Cầu Dao Trong PCB và Bảng Vật Liệu của Bạn

Aptomat không phải lúc nào cũng cần thiết trong mọi hệ thống, nhưng trong một số môi trường, chúng là nguồn bảo vệ chính chống lại quá áp/dòng điện cao, cũng như bất kỳ hư hại nào có thể xảy ra từ sự tăng đột ngột của dòng điện. Aptomat được biết đến nhiều nhất với việc sử dụng trong bảo vệ mạch điện dân dụng, nhưng chúng có thể được sử dụng trong bất kỳ môi trường nào (như hệ thống điện và hệ thống công nghiệp) đòi hỏi bảo vệ mạch. Một số aptomat có thể được gắn trên PCB, trong khi những cái khác quá lớn và phải được lắp đặt trên bảng điều khiển trong một thùng đựng.

Bạn nên chọn lựa phương án nào cho thiết kế của mình? Chúng tôi sẽ trình bày cách chọn lựa giữa các loại aptomat này và hướng dẫn cách chỉ định chúng trong bộ lắp ráp của bạn.

Aptomat trong PCB của Bạn

Nếu PCB của bạn chứa các thành phần nhạy cảm mà bạn cần bảo vệ khỏi sự cố hệ thống ở dòng điện cao, bạn sẽ có khả năng cần phải bao gồm một aptomat trong PCB của mình. Bảo vệ mạch cũng có thể được yêu cầu theo các quy định EMC hoặc tiêu chuẩn ngành áp dụng cho sản phẩm của bạn, và những yêu cầu bảo vệ mạch như vậy có thể đòi hỏi một aptomat. Có nhiều loại aptomat có thể được bao gồm trong PCB của bạn, bảo vệ mạch của bạn khỏi quá áp AC hoặc DC và/hoặc dòng điện khởi động.

Có bốn loại aptomat:

• Nhiệt - kích hoạt do quá nhiệt trong điều kiện dòng điện quá mức
• Từ - kích hoạt bởi từ trường sinh ra từ dòng điện
• Nhiệt-từ - liên quan đến việc uốn cong của một cánh tay hai kim loại ở dòng điện cao
• Thuỷ lực-từ - lực từ tác động lên một lò xo trong chất lỏng giảm xóc để kích hoạt cầu dao

Mỗi loại cầu dao có một hồ sơ kích hoạt dòng điện khác nhau theo thời gian và đặc tính cơ khí riêng biệt. Cầu dao chỉ từ mà không có độ trễ thuỷ lực sử dụng một cuộn solenoid để ngắt một cú sốc dòng điện và là loại cầu dao nhanh nhất trong bốn lựa chọn.

Gắn trên PCB so với Gắn trên Bảng Điều Khiển

Cầu dao có sẵn có thể gắn trực tiếp lên PCB, trong khi các cầu dao lớn hơn thường được gắn lên một bảng điều khiển trên một vỏ hộp hoặc tủ. Cầu dao giá rẻ có thể gắn trên PCB có sẵn với các mức định mức dòng kích hoạt từ hàng chục Amp.

Bảo vệ mạch in (PCB) khỏi quá dòng đòi hỏi phải có một số ý tưởng về mức dòng điện sẽ lan truyền trong mạch khi xảy ra lỗi. Có một số loại cầu chì và máy cắt mạch bạn có thể sử dụng, có thể gắn vào một PCB lớn hơn có thể chịu được dòng điện lên đến 10 A. Ví dụ, máy cắt mạch loạt 1410-L110 là máy cắt mạch nhiệt đơn cực, nhấn để đặt lại, với khả năng chuyển mạch cực nhanh. Máy cắt mạch này dễ dàng gắn vào PCB của bạn như một linh kiện xuyên lỗ.

Các máy cắt mạch khác có loại hai cực và thường được sử dụng với các mạch yêu cầu thiết bị lớn hơn. Một cái gì đó nặng hơn, như máy cắt mạch Merlin Gerin, không thể gắn trên PCB và phải được gắn vào bao bì bên ngoài của thiết bị của bạn. Tuy nhiên, chúng có thể cung cấp sự bảo vệ đáng kể trong trường hợp ngắn mạch và ngăn chặn bảng mạch của bạn bị hỏng hoặc bắt lửa, đặc biệt là trong một hệ thống công suất cao.

