إجابة سريعة (30 ثانية)

يتطلب تصميم لوحة دوائر مطبوعة (PCB) لصندوق حائط —سواء كانت لوحة PCB لشاحن تيار متردد (EVSE) أو لوحة PCB لصندوق توصيل شمسي— الالتزام الصارم بمعايير السلامة عالية الجهد والموثوقية الحرارية. على عكس الإلكترونيات الاستهلاكية القياسية، تتعامل هذه اللوحات مع تيارات عالية مستمرة (16 أمبير إلى 80 أمبير فأكثر) وجهد رئيسي (110 فولت – 480 فولت)، وغالبًا ما تكون في بيئات خارجية.

• السلامة الحرجة: يجب الحفاظ على مسافات الزحف والتخليص وفقًا للمعيار IEC 60664-1 أو UL 840. القاعدة الأساسية الشائعة هي >8 مم لعزل الجهد الرئيسي عن الجهد المنخفض.
• اختيار المواد: استخدم FR-4 مع مؤشر تتبع مقارن عالٍ (CTI > 600V, PLC 0) لمنع الانهيار الكهربائي والتتبع.
• الإدارة الحرارية: النحاس الثقيل (2 أونصة أو 3 أونصة) هو المعيار. للتيارات التي تزيد عن 32 أمبير، ضع في اعتبارك دمج قضبان التوصيل (busbar) أو ترصيع النحاس الثقيل.
• الحماية البيئية: الطلاء المطابق (conformal coating) أو التغليف (potting) إلزامي للأغلفة المصنفة للاستخدام الخارجي (NEMA 4 / IP65) لمنع تسرب الرطوبة.
• التحقق: الفحص البصري الآلي (AOI) غير كافٍ؛ يلزم إجراء اختبار Hi-Pot ودورات حرارية لكل دفعة إنتاج.

متى تنطبق لوحة PCB لصندوق الحائط (ومتى لا تنطبق)

يضمن فهم حالة الاستخدام المحددة عدم الإفراط في هندسة وحدة تحكم بسيطة أو التقليل من هندسة جهاز طاقة حرج للسلامة.

ينطبق هذا الدليل عندما:

• شحن المركبات الكهربائية (EVSE): أنت تصمم صناديق حائط تيار متردد من المستوى 2 (7 كيلو واط - 22 كيلو واط) تتطلب معالجة إشارة تجريبية وتبديل المرحلات.
• إدارة الطاقة الشمسية: أنت تقوم ببناء لوحة دوائر مطبوعة (PCB) لصندوق توصيل شمسي تدير مدخلات السلسلة وثنائيات التجاوز للألواح الكهروضوئية.
• التحكم الصناعي: توجد لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) في حاوية مثبتة على الحائط تتحكم في المحركات أو السخانات بمدخلات تزيد عن 120 فولت تيار متردد.
• التطبيقات الخارجية: يجب أن تتحمل الإلكترونيات الرطوبة والتكثف وتقلبات درجات الحرارة (-40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية).
• متانة الدورة العالية: يتطلب الجهاز عمر خدمة يزيد عن 10 سنوات مع دورات تشغيل مستمرة.

لا ينطبق هذا الدليل عندما:

• إنترنت الأشياء منخفض الجهد: الجهاز عبارة عن عقدة استشعار تعمل بالبطارية (3.3 فولت/5 فولت) مثبتة على الحائط بدون طاقة رئيسية.
• محاور المستهلك الداخلية: محاور المنزل الذكي التي تستخدم محولات حائط قياسية (وحدات تزويد طاقة خارجية) حيث تتعامل لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) فقط مع جهد تيار مستمر منخفض.
• الحوسبة عالية الكثافة للغاية: شفرات الخادم أو معدات الاتصالات المثبتة على الرف حيث يتوفر تبريد بالهواء القسري (تعتمد صناديق الحائط عادةً على الحمل الحراري السلبي).
• الشحن السريع بالتيار المستمر (المستوى 3): على الرغم من الصلة، تتضمن وحدات طاقة DCFC فولتية أعلى بكثير (1000 فولت+) وتبريد سائل، مما يتطلب ركائز خزفية مختلفة أو لوحات IMS.

القواعد والمواصفات

توصي APTPCB (مصنع APTPCB PCB) بالالتزام بالمواصفات التالية لضمان السلامة وقابلية التصنيع. تعطي هذه القواعد الأولوية للموثوقية على التصغير.

