Chúng ta có thể xây dựng các tụ điện trên một bảng PCB?

Đối với cường độ của tụ điện nF hoặc phaF, tôi hy vọng tôi có thể xây dựng chúng trên một bảng mạch PCB. Các tụ điện giống như một lớp kim loại và một cái gì đó giữa chúng.

Điều này có thể không?

Không mua tụ điện, chỉ cần thiết kế tụ điện trên bảng PCB. Đôi lớp kim loại trên bảng PCB.

Bạn sẽ có một thời gian khó khăn để đạt được 1 nF chỉ bằng cách đặt đồng lên một bảng FR-4 hai lớp tiêu chuẩn . Điện dung được đưa ra gần đúng bởi phương trình tấm song song:

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

Trong trường hợp này

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

hoặc là

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

Có nghĩa là bạn cần 0,38 m ² hoặc 380 cm ² diện tích đồng để đạt được 1 nF. Tôi đã sử dụng 4.7 như một hằng số điện môi điển hình ( độ thấm tương đối ) cho FR-4 và 1.6 mm làm độ dày bảng thông thường.

Không có gì lạ khi tạo ra các tụ điện tỷ lệ pF theo các vùng đồng song song, nhưng nó thường được thực hiện trong các bảng nhiều lớp trong đó thuật ngữ d có thể nhỏ hơn nhiều. Loại tụ điện được chế tạo này có thể đạt được ESR và ESL thấp hơn so với tụ điện rời rạc, vì vậy nó có giá trị để bỏ qua các nguồn cung cấp điện trong các mạch tần số rất cao.

Ngoài ra còn có các công ty sản xuất các vật liệu đặc biệt có thể được ghép trong một lớp PCB đa lớp để cung cấp một lớp không đổi điện môi cao, cho phép xây dựng giá trị tụ điện lớn hơn bằng cách đúc kim loại. 3M là một. Chúng thường được gọi là tụ nhúng hoặc tụ chôn. Liên hệ với cửa hàng chế tạo PCB của bạn để xem họ có hỗ trợ loại vật liệu này không.

Có thể xây dựng các tụ điện theo cách đó, nhưng bạn có thể quên điFFF. Nó rất có thể sẽ nằm trong phạm vi pF.

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

Sẽ rất khó để xây dựng một khu vực rộng lớn trên PCB và bạn không thể tạo ra sự phân tách tấm nhỏ tùy ý vì chúng tôi sẽ khó để bạn xây dựng nó theo cách đó và bạn cũng có thể muốn nó có thể có điện áp trên nó .

Và vâng, điều này có nghĩa là bạn có được điện dung trên bảng từ các dấu vết, nó thường không phải là một giá trị lớn nhưng nó rất quan trọng, đặc biệt là nếu bạn có dấu vết dài gần nhau và bạn đang chạy với tần suất cao.

$\varepsilon_r$

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

$\varepsilon_r$

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

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

Ngay cả khi chúng tôi sử dụng một lớp điện môi mỏng hơn (lõi FR4) và thậm chí có thể là một bảng đa lớp cho hơn hai tấm, việc tiến tới nF sẽ rất lớn và chúng tôi còn lâu mới đi vào phạm vi củaFFF.

Tuy nhiên, bạn có thể sử dụng một số tụ điện trên các cạnh của bảng của mình và phân phối điện áp của chúng trên bảng bằng cách sử dụng hai mặt phẳng đồng hoạt động như một tụ điện. Các tụ điện rời rạc song song với tụ PCB của bạn có thể hoạt động như một tụ điện gần như hoàn hảo, mang lại cho logic nhanh hoặc thiết kế năng lượng của bạn những vũng nước ấm.

Bạn sẽ không sử dụng tụ PCB nếu bạn cần các giá trị chính xác hoặc lớn, nhưng bạn có thể sử dụng nó để tạo ra một hệ thống phân phối điện thực sự tốt trên thiết kế hoàn chỉnh của bạn.

Một dạng tụ điện bí truyền hơn sử dụng các trường diềm và đặt cả hai điện cực ra trên cả hai lớp theo mô hình fractal đan xen. Không có giải pháp dạng đóng và nó rất nhạy cảm với khả năng sản xuất, vì vậy thực tế là vô dụng trong trường hợp này. Tăng cường điện dung sẽ nằm trong phạm vi từ 4X đến 5X. Chỉ cần đề cập cho đầy đủ. KHÔNG nên khuyên tất cả.

Như một thử nghiệm năm ngoái, tôi đã cố gắng xây dựng một tụ điện bằng cách bọc các tờ giấy nhôm cách nhau bằng một tờ giấy xung quanh một cuộn vài lần. Tôi nghĩ rằng tôi chỉ có một cái gì đó khoảng 20 nF hoặc hơn. Rất ít. Sẽ khó có thể có được bất cứ nơi nào gần đó trên pcb vì tôi đang sử dụng các tấm Al tương đối lớn.

