成本高 2.5倍;一个贴片三极管的综合成本是7.2分钱,比自身高1.44倍;一个贴片二极管的综合成本是6.1分钱,比自身成本高1.32倍……这样看来,是 否感觉我们的物料在使用的时候,好像并不省钱?我在这里先下一个结论:别拿一分钱不当回事 让我慢慢地给大家说说一个电阻,一个电容怎么成了一回事。 “就几分钱的东西,多大的事啊”的这个观点继续保留,请看下面。 我们一款成熟热销的机器,一年好歹也有10万的销量,有的还不止这个数目,我们做几个假设,还是上面的物料。每台机器节省一个贴片电阻,我们可以节省 1790元;少贴一个贴片电容,节省2500元;删除一个贴片三极管,挽回7200元;不用一个贴片二极管,节约6100元,这些钱的数字,大家就有感觉 了,大家看看,节省了那一样的物料,几个月下来,就相当你们自已的工资了 所以啊,千万别拿一分钱不当回事,一个年产10万的机器,很容易浪费了很多个1千元。我们怎么做法才能把一分钱当回事呢? 下面我有几个建议: 1.源头的设计。如果你用好料,性能高,你就是高水平的电源工程师了吗?在我看来,这是垃圾电源工程师。真正的高水平,是使用最精简的方案,最廉价的物料,能够能达到相同的 性能,或者得到满足客户需求的性能,这里选料是关键。电源工程师一般都是比较保守的,保守是件好事,但是很多保守,是建立在自已技术水平不够高的基础上。比如说滤波电容,是不是越多越好?理论上来讲是,而实际上呢?你少用一个104贴片电容,系统就崩溃了吗?470uF变成100uF,性能要求能接受了 吗?这些事情,很多电源工程师未曾想过即使想过,也很少真正去抠过,再即使抠过,也因为求稳最后在BOM中还是使用大家所谓的经验参数。 2.BOM设计。为了适应很多客户需求,BOM中都是做了很多选取的。问题就出现在这里,两种互斥功能的BOM组件,用A功能的时候,B功能的所有物料是不是全部删除 干净呢?出BOM的时候,是否赚麻烦少删除几个物料呢?随便少删除几个物料,好多个1千元就得掏,而这个把关只有你设计师清楚的知道 3.PCB设计。能用两层板,不要用四层板;能用纸板,不要用玻纤板;能用工装制具加工,都不要用PCB板挡边,PCB是很昂贵的物料,我们经常因为设计时候考虑这个兼容那个兼容,把PCB板面积扩大;然后还考虑进度约束,把单面板设计成双 面板;工厂加工为了省做制具的钱,要求PCB加7MM的挡锡条……要知道这些改动图什么?两个字:方便。但这是拿钱来买方便,拿多少钱呢?一块键控板如 60X30MM,单面板使用双面板后,拿3.5元钱来买方便,一条四层板的挡锡边更贵,一个月下来,几万元都来买了个方便,一个月几万元,我们可以请优秀 的电源工程师,专门设计单面板,也可以购买大批工装制具 千万不要拿一分钱不当回事,节约成本,不是要求大家做多大的贡献,一下子能节约 上百万元,一分钱一分钱地去思考,一分钱就真的成了那么回事,节约,就是另外一种创造利润的捷径,大家想想,要创造一个产品出来,增加收入,多困难的一件 事情啊;对比要节约几个物料,同样的增加收入,容易多了。 “节约成本”体现了电源工程师的最高技术水平。要做到:天天想,夜夜想,节约成本细思量;去冗佘,去兼容,产品质不能变。 -END- | 整理文章为传播相关技术,版权归原作者所有 | | 如有侵权,请联系删除 | 【1】干货:嵌入式C语言源代码优化方案 【2】C语言内存泄露很严重,如何应对? 【3】C语言函数指针之回调函数 【4】光刻机原理解析——光刻机到底在“刻”什么? 【5】华为继鸿蒙OS后,即将发布国产编程语言! 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-09-21 关键词: 元器件 电源设计

