Khi nói đến thiết kế và xây dựng hệ thống UPS (cung cấp điện liên tục), một trong những khía cạnh quan trọng nhất là sản xuất và lắp ráp PCB (bảng mạch in). PCB được thiết kế và sản xuất phù hợp, kết hợp với lắp ráp và thử nghiệm phù hợp, là điều cần thiết để đảm bảo UPS hoạt động chính xác và đáng tin cậy. Điều này đặc biệt quan trọng đối với hệ thống UPS, vì nó chịu trách nhiệm giữ cho các thiết bị điện tử hoạt động trong thời gian mất điện, bảo vệ thiết bị và dữ liệu nhạy cảm cũng như ngăn ngừa các mối nguy hiểm. Trong bài đăng trên blog này, chúng tôi sẽ thảo luận về những cân nhắc chính trong thiết kế và sản xuất PCB, quy trình lắp ráp và tầm quan trọng của việc kiểm tra thích hợp đối với hệ thống UPS.

Tổng quan ngắn gọn về bộ nguồn UPS và các thành phần của nó 

Nguồn điện UPS, hoặc nguồn điện liên tục, là thiết bị cung cấp điện khẩn cấp cho tải khi nguồn điện đầu vào, điển hình là nguồn điện chính, bị hỏng. Mục đích chính của UPS là bảo vệ các thiết bị điện tử nhạy cảm khỏi sự gián đoạn nguồn điện như mất điện, mất điện và tăng điện áp.

Các thành phần chính của bộ nguồn UPS bao gồm:

1. Bộ chỉnh lưu: Bộ chỉnh lưu chịu trách nhiệm chuyển đổi nguồn AC thành nguồn DC, cần thiết để sạc pin.
2. Biến tần: Biến tần chịu trách nhiệm chuyển đổi nguồn DC được lưu trữ trở lại thành nguồn AC, sau đó được sử dụng để cấp nguồn cho tải được kết nối.
3. Ắc quy: Ắc quy dùng để tích trữ năng lượng để UPS có thể cung cấp điện cho tải khi mất điện. Loại ắc quy được sử dụng phổ biến nhất cho UPS là ắc quy chì-axit.
4. Mạch điều khiển và truyền thông: Thành phần này quản lý các hoạt động của UPS. Nó theo dõi nguồn điện đầu vào, trạng thái sạc pin và điều khiển bộ chỉnh lưu và biến tần tương ứng. Nó cũng cung cấp các giao diện truyền thông, chẳng hạn như SNMP và USB, để giám sát trạng thái UPS và cấu hình cài đặt.
5. Công tắc rẽ nhánh: Thành phần này cung cấp một đường dẫn trực tiếp cho nguồn AC đến để rẽ nhánh UPS và đi thẳng đến tải được kết nối. Nó được sử dụng khi UPS đang được bảo dưỡng hoặc không hoạt động bình thường.
6. Bảo vệ chống sét lan truyền: Để bảo vệ tải khỏi các đột biến điện áp và đột biến điện có thể gây hư hỏng, hầu hết các hệ thống UPS đều có bộ phận chống sét lan truyền.

Bộ nguồn UPS có thể là một thiết bị độc lập hoặc được tích hợp vào các thiết bị điện tử khác như máy chủ, máy trạm hoặc trung tâm dữ liệu. Trong trường hợp mất điện, UPS cung cấp điện cho tải trong một khoảng thời gian giới hạn, điều này cho phép tắt hoặc chuyển thiết bị được kết nối một cách an toàn sang nguồn điện thay thế.

Tầm quan trọng của việc sản xuất và lắp ráp PCB phù hợp trong nguồn điện UPS

Việc sản xuất và lắp ráp PCB đúng cách là rất quan trọng để đảm bảo rằng bộ nguồn UPS hoạt động chính xác và đáng tin cậy. Dưới đây là một vài lý do tại sao:

1. Thiết kế PCB: Thiết kế PCB là nền tảng của nguồn điện. Thiết kế phù hợp là điều cần thiết để đảm bảo rằng mạch hoạt động chính xác, các thành phần được sắp xếp hợp lý và đáp ứng các yêu cầu về nguồn điện. Ngoài ra, PCB phải được thiết kế để tản nhiệt hiệu quả, tránh hiện tượng quá nóng có thể gây hư hỏng các linh kiện.
2. Sản xuất PCB: Quá trình sản xuất là rất quan trọng để tạo ra một PCB chức năng. PCB không được sản xuất đúng cách có thể có các khuyết tật ảnh hưởng đến hiệu suất và độ tin cậy của nguồn điện. Ví dụ, nếu PCB không được khắc đúng cách, mạch có thể không hoạt động chính xác. Ngoài ra, PCB không được sản xuất với dung sai chính xác có thể không vừa với bộ phận lắp ráp cuối cùng.
3. Lắp ráp PCB: Lắp ráp là quá trình gắn các linh kiện điện tử vào PCB để tạo ra một mạch chức năng. Các thành phần không được đặt đúng cách hoặc không được hàn đúng cách có thể không tạo ra các kết nối điện phù hợp, điều này có thể khiến mạch điện hoạt động sai. Hơn nữa, hàn không đúng cách có thể gây ra các mối hàn nguội, điều này có thể không đáng tin cậy và dẫn đến hỏng mạch theo thời gian.
4. Kiểm tra PCB: Sau khi lắp ráp, PCB phải được kiểm tra và thử nghiệm để đảm bảo rằng nó hoạt động bình thường và không có khuyết tật như thiếu linh kiện, mối hàn nguội hoặc các vấn đề khác có thể ảnh hưởng đến hiệu suất và độ tin cậy của nguồn điện.