Điều này có thể không? ĐÚNG!

Nếu tôi lấy nguyên văn câu hỏi của bạn và theo nghĩa đen, bạn có thể xây dựng các mức độ lớn đó trên PCB với kích thước rất lớn. Tôi không biết phương trình tính kích thước PCB nhưng tôi cho rằng nó sẽ khá lớn hơn chi phí của tụ điện mà bạn muốn xây dựng trên PCB.

Tôi đã xây dựng nắp hai mặt với bảng "hai mặt PCB" trong một thời gian. Tôi dao động khoảng 30-150 pf. Tôi luôn phủ pCB trên bề mặt và các cạnh để giúp tăng khả năng ngắt điện áp. Tôi KHÔNG BAO GIỜ khiến chúng phải chịu hơn vài trăm volt, bởi vì ở tần số RF, chúng có thể trở nên khá nóng !! Tôi sử dụng chúng trong các bẫy bẫy cho ăng ten và nếu được thiết kế hợp lý có thể xử lý lên đến khoảng 300w (PEP) mà không gặp vấn đề gì. Tôi nghi ngờ có thể xử lý nhiều hơn thế. Tôi chắc chắn sẽ không cung cấp cho họ bất kỳ đảm bảo để làm việc ở các cấp độ. Tôi sử dụng chúng trong các ăng-ten bị mắc kẹt tại QTH của tôi và trên các đài phát thanh, nhưng chúng tôi luôn ở mức năng lượng "chân trần".

chúc mừng Lưu ý dữ liệu muộn một chút> xin lỗi nếu đây không phải là điều được mong đợi.

Tôi thường sử dụng phương pháp này cho các hệ thống tần số cao công suất phản kháng cao. Tuy nhiên, tôi muốn cảnh báo, vật liệu PCB "thông thường" như textolite sợi thủy tinh FR4 hoạt động không như mong đợi. Nó có độ tan khoảng 0,035, điều đó có nghĩa là trong các công trình của tôi, tụ điện 100 pF ở 4 kV và 10 Ampe 100 MHz bị "nóng" một chút .... Trong những giây đầu tiên 200 C và sau phút 400 C.

Đôi khi tôi đã thử dán keo vào bộ tản nhiệt cả hai bên, cố gắng nhúng nó vào chất làm mát, v.v ... Về mặt logic thì nó không đẹp chút nào. Ảnh hồng ngoại cho thấy trường nhiệt độ thực sự đồng đều bởi một bề mặt, không có bất kỳ miếng vá nào bị thay đổi xung quanh dây dính, do đó chắc chắn vì lý do nhiệt điện môi đứng và không phải là hiệu ứng Foucault bằng đồng.

Giải pháp cuối cùng tôi tìm thấy trong trường hợp của mình, là Rogers Inc. sản xuất (tại Bỉ sản xuất) PCB dựa trên teflon, (có các vật liệu khác nhau, tôi cho số lượng tốt nhất) có tan (fi) = 0,0003. Sự khác biệt là đáng đồng tiền, thực sự. Và chắc chắn rằng tụ điện này rẻ hơn như Vishay của dòng kVAR hoặc Jennings, v.v.

Thứ hai: Thường thì "Tesla cuộn người" cần những thứ như mũ 40 kV và chúng hoạt động ở tần số thấp đến tần số kHz, do đó, hệ thống sưởi điện môi không quá quan trọng đối với họ. Sau đó, không có gì tốt hơn gạch PVC thảm sàn, loại nửa cứng trong roulons, dày khoảng 2 ... 3 mm. Đặt hai lá đồng ở giữa và cuộn vào "xúc xích". Vật liệu này "như hiện tại" có thể tồn tại tới 40 kV hoặc ở mức cực 50, và nó có epsilon trong khoảng từ 2,7 đến 3,3 với hệ số tiêu tán trong khoảng từ 0,006 đến 0,017. Do đó, ngoại trừ đồng có thể "đi lại" một chút hoặc tạo thành túi khí, PVC phải được coi là vật liệu tốt hơn nhiều cho các tụ điện so với PCB-sợi thủy tinh-epoxy.

3) Tôi đọc ở đây về những thử nghiệm của một người về giấy. Nó vẫn được viết rằng các số liệu trên các sản phẩm giấy: màng bóng kính: e = 6,7 ... 7,6 và tan = 0,065 ... 0,01, sợi giấy 6,5 và 0,005; mô kraft 1,8 và 0,001-0,0015; mô bông rách 1.7 và 0,0008-0.0065; bảng điều khiển 3.2 và 0,008. Đối với trường hợp các loại giấy thấm, về mặt logic, hóa chất ngâm tẩm tạo ra một tác động chính. Do đó, bài báo là tài liệu khá mất mát, tuy nhiên thậm chí nó hoạt động tốt hơn PCB.