Chọn Máy Cắt Mạch Phù Hợp

Một số kỹ sư sẽ chọn cỡ bảo vệ mạch lớn hơn để tránh việc tắt mạch ngoài ý muốn, nhưng họ thường chỉ định một cầu dao tự động có giá trị định mức cao hơn nhiều so với nên làm. Giá trị dòng điện định mức trên một cầu dao tự động cho bạn biết dòng điện tối đa mà cầu dao tự động có thể duy trì ở nhiệt độ phòng. Ví dụ, một cầu dao tự động 10 A sẽ duy trì dòng điện 10 A mà không bị tắt. Một cầu dao tự động 4A điển hình với hồ sơ tắt chậm có thể chịu được dòng điện tăng đột ngột 10 A mà không gây tắt mạch phiền toái.

Có nhiều thuật ngữ được sử dụng để mô tả hiệu suất của cầu dao tự động. Các thuật ngữ như “bảo vệ chống cháy”, “chống nước”, và “chống bụi” được sử dụng để mô tả cầu dao tự động. Tuy nhiên, những thuật ngữ này để lại khoảng trống cho sự mơ hồ trừ khi các tiêu chuẩn ngành cụ thể được chỉ định trong tài liệu thành phần. Bạn nên luôn so sánh các tiêu chuẩn được chỉ định cho cầu dao tự động của mình với ứng dụng dự định khi chọn bảo vệ cho bảng mạch của bạn. Hãy chắc chắn bao gồm các tiêu chuẩn liên quan trong bảng vật liệu của bạn.

Cầu dao tự động với kiểu đầu cắm có thể dễ dàng lắp đặt và thay thế. Chúng cũng có thể được hàn, đặc biệt là cầu dao tự động với đầu cắm xuyên lỗ. Rõ ràng, kết nối đầu vít an toàn hơn và phù hợp cho các ứng dụng với dòng điện cao và trong môi trường có thể xuất hiện rung động. Không phải tất cả cầu dao tự động với đầu vít có thể được gắn vào PCB của bạn qua các lỗ gắn, và bạn sẽ cần phải kiểm tra những cầu dao này trước khi cố gắng bao gồm chúng vào PCB của mình.

Bảo vệ mạch nặng trong hệ thống công nghiệp

Những gì cần bao gồm trong Bảng Liệt kê Vật liệu của bạn

Nếu bạn gửi một bộ lắp ráp hoàn chỉnh (bao gồm dây điện, dây đai cáp, vỏ bọc, v.v.) vào một nhà sản xuất hợp đồng để sản xuất hàng loạt, thì bất kỳ linh kiện nào là một phần của sản phẩm lắp ráp đều nên được bao gồm trong bảng liệt kê vật liệu. Điều này bao gồm bất kỳ cầu dao tự động nào sẽ kết nối với PCB. Điều này cũng nên bao gồm bất kỳ khối đầu vít nào và dây dẫn bay sẽ cung cấp các kết nối điện cần thiết trở lại với PCB.

Nếu bạn chỉ gửi PCB đi lắp ráp, và cầu dao sẽ được lắp trên PCB, thì nó nên được bao gồm trong danh sách vật liệu cho người lắp ráp. Nếu sẽ có kiểm tra mạch trực tiếp trên dây chuyền với bảng mạch đã lắp ráp (kiểm tra xem cầu dao có tác động không), người lắp ráp cần biết điện áp và dòng điện làm cầu dao tác động; điều này có thể được bao gồm trong mô tả thành phần cho danh sách vật liệu.

Khi bạn cần bao gồm các thành phần như cầu dao trong sản phẩm lắp ráp của mình, hãy chắc chắn bạn sử dụng bộ công cụ thiết kế PCB đầy đủ trong Altium Designer^® để thiết kế PCB của bạn. Altium Designer bao gồm khả năng thiết kế dây dẫn có thể kiểm tra các kết nối logic với các thành phần bên ngoài như cầu dao, cũng như dây dẫn tùy chỉnh và lắp ráp cáp. Khi bạn đã hoàn thành thiết kế và muốn gửi các tệp cho nhà sản xuất của mình, nền tảng Altium 365^™ giúp việc hợp tác và chia sẻ dự án của bạn trở nên dễ dàng.

Chúng ta mới chỉ khám phá bề mặt của những gì có thể thực hiện với Altium Designer trên Altium 365. Bắt đầu dùng thử miễn phí Altium Designer + Altium 365 ngay hôm nay.