EMF nhiệt (hiệu ứng seebeck) trên PCB


9

Quá trình chế tạo / lắp ráp PCB kém, và loại hàn được sử dụng có thể gây ra vấn đề EMF nhiệt (seebeck trên PCB) không? Có bị ảnh hưởng bởi các loại vật liệu được sử dụng? Ví dụ, chất lượng mạ, vias, sử dụng các kim loại khác nhau như vàng, thiếc, đồng v.v?

Câu trả lời:


9

Hiệu ứng Seebeck luôn ở đó và không liên quan gì đến chất lượng của quy trình chế tạo PCB. Đồng là đồng, và thể hiện một hiệu ứng Seebeck nhất định.

Trừ khi bạn có một mạch tương tự mức thấp rất nhạy, hiệu ứng Seebeck có thể bị bỏ qua trên bảng mạch bình thường.

Đầu tiên, để có một điện áp bù do hiệu ứng Seebeck, phải có một gradient nhiệt. Toàn bộ PCB ở cùng nhiệt độ sẽ không gây ra bất kỳ sự bù đắp nào, bất kể nhiệt độ là bao nhiêu.

Thứ hai, ngay cả với độ dốc nhiệt trên bảng, độ lệch là 0 trên bất kỳ vòng lặp nào của dấu vết đồng. Bất cứ điện áp bù nào được tạo ra dọc theo gradient đến một nhiệt độ khác nhau, sẽ được bù bởi gradient ngược trở lại nhiệt độ bắt đầu.

Thứ ba, điện áp bù do hiệu ứng Seebeck nhỏ. Đồng tạo ra khoảng 6,5 oxyV / ° C. Ngay cả khi một mặt của bảng nóng hơn 50 ° C so với mặt kia, điều đó chỉ gây ra bù trừ 325VV. Và một lần nữa, bạn thường không thể cảm nhận được điều đó ngay cả khi bạn muốn bởi vì điều này hủy bỏ trong một vòng lặp.

Cặp nhiệt điện khai thác hiệu ứng Seebeck bằng cách sử dụng hai vật liệu khác nhau ra và vào. Độ lệch điện áp nhìn thấy ở các thiết bị điện tử ở nhiệt độ phòng là chênh lệch giữa điện áp được tạo ra bởi hai vật liệu trên chênh lệch nhiệt độ.

Lý do phổ biến nhất để xem xét hiệu ứng Seebeck trên bảng mạch là khi thiết kế máy thu cặp nhiệt điện. Vì cặp nhiệt điện đo sự chênh lệch nhiệt độ chứ không phải nhiệt độ tuyệt đối, bạn phải biết nhiệt độ của điểm nối nơi dây của cặp nhiệt điện được kết nối với dấu vết đồng trên bảng của bạn. Hai mối nối đó cũng cần phải ở cùng nhiệt độ.

Trong các mạch thu cặp nhiệt độ chính xác cao, điều này thường được thực hiện bằng cách giữ hai mối nối vật lý gần nhau và kẹp một thanh đồng ngang qua chúng. Đồng được cách điện bằng các mối nối, nhưng kết nối nhiệt càng tốt càng tốt. Vì đồng là một chất dẫn nhiệt tốt, hai mối nối hy vọng sẽ có nhiệt độ rất gần nhau và với cảm biến nhiệt độ tuyệt đối trên bảng được sử dụng làm nhiệt độ tham chiếu.


Bạn cần hai kim loại khác nhau để thể hiện hiệu ứng Seebeck tại điểm nối chung của chúng. Hiệu quả Thomson nhỏ hơn nhiều hoạt động trên một đơn kim loại. Xem en.wikipedia.org/wiki/Thermoelectric_effect#Seebeck_effect
hyportnex

@hyp: Bạn cần hai vật liệu khác nhau để các hiệu ứng Seebeck không triệt tiêu lẫn nhau, do đó bạn có thể có điện áp ròng ở cùng nhiệt độ. Các ngã ba chỉ kết nối hai dây dẫn. Hiệu ứng Seebeck xảy ra trong phần lớn vật liệu. Nó không phải là một tài sản của một ngã ba.
Olin Lathrop

Bạn có thể chứng minh hiệu ứng Seebeck mà không có một mối nối của các vật liệu khác nhau? Tôi không nghĩ vậy.
hyportnex

@hyp: Thật ra có nhiều cách, như lệch tia điện tử. Nhưng, sử dụng hai vật liệu khác nhau không chứng minh được hiệu quả nằm trong đường giao nhau.
Olin Lathrop

7

Có, và nó có thể là một vấn đề khi cố gắng xây dựng các công cụ cấp độ đo lường.

Thông thường, bạn thấy công cụ này bị đổ mồ hôi bởi những người như Keithly và Keysight khi thiết kế máy đo điện áp 7 chữ số trong đó EMF nhiệt có thể thực sự quan trọng.

Những điều thú vị khác có thể gây ra căng thẳng do nhiệt gây ra cho bộ dao động thay đổi tần số và tụ điện có được điện tích, rất nhiều điều thú vị phải lo lắng khi chơi trong không gian đó.

Rất thường xuyên bạn thấy PCB có khe cắm bị cắt để hạn chế rò rỉ (có thể là vấn đề lớn hơn với bảng giá rẻ) và tôi đã tự làm điều này khi xử lý trở kháng giga ohm.

Trước đây, người bán dựa trên Cadmium đã được sử dụng cho các kết nối emf nhiệt thấp với đồng, RoHS đã làm cho điều đó trở nên khó khăn hơn trước đây.

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.