القاعدة	القيمة/النطاق الموصى به	لماذا يهم	كيفية التحقق	إذا تم تجاهله
وزن النحاس	2 أوقية (70 ميكرومتر) إلى 3 أوقية (105 ميكرومتر)	يقلل المقاومة وتوليد الحرارة أثناء الشحن عالي التيار (16 أمبير - 80 أمبير).	تحليل المقطع الدقيق أو قياس المقاومة.	مسارات زائدة السخونة، أو انفصال الطبقات، أو خطر الحريق.
عرض المسار (الطاقة)	محسوب لارتفاع <10 درجة مئوية	يضمن عدم عمل المسارات كصمامات. عادةً 3-5 مم لكل 10 أمبير حسب وزن النحاس.	حاسبة IPC-2152 أو محاكاة حرارية.	احتراق المسار أو ارتفاع مفرط في درجة حرارة لوحة الدوائر المطبوعة (PCB).
مسافة التسرب	>8.0 مم (من الأولي إلى الثانوي)	يمنع التقوس السطحي عبر مادة لوحة الدوائر المطبوعة تحت درجة التلوث 3 (خارجي/صناعي).	فحص قواعد تصميم CAD (DRC) والقياس الفيزيائي.	فشل السلامة، خطر الصدمة، فشل شهادة UL/CE.
مسافة الخلوص	>5.5 مم (جهد عالي إلى الأرض)	يمنع انهيار الهواء (الشرارة) بين وسادات الجهد العالي وأرضية الهيكل.	فحص قواعد تصميم CAD (DRC) واختبار Hi-Pot.	التقوس أثناء الارتفاعات المفاجئة أو ضربات البرق.
CTI للمادة	PLC 0 (CTI ≥ 600V)	يقاوم تكون مسارات الكربون الموصلة (التتبع) على السطح تحت إجهاد الجهد.	مراجعة ورقة بيانات الرقائق (مثل Isola/Panasonic).	تشتعل لوحة الدوائر المطبوعة بسبب تتبع الكربون بمرور الوقت.
الانتقال الزجاجي (Tg)	Tg ≥ 170 درجة مئوية (Tg عالية)	يحافظ على الاستقرار الميكانيكي عند درجات حرارة التشغيل العالية الشائعة في الصناديق المغلقة.	اختبار DSC (المسح الحراري التفاضلي).	رفع الوسادات، تشققات البراميل، أو التواء أثناء التشغيل.
قناع اللحام	مصنف للجهد العالي (أخضر/أزرق)	قد تتدهور الأقنعة القياسية عند الجهد العالي. ضمان تغطية كاملة للموصلات.	الفحص البصري واختبار قوة العزل الكهربائي.	انهيار القناع مما يؤدي إلى دوائر قصيرة بين المسارات المتقاربة.
تصنيف تيار الفتحة (Via)	فتحة 0.3 مم = ~1.5 أمبير (تقريبًا)	الفتحات الفردية لا يمكنها التعامل مع تيارات شحن المركبات الكهربائية. استخدم مصفوفات الفتحات أو الفتحات المخيطة.	محاكاة كثافة التيار.	تعمل الفتحات كصمامات وتفصل الدائرة.
تخفيف حراري	اتصال مباشر (بدون أذرع) للطاقة	تزيد الأذرع الحرارية من المقاومة. تحتاج وسادات الطاقة إلى أقصى اتصال نحاسي.	مراجعة ملف Gerber.	نقاط ساخنة عند وصلات المكونات؛ إجهاد محتمل في وصلات اللحام.
طلاء عازل	أكريليك أو سيليكون (نوع AR/SR)	يحمي من التكثف والغبار داخل حاوية صندوق الحائط.	فحص بضوء الأشعة فوق البنفسجية (إذا أضيف متتبع).	التآكل، النمو الشجيري، والدوائر القصيرة.
سمك اللوحة	1.6 مم إلى 2.4 مم	توفر اللوحات السميكة دعمًا ميكانيكيًا أفضل للمرحلات والموصلات الثقيلة.	قياس بالميكرومتر.	انثناء اللوحة، كسور إجهاد وصلات اللحام.
مقاومة اللهب	UL 94 V-0	يضمن إطفاء لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) ذاتيًا في حال فشل أحد المكونات واشتعاله.	اختبار قابلية الاشتعال UL.	ينتشر الحريق إلى الغلاف والمبنى بأكمله.

خطوات التنفيذ

يمنع اتباع سير عمل منظم عمليات إعادة التصميم المكلفة خلال مرحلة الاعتماد.