Thiết kế, sản xuất, lắp ráp và thử nghiệm PCB phù hợp là điều cần thiết để đảm bảo rằng bộ nguồn UPS hoạt động chính xác và đáng tin cậy. Bất kỳ khiếm khuyết hoặc sự cố nào với PCB đều có thể dẫn đến hỏng hóc, hư hỏng thiết bị được kết nối và thậm chí là các mối nguy hiểm về an toàn.

Sản xuất PCB cho bộ lưu điện

Sản xuất PCB là quá trình tạo ra một bảng mạch in. PCB là nền tảng của hầu hết các thiết bị điện tử và chúng được sử dụng để kết nối và điều khiển các thành phần khác nhau trong mạch.

Khi thiết kế PCB cho bộ nguồn UPS, điều quan trọng là phải tính đến các yêu cầu về nguồn điện của mạch, cũng như cách bố trí và khoảng cách của các bộ phận để đảm bảo chức năng phù hợp và khả năng tản nhiệt. Ngoài ra, điều quan trọng là phải xem xét kích thước và trọng lượng của bộ phận lắp ráp cuối cùng, cũng như mọi yếu tố môi trường như độ rung hoặc nhiệt độ có thể ảnh hưởng đến PCB.

PCB của UPS có thể được sản xuất bằng nhiều phương pháp khác nhau, bao gồm quang khắc và khắc. Trong kỹ thuật quang khắc, một mẫu mạch được in lên một bảng được phủ chất cản quang bằng cách sử dụng nguồn sáng UV, sau đó các khu vực tiếp xúc được khắc đi. Quá trình này có thể tạo ra các mạch mật độ cao với các đường mảnh và các thành phần nhỏ.

Lắp ráp PCB cho UPS

Lắp ráp PCB của UPS là quá trình gắn các linh kiện điện tử vào PCB của UPS để tạo ra một mạch chức năng. 

Có hai phương pháp chính để gắn các bộ phận vào PCB của UPS: công nghệ xuyên lỗ và công nghệ gắn trên bề mặt (SMT). Trong công nghệ xuyên lỗ, các thành phần được đưa vào các lỗ khoan trên PCB và được hàn tại chỗ. Phương pháp này thường được sử dụng cho các thành phần lớn hơn, xuyên lỗ như đầu nối và công tắc. Ngược lại, SMT sử dụng các miếng đệm nhỏ trên bề mặt PCB để giữ cố định các thành phần, sau đó các miếng đệm này được hàn vào các miếng đệm. Phương pháp này nhỏ gọn và hiệu quả hơn và thường được sử dụng cho các thành phần nhỏ hơn như điện trở và tụ điện. 

Hàn là quá trình nung nóng một hợp kim kim loại, được gọi là chất hàn, đến nhiệt độ đủ cao để cho phép nó chảy và làm ướt các dây dẫn linh kiện và miếng PCB. Sau khi chất hàn nguội đi và đông đặc lại, linh kiện được giữ cố định và kết nối điện được thực hiện giữa linh kiện và PCB. 

Sau khi lắp ráp, PCB của UPS phải được kiểm tra và thử nghiệm để đảm bảo rằng nó hoạt động bình thường và không có khuyết tật như các mối hàn nguội hoặc thiếu linh kiện.

Cloại trừ

Sản xuất và lắp ráp PCB là những bước quan trọng trong việc tạo ra nguồn điện UPS. Thiết kế, sản xuất, lắp ráp và thử nghiệm PCB phù hợp là điều cần thiết để đảm bảo rằng mạch hoạt động chính xác và đáng tin cậy, để bảo vệ thiết bị điện tử và ngăn ngừa các mối nguy hiểm. Một PCB được thiết kế và sản xuất tốt, kết hợp với quá trình lắp ráp và thử nghiệm thích hợp, sẽ tạo ra một bộ nguồn UPS đáng tin cậy và hiệu quả. Điều quan trọng là phải tính đến các yêu cầu về công suất của mạch, cũng như cách bố trí và khoảng cách của các thành phần để đảm bảo chức năng và khả năng tản nhiệt phù hợp.

 Ngoài ra, điều quan trọng là phải xem xét kích thước và trọng lượng của bộ phận lắp ráp cuối cùng, cũng như mọi yếu tố môi trường như độ rung hoặc nhiệt độ có thể ảnh hưởng đến PCB. Do đó, điều quan trọng là phải làm việc với nhà sản xuất và lắp ráp PCB có kinh nghiệm và tay nghề cao cho các nhiệm vụ này. Cuối cùng, việc đầu tư thời gian và nguồn lực vào sản xuất và lắp ráp PCB phù hợp là một bước cần thiết để đảm bảo nguồn điện UPS sẽ hoạt động như dự định và giữ cho các thiết bị điện tử hoạt động trong thời gian mất điện.