  • 详细解析:造成电路板焊接缺陷的三大因素

    1 电路板孔的可焊性影响焊接质量 电路板孔可焊性不好,将会产生虚焊缺陷,影响电路中元件的参数,导致多层板元器件和内层线导通不稳定,引起整个电路功能失效。 所谓可焊性就是金属表面被熔融焊料润湿的性质,即焊料所在金属表面形成一层相对均匀的连续的光滑的附着薄膜。影响印刷电路板可焊性的因素主要有: 焊料的成份和被焊料的性质 焊料是焊接化学处理过程中重要的组成部分,它由含有助焊剂的化学材料组成,常用的低熔点共熔金属为Sn-Pb或Sn-Pb-Ag。其中杂质含量要有一定的分比控制,以防杂质产生的氧化物被助焊剂溶解。焊剂的功能是通过传递热量,去除锈蚀来帮助焊料润湿被焊板电路表面。一般采用白松香和异丙醇溶剂。 焊接温度和金属板表面清洁程度 焊接温度和金属板表面清洁程度也会影响可焊性。温度过高,则焊料扩散速度加快,此时具有很高的活性,会使电路板和焊料溶融表面迅速氧化,产生焊接缺陷,电路板表面受污染也会影响可焊性从而产生缺陷,这些缺陷包括锡珠、锡球、开路、光泽度不好等。 2 翘曲产生的焊接缺陷 电路板和元器件在焊接过程中产生翘曲,由于应力变形而产生虚焊、短路等缺陷。翘曲往往是由于电路板的上下部分温度不平衡造成的。对大的PCB,由于板自身重量下坠也会产生翘曲。 普通的PBGA器件距离印刷电路板约0.5mm,如果电路板上器件较大,随着线路板降温后恢复正常形状,焊点将长时间处于应力作用之下,如果器件抬高0.1mm就足以导致虚焊开路。 3 电路板的设计影响焊接质量 在布局上,电路板尺寸过大时,虽然焊接较容易控制,但印刷线条长,阻抗增大,抗噪声能力下降,成本增加;过小时,则散热下降,焊接不易控制,易出现相邻线条相互干扰,如线路板的电磁干扰等情况。因此,必须优化PCB板设计: 缩短高频元件之间的连线、减少EMI干扰。 重量大的(如超过20g) 元件,应以支架固定,然后焊接。 发热元件应考虑散热问题,防止元件表面有较大的ΔT产生缺陷与返工,热敏元件应远离发热源。 元件的排列尽可能平行,这样不但美观而且易焊接,宜进行大批量生产。电路板设计为4∶3的矩形最佳。导线宽度不要突变,以避免布线的不连续性。电路板长时间受热时,铜箔容易发生膨胀和脱落,因此,应避免使用大面积铜箔。 综合上述,为能保证PCB板的整体质量,在制作过程中,要采用优良的焊料、改进PCB板可焊性以及及预防翘曲防止缺陷的产生。 -END- 免责声明:本文系网络转载,版权归原作者所有。如有问题,请联系我们,谢谢 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-09-21 关键词: 电路板 元器件

  • 造成电路板焊接缺陷的三大因素详解

    点击上方“大鱼机器人”,选择“置顶/星标公众号” 福利干货,第一时间送达! 1 电路板孔的可焊性影响焊接质量 电路板孔可焊性不好,将会产生虚焊缺陷,影响电路中元件的参数,导致多层板元器件和内层线导通不稳定,引起整个电路功能失效。 所谓可焊性就是金属表面被熔融焊料润湿的性质,即焊料所在金属表面形成一层相对均匀的连续的光滑的附着薄膜。影响印刷电路板可焊性的因素主要有: 焊料的成份和被焊料的性质 焊料是焊接化学处理过程中重要的组成部分,它由含有助焊剂的化学材料组成,常用的低熔点共熔金属为Sn-Pb或Sn-Pb-Ag。其中杂质含量要有一定的分比控制,以防杂质产生的氧化物被助焊剂溶解。焊剂的功能是通过传递热量,去除锈蚀来帮助焊料润湿被焊板电路表面。一般采用白松香和异丙醇溶剂。 焊接温度和金属板表面清洁程度 焊接温度和金属板表面清洁程度也会影响可焊性。温度过高,则焊料扩散速度加快,此时具有很高的活性,会使电路板和焊料溶融表面迅速氧化,产生焊接缺陷,电路板表面受污染也会影响可焊性从而产生缺陷,这些缺陷包括锡珠、锡球、开路、光泽度不好等。 2 翘曲产生的焊接缺陷 电路板和元器件在焊接过程中产生翘曲,由于应力变形而产生虚焊、短路等缺陷。翘曲往往是由于电路板的上下部分温度不平衡造成的。对大的PCB,由于板自身重量下坠也会产生翘曲。 普通的PBGA器件距离印刷电路板约0.5mm,如果电路板上器件较大,随着线路板降温后恢复正常形状,焊点将长时间处于应力作用之下,如果器件抬高0.1mm就足以导致虚焊开路。 3 电路板的设计影响焊接质量 在布局上,电路板尺寸过大时,虽然焊接较容易控制,但印刷线条长,阻抗增大,抗噪声能力下降,成本增加;过小时,则散热下降,焊接不易控制,易出现相邻线条相互干扰,如线路板的电磁干扰等情况。因此,必须优化PCB板设计: 缩短高频元件之间的连线、减少EMI干扰。 重量大的(如超过20g) 元件,应以支架固定,然后焊接。 发热元件应考虑散热问题,防止元件表面有较大的ΔT产生缺陷与返工,热敏元件应远离发热源。 元件的排列尽可能平行,这样不但美观而且易焊接,宜进行大批量生产。电路板设计为4∶3的矩形最佳。导线宽度不要突变,以避免布线的不连续性。电路板长时间受热时,铜箔容易发生膨胀和脱落,因此,应避免使用大面积铜箔。 综合上述,为能保证PCB板的整体质量,在制作过程中,要采用优良的焊料、改进PCB板可焊性以及及预防翘曲防止缺陷的产生。 -END- 往期好文合集 电路 "纹身" 为什么PCB板通常是绿色的? 用铁丝做“电路板”,这波操作你不得不服!   最 后      若觉得文章不错,转发分享,也是我们继续更新的动力。 5T资源大放送!包括但不限于:C/C++,Linux,Python,Java,PHP,人工智能,PCB、FPGA、DSP、labview、单片机、等等! 在公众号内回复「 更多资源 」,即可免费获取,期待你的关注~ 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-09-21 关键词: 电路板 焊接 元器件

  • 元器件失效机理有哪些?