1. تحديد مسارات ومناطق الطاقة

   • الإجراء: تقسيم لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) إلى مناطق عالية الجهد (شبكة التيار المتردد)، عالية التيار (خرج المرحل/الموصل)، ومنخفضة الجهد (التحكم/الاتصال).
   • المعلمة الرئيسية: الحفاظ على "خندق" مادي أو حاجز عزل لا يقل عن 8 مم بين منطق التيار المتردد ومنطق الجهد المنخفض.
   • فحص القبول: تأكيد بصري للتقسيم على المخطط الأولي قبل التوجيه.

2. اختيار مادة الرقائق

   • الإجراء: اختيار مادة FR4 ذات Tg عالية وCTI عالٍ. بالنسبة للوحات الدوائر المطبوعة لصناديق التوصيل الشمسية، تحقق من مقاومة الأشعة فوق البنفسجية إذا كانت اللوحة مكشوفة جزئيًا.
   • المعلمة الرئيسية: CTI ≥ 600V, Tg ≥ 170°C.
   • فحص القبول: تأكيد توفر المواد مع دعم تصنيع APTPCB قبل بدء التصميم.

3. حساب وتوجيه مسارات الطاقة

   • الإجراء: توجيه مسارات خط التيار المتردد والخط المحايد على الطبقات الخارجية لزيادة التبريد إلى أقصى حد. استخدم تعبئة المضلعات بدلاً من المسارات الرفيعة.
   • المعلمة الرئيسية: كثافة التيار < 35 أمبير/مم² (محافظ) أو ارتفاع درجة الحرارة < 10 درجة مئوية.
   • فحص القبول: التحقق من عرض المسار وفقًا لمعايير IPC-2152 لوزن النحاس المحدد (على سبيل المثال، 3 أوقية).

4. وضع فتحات العزل

   • الإجراء: إضافة فتحات مطحونة (فجوات هوائية) بين وسادات الجهد العالي (مثل، بين نقاط تلامس المرحل) إذا كانت مسافة سطح لوحة الدوائر المطبوعة غير كافية.
   • المعلمة الرئيسية: عرض الفتحة > 1.0 مم لضمان قابلية التصنيع.
   • فحص القبول: التحقق من ملفات Gerber (طبقة GKO/GM) للتأكد من تمثيل الفتحات وعدم طلائها.

5. ربط الفتحات الحرارية

   • الإجراء: وضع مصفوفات من الفتحات الحرارية تحت المكونات الساخنة (المرحلات، ترانزستورات MOSFET للطاقة، كتل الأطراف).
   • المعلمة الرئيسية: مسافة الفتحة 1.0 مم – 1.5 مم؛ توصيلها بمستويات أرضية كبيرة في الطبقات الداخلية.
   • فحص القبول: التأكد من أن قناع اللحام لا يغطي فتحة الفتحة إذا كانت بحاجة إلى امتصاص اللحام (أو تغطيتها إذا كانت مخصصة للحرارة فقط).

6. تصميم للتجميع (DFA) - المكونات الثقيلة

   • الإجراء: التأكد من أن فتحات التثبيت وأحجام الوسادات تستوعب كتل الأطراف والمرحلات الثقيلة.
   • المعلمة الرئيسية: الحلقة الحلقية > 0.3 مم لمنع انفصال الوسادة أثناء اللحام بالموجة أو شد البراغي.
   • فحص القبول: التحقق من بصمة المكون مقابل ورقة البيانات الفيزيائية، مع التحقق بشكل خاص من تفاوتات قطر الدبوس.

7. تطبيق درع EMI

   • الإجراء: إضافة حلقات حماية أو فتحات ربط حول المحيط وبالقرب من مصادر الطاقة التبديلية (SMPS).
   • المعلمة الرئيسية: تباعد ربط الأرض < λ/20 من أعلى تردد.
   • فحص القبول: مراجعة مسارات العودة للتأكد من عدم عبور إشارات عالية السرعة للمستويات المقسمة.

8. فحوصات قناع اللحام والأسطورة

   • الإجراء: إزالة قناع اللحام من مسارات التيار العالي إذا كنت تخطط لإضافة قصدير اللحام لسعة تيار إضافية.
   • المعلمة الرئيسية: توسيع قناع اللحام 0.05 مم – 0.075 مم.
   • فحص القبول: التحقق من عدم سقوط حبر الأسطورة على وسادات اللحام (أمر بالغ الأهمية لموثوقية الجهد العالي).

