印刷电路板 (PCB) 是现代电子产品的基石。从手机到医疗设备,这些电路板随处可见。您是否想过 PCB 如何为您的设备供电?实际上,在 PCB 的核心,多个元件协同工作,为电子产品注入活力。这份完整的 PCB 元件指南将带您了解每个部分。
了解这些 PCB 部件至关重要。为什么?因为每个部件在设备正常运行中都发挥着独特的作用。如果没有这些基本知识,您将无法操作任何涉及 PCB 的设备。您是否不熟悉 印刷电路板组件?别担心!本文将用简单的术语解释每个部件、功能和规格。那就开始吧!
PCB的主要组成部分
PCB 由多个零件和组件组成。每个零件都执行特定功能来为设备供电。要真正理解 PCB 的工作原理,首先必须了解其各个组成部分。因此,让我们深入探讨一下标准 PCB 板零件,看看它们对整体运行有何贡献。
1-电阻器
电阻器是一种控制或限制电流的小型电子元件。实际上,在 PCB 中,并非所有部件都需要相同的电量。有些部件非常敏感,如果电流过大就会损坏。这时,电阻器就派上用场了。它们通过将电流降低到安全水平来保护这些部件。大多数电阻器很小,呈圆柱形,表面带有彩色条纹。这些条纹用颜色代码表示电阻值。
2-电容器
电容器是另一种用于存储和释放电能的 PCB 部件。有时,电流流动并不均匀,可能会出现小幅波动或下降。因此,电容器通过吸收多余的能量来平滑电流,并在需要时释放储存的能量。具体原理是什么?电容器由两块金属板组成,中间夹有介电材料。当电流流入电容器时,一块金属板会存储正电荷,另一块金属板会存储负电荷。电容器会保留这些电荷,直到需要时再释放。
3-电感器
PCB 的这部分会在电流通过时将能量储存在磁场中。通过储存这些能量,它可以抵抗电流的变化。让我来解释一下它的工作原理。实际上,电感器是将铜线绕成线圈制成的。因此,当电流发生变化(例如增大或减小)时,电感器会通过产生反向电压来抵抗这种变化。通过这种方式,这部分可以稳定电路中的电流,不是通过阻断电流,而是通过减慢电流速度。
4-二极管
二极管是PCB板上的部件,其作用类似于电流的单向闸门。它只允许电流沿一个方向流动,并阻止电流沿相反方向流动。二极管有两个端点:阳极(正极)和阴极(负极)。只有当正极施加电压、负极施加电压时,电流才能流动。当反向连接时,二极管会阻止电流流动,就像一道关闭的闸门。这种特性使得二极管在保护电路方面非常有用。
5-晶体管
晶体管是 PCB 上一个很小但功能强大的部件。它就像一个开关或放大器,可以打开或关闭信号,或者增强弱信号。晶体管基本上由三个引脚组成。这些引脚包括:
基值 – 它控制晶体管。
收藏家 – 这就是电流进来的地方。
发射极 – 这就是电流出去的地方。
当小电流进入基极时,栅极就会打开。这使得更大的电流从集电极流向发射极。这就是它作为开关的作用。同时,它也可以增强微弱信号,起到放大器的作用。
快速亮点: 晶体管主要有两种类型,包括:
北京电讯 (双极结型晶体管):利用电流来控制电流。
MOSFET (金属氧化物半导体场效应晶体管):使用电压控制电流。
6-集成电路(IC)
集成电路 (IC) 的工作原理类似于微型电路。它包含许多元件,例如电阻器、晶体管和二极管,所有这些元件都紧密封装在一个微芯片中。这些 IC 电路板元件协同工作,完成复杂的任务。IC 有助于使电路更小、更快、更可靠。在 IC 出现之前,电子设备使用许多占用大量空间的独立元件。然而,现在所有这些部件都被整合成一个单元。它们通常有 8 个引脚到 100 多个引脚。
7-开关和继电器
开关和继电器都是 PCB 的控制元件。它们管理电路中的电流,但方式略有不同。具体是如何实现的?开关是手动部件,允许您手动打开或关闭电路。在 PCB 上,开关控制电流是否流经特定路径。
另一方面,继电器是电动开关。用户无需手动打开或关闭它。相反,微小电流会激活内部线圈,从而打开或关闭电路。简而言之,在继电器中,低功率信号控制高功率电路。因此,当用户无需直接接触就能控制大负载时,继电器会更加有用。
8-连接器
连接器是 PCB 的另一个关键组件,用于连接其他组件或外部电路板。它们使电线、电缆或其他 PCB 能够连接到电路板。简而言之,连接器充当桥梁,将电力或数据从 PCB 上的一个位置传输到另一个位置。连接器种类繁多。有些连接器专门用于传输数据,而有些则负责电力传输。常见的连接器包括:
排针
USB 端口(用于充电或数据传输)
音频插孔
9-晶体和振荡器
晶体和振荡器帮助 PCB 保持精确的计时。简而言之,它们就像时钟一样,确保所有部件同步运行。晶体由石英制成。通电后,它会以精确的频率振动。这些振动会产生类似于音乐的稳定脉冲。这些脉冲负责计时或控制数字电路中的运算速度。
另一方面,振荡器会产生特定频率的连续电子信号(波形)。这些信号会指示设备何时执行操作,例如显示某些内容。通过这种方式,它们帮助设备以适当的节奏运行。换句话说,振荡器产生信号(节拍),而晶体则确保节拍保持一致。
10-传感器
传感器是电路板上用于检测环境变化的部件。一旦传感器检测到变化,就会向主电路发送信号,帮助设备执行相应操作。它们直接安装在 PCB 上,以便与周围环境进行交互。传感器种类繁多,例如光传感器、运动传感器和温度传感器。优质的 PCB 可以同时支持不同的传感器,这有助于确保所有部件的对齐和安全。
PCB 元件如何放置?