    元件的失效直接受湿度、温度、电压、机械等因素的影响。 1、温度导致失效: 1.1环境温度是导致元件失效的重要因素。 温度变化对半导体器件的影响:构成双极型半导体器件的基本单元P-N结对温度的变化很敏感,当P-N结反向偏置时,由少数载流子形成的反向漏电流受温度的变化影响,其关系为: 式中:ICQ―――温度T0C时的反向漏电流 ICQR――温度TR℃时的反向漏电流 T-TR――温度变化的绝对值 由上式可以看出,温度每升高10℃,ICQ将增加一倍。这将造成晶体管放大器的工作点发生漂移、晶体管电流放大系数发生变化、特性曲线发生变化,动态范围变小。 温度与允许功耗的关系如下: 式中:PCM―――最大允许功耗 TjM―――最高允许结温 T――――使用环境温度 RT―――热阻 由上式可以看出,温度的升高将使晶体管的最大允许功耗下降。 由于P-N结的正向压降受温度的影响较大,所以用P-N为基本单元构成的双极型半导体逻辑元件(TTL、HTL等集成电路)的电压传输特性和抗干扰度也与温度有密切的关系。当温度升高时,P-N结的正向压降减小,其开门和关门电平都将减小,这就使得元件的低电平抗干扰电压容限随温度的升高而变小;高电平抗干扰电压容限随温度的升高而增大,造成输出电平偏移、波形失真、稳态失调,甚至热击穿。 2、温度变化的影响 2.1 温度变化对电阻的影响 温度变化对电阻的影响主要是温度升高时,电阻的热噪声增加,阻值偏离标称值,允许耗散概率下降等。比如,RXT系列的碳膜电阻在温度升高到100℃时,允许的耗散概率仅为标称值的20%。 但我们也可以利用电阻的这一特性,比如,有经过特殊设计的一类电阻:PTC(正温度系数热敏电阻)和NTC(负温度系数热敏电阻),它们的阻值受温度的影响很大。 对于PTC,当其温度升高到某一阈值时,其电阻值会急剧增大。利用这一特性,可将其用在电路板的过流保护电路中,当由于某种故障造成通过它的电流增加到其阈值电流后,PTC的温度急剧升高,同时,其电阻值变大,限制通过它的电流,达到对电路的保护。而故障排除后,通过它的电流减小,PTC的温度恢复正常,同时,其电阻值也恢复到其正常值。 对于NTC,它的特点是其电阻值随温度的升高而减小。 2.2温度变化对电容的影响 温度变化将引起电容的到介质损耗变化,从而影响其使用寿命。温度每升高10℃时,电容器的寿命就降低50%,同时还引起阻容时间常数变化,甚至发生因介质损耗过大而热击穿的情况。 此外,温度升高也将使电感线圈、变压器、扼流圈等的绝缘性能下降。 3、湿度导致失效 湿度过高,当含有酸碱性的灰尘落到电路板上时,将腐蚀元器件的焊点与接线处,造成焊点脱落,接头断裂。 湿度过高也是引起漏电耦合的主要原因。 而湿度过低又容易产生静电,所以环境的湿度应控制在合理的水平。 4、过高电压导致器件失效 施加在元器件上的电压稳定性是保证元器件正常工作的重要条件。过高的电压会增加元器件的热损耗,甚至造成电击穿。对于电容器而言,其失效率正比于电容电压的5次幂。对于集成电路而言,超过其最大允许电压值的电压将造成器件的直接损坏。 电压击穿是指电子器件都有能承受的最高耐压值,超过该允许值,器件存在失效风险。主动元件和被动元件失效的表现形式稍有差别,但也都有电压允许上限。晶体管元件都有耐压值,超过耐压值会对元件有损伤,比如超过二极管、电容等,电压超过元件的耐压值会导致它们击穿,如果能量很大会导致热击穿,元件会报废。 5、振动、冲击影响: 机械振动与冲击会使一些内部有缺陷的元件加速失效,造成灾难性故障,机械振动还会使焊点、压线点发生松动,导致接触不良;若振动导致导线不应有的碰连,会产生一些意象不到的后果。 可能引起的故障模式,及失效分析。 电气过应力(Electrical Over Stress,EOS)是一种常见的损害电子器件的方式,是元器件常见的损坏原因,其表现方式是过压或者过流产生大量的热能,使元器件内部温度过高从而损坏元器件(大家常说的烧坏),是由电气系统中的脉冲导致的一种常见的损害电子器件的方式。 -END- 万用表的灵活使用,不仅只有基本使用方法!太惊艳!热卖的创意电子产品绝世干货:二极管的七种应用电路及详解 (免责声明:整理本文出于传播相关技术知识,版权归原作者所有。) 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-09-18 关键词: 元器件 电源设计

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