9. إنشاء ملفات التصنيع

   • الإجراء: تصدير ملفات Gerbers وملفات الحفر وقائمة الشبكة IPC-356.
   • المعلمة الرئيسية: تضمين ملف "اقرأني" يحدد متطلبات CTI ووزن النحاس.
   • فحص القبول: استخدم عارض Gerber لفحص التراص النهائي ومحاذاة الثقوب.

10. التحقق من النموذج الأولي

    • الإجراء: طلب دفعة صغيرة لاختبار Hi-Pot والاختبار الحراري.
    • المعلمة الرئيسية: اجتياز اختبار Hi-Pot بجهد 2500 فولت تيار متردد (أو المعيار المطلوب) دون انهيار.
    • فحص القبول: فحص بالكاميرا الحرارية تحت الحمل الكامل (مثل 32 أمبير) لمدة ساعتين.

أنماط الفشل واستكشاف الأخطاء وإصلاحها

غالبًا ما تفشل لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs) الخاصة بصناديق الحائط بسبب الإجهاد البيئي أو الإجهاد الحراري. استخدم هذا الجدول لتشخيص المرتجعات الميدانية أو أعطال النماذج الأولية.

1. التفحم / التتبع بين الوسادات

• العرض: علامات حروق سوداء على سطح لوحة الدوائر المطبوعة العارية بين دبابيس الجهد العالي؛ الجهاز يفصل القواطع.
• الأسباب: تراكم الغبار/الرطوبة مع مسافة تسرب غير كافية؛ مادة CTI منخفضة.
• الفحوصات: قياس المسافة بين الوسادات؛ التحقق من مواصفات المادة (هل هي FR4 قياسية أم CTI عالية؟).
• الإصلاح: إضافة فتحات مطحونة بين الفوط؛ التبديل إلى مادة PLC 0.
• الوقاية: تطبيق طبقة واقية؛ زيادة التباعد في التصميم.

2. تشقق وصلات اللحام (المرحلات/الأطراف)

• العَرَض: طاقة متقطعة؛ صوت شرارة؛ حرق موضعي عند الدبوس.
• الأسباب: عدم تطابق التمدد الحراري؛ الإجهاد الميكانيكي الناتج عن شد البراغي؛ عدم كفاية ملء اللحام.
• الفحوصات: فحص بالأشعة السينية لملء الأسطوانة؛ فحص بصري لـ "التشققات الحلقية" حول الدبوس.
• الإصلاح: زيادة حجم الحلقة الحلقية؛ استخدام المسامير أو النحاس الثقيل؛ ضمان ملء اللحام بنسبة 100%.
• الوقاية: استخدام تثبيت مرن للوحة الدائرة المطبوعة (PCB)؛ فرض حدود عزم الدوران على أطراف البراغي.

3. ارتفاع درجة حرارة المسارات

• العَرَض: تغير لون لوحة الدائرة المطبوعة (PCB) (اسمرار) على طول مسارات الطاقة؛ تقشير قناع اللحام.
• الأسباب: عرض المسار ضيق جدًا للتيار؛ سمك النحاس أقل من المحدد (مثل 1 أونصة بدلاً من 2 أونصة).
• الفحوصات: قياس سمك النحاس على مقطع عرضي؛ التحقق من حمل التيار.
• الإصلاح: لحام سلك نحاسي سميك فوق المسار (وصلة) للإصلاح؛ إعادة التصميم باستخدام مضلعات أوسع.
• الوقاية: استخدام خيارات تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة للنحاس بوزن 3 أونصات أو 4 أونصات.

4. فشل إشارة الطيار التحكم (CP)

• العَرَض: المركبة الكهربائية (EV) لا تبدأ الشحن؛ الشاحن يبلغ عن "خطأ في الصمام الثنائي" أو "خطأ في الاتصال".
• الأسباب: تلف ESD للمضخم التشغيلي/المقارن؛ اقتران الضوضاء من خطوط التيار المتردد إلى خط CP.
• الفحوصات: فحص ثنائيات حماية التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)؛ فحص مسار توجيه تتبع CP بالقرب من خطوط التيار المتردد (AC).
• الإصلاح: استبدال المكونات المنطقية التالفة؛ إضافة ثنائيات TVS أقوى.
• الوقاية: توجيه إشارات CP/PP بعيدًا عن عقد التبديل عالية الجهد؛ استخدام كابلات محمية.