在制造电子设备之前,必须仔细放置印刷电路板元件。这些元件的放置是制造过程中至关重要的一步。它会影响电路的运行性能和使用寿命。根据设计和用途,在电路板上安装元件主要有两种方法。让我们简单解释一下。
1- 通孔安装
通孔安装是将元件放置在PCB上最古老的方法之一。实际上,在这种方法中,每个元件都有一根金属引线或脚。这些脚被插入PCB上钻出的孔中。将引线推入孔中后,将它们焊接到电路板的另一侧。焊接是使用一种称为焊料的金属线将两个金属部件连接在一起的过程。这种方法可以形成牢固的机械连接,非常适合可能承受物理应力的部件。
2-表面贴装技术(SMT)
SMT 是一种将元器件直接放置在 PCB 表面的安装方法,无需钻孔。在这种技术中,元器件没有长引线,而是带有扁平的小金属端或引线,直接放置在电路板表面。将端头放置在 PCB 表面后,即可通过加热进行焊接。这种方法更高效、更快速,并且支持紧凑的设计。SMT 还允许制造商添加更多元器件,从而提高 PCB的功能 用于智能设备。
选择PCB板元件时的关键考虑因素
在设计 PCB 时,选择合适的元器件至关重要。电路板元器件的尺寸、类型和成本会显著影响最终电路板的性能。还在为选择 PCB 元器件而不知所措吗?别担心!以下是一些您必须牢记的关键因素。
关注尺寸和空间: 首先,确定 PCB 元件的尺寸。并非所有电路板电子元件的尺寸都相同。有些元件较小,有些元件较大。因此,请选择与您的电路板尺寸完美匹配且不会显得拥挤的元件。
检查功率和电压额定值: 每个电路板部件都有各自的电压和功率限制。因此,请确保您选择的组件能够轻松处理电路板所需的电量。因此,请务必选择额定功率和电压合适的部件,以防止发生任何意外。
热耐受性和环境耐受性: 如果您的PCB在高温区域使用,请检查其耐热性。确保其具有较高的热阻,以便能够承受室外高温。
选择值得信赖的供应商: 总是 获取您的 PCB 组件 从值得信赖的供应商处购买。这可以降低买到假货或劣质零件的风险。因此,我建议选择可靠的 中国PCB制造商. 他们以低成本提供高质量、完整的生产服务。
考虑成本: 最后,要考虑你的预算。不过,请记住,选择更便宜的 PCB 部件虽然一开始可以省钱,但以后可能会花费更多。因此,在质量和价格之间取得平衡有助于保持你的 PCB组装成本 掌握之中。
常见问题
为什么电子产品中需要 PCB?
PCB 非常重要,因为它能够有序地容纳和连接所有电子元件。此外,PCB 不使用杂乱的电线,而是使用铜路径来引导电流。
PCB 由什么材料制成?
PCB 由导电基材和一层薄铜制成。最常见的基材是 FR-4。它是一种坚固耐热的玻璃纤维环氧树脂。在此基材上,再添加一层薄铜,形成电气通路。
我可以回收 PCB 组件吗?
是的,许多 PCB 组件可以回收再利用。但需要小心操作并使用合适的工具。许多电子回收公司会从 PCB 中提取有价值的金属,例如金、银和铜。然而,在家回收 PCB 零件是不可能的。因此,最好将这些零件卖给回收中心。
结语
印刷电路板 (PCB) 是几乎所有电子设备的基础。然而,这些电路板并不能单独工作。多个组件协同工作,为您的设备供电。在本文中,我探讨了这些组件及其工作原理。其中一些是有源元件,需要电源才能工作,例如晶体管。
然而,有些元件是无源的,它们不需要电源即可工作。因此,了解它们的差异和功能对于解决任何问题都至关重要。此外,为您的PCB选择合适的元件也至关重要。为此,您应该考虑尺寸、空间、成本以及可靠的供应商。最后,电路板元件的识别也至关重要。