5. انهيار العازل الكهربائي (فشل اختبار الجهد العالي - Hi-Pot Fail)

• العرض: حدوث شرارة أثناء اختبار السلامة؛ تجاوز تيار التسرب للحدود المسموح بها.
• الأسباب: تلوث على اللوحة (بقايا التدفق)؛ خلوص الطبقة الداخلية صغير جدًا.
• الفحوصات: اختبار النظافة (التلوث الأيوني)؛ مراجعة تباعد الطبقات الداخلية.
• الإصلاح: تنظيف اللوحة جيدًا؛ إعادة تصميم الترتيب الطبقي لزيادة سمك العازل الكهربائي.
• الوقاية: تحديد نظافة IPC الفئة 3؛ زيادة طبقات البريبريج (prepreg) بين الجهد العالي (HV) والجهد المنخفض (LV).

6. لحام تلامسات المرحل (Relay Contact Welding)

• العرض: يستمر الشاحن في إخراج الجهد حتى عند إيقافه؛ خطر على السلامة.
• الأسباب: تيار الاندفاع (inrush current) مرتفع جدًا؛ المرحل غير مصنف بشكل كافٍ لنوع الحمل (حثي مقابل مقاومي).
• الفحوصات: فحص تلامسات المرحل (اختبار تدميري)؛ قياس تيار الاندفاع.
• الإصلاح: استخدام مرحل أو موصل (contactor) بتصنيف أعلى؛ تطبيق التبديل عند نقطة العبور الصفرية (zero-crossing switching).
• الوقاية: إضافة محددات تيار الاندفاع (NTC/PTC) أو دوائر قيادة مرحل متخصصة.

7. تآكل الممرات/الوسادات (Corrosion of Vias/Pads)

• العرض: دوائر مفتوحة في الوحدات الخارجية بعد 6-12 شهرًا.
• الأسباب: تسرب الرطوبة؛ هجوم الكبريت؛ نقص الطلاء الواقي.
• الفحوصات: فحص بصري للتآكل الأخضر/الأسود؛ التحقق من تصنيف IP للمرفق.
• الإصلاح: تنظيف وإصلاح المسارات؛ تحسين إحكام إغلاق الغلاف.
• الوقاية: تطبيق طبقة سميكة من الطلاء المطابق؛ استخدام تشطيب ENIG بدلاً من HASL/OSP لمقاومة أفضل للتآكل.

8. التفكك (التقرح)

• العرض: ظهور فقاعات في ركيزة لوحة الدوائر المطبوعة (PCB).
• الأسباب: الرطوبة المحبوسة في لوحة الدوائر المطبوعة أثناء إعادة التدفق (reflow)؛ تجاوز درجة حرارة التشغيل لـ Tg.
• الفحوصات: خبز اللوحة قبل التجميع؛ التحقق من درجة حرارة التشغيل.
• الإصلاح: لا يوجد (يتم إتلاف اللوحة).
• الوقاية: تخزين لوحات الدوائر المطبوعة في أكياس محكمة الإغلاق بالمكنسة الكهربائية؛ خبزها قبل التجميع؛ استخدام مواد ذات Tg عالية.

قرارات التصميم

عند تكوين لوحة دوائر مطبوعة (PCB) لصندوق الحائط (Wall Box)، تملي العديد من القرارات المعمارية التكلفة والأداء.

المادة: FR4 مقابل القلب المعدني (MCPCB) بالنسبة لمعظم صناديق الحائط AC (حتى 22 كيلو واط)، يعتبر FR4 عالي Tg كافيًا وفعالًا من حيث التكلفة. يتم توليد الحرارة بشكل أساسي بواسطة المرحلات وكتل الأطراف، وهي مكونات ذات ثقوب تمرير لا تستفيد بشكل كبير من MCPCB (الذي يعتبر أفضل لمصابيح LED المثبتة على السطح أو وحدات الطاقة). ومع ذلك، بالنسبة للوحة الدوائر المطبوعة لصندوق التوصيل الشمسي، إذا كانت الثنائيات الالتفافية (bypass diodes) مثبتة على السطح، فإن القلب المعدني أو FR4 النحاسي الثقيل ضروري لتبديد الحرارة في الغلاف.

وزن النحاس: 1 أونصة مقابل 3 أونصة نادرًا ما يكون النحاس القياسي بوزن 1 أونصة كافيًا لمسارات طاقة EVSE.

• 1 أونصة: فقط لمنطق التحكم.
• 2 أونصة: مقبول لشواحن 16 أمبير (3.7 كيلو واط).
• 3 أونصة+: موصى به لشواحن 32 أمبير (7 كيلو واط) وإلزامي للتيارات الأعلى للحفاظ على عرض المسارات قابلاً للإدارة.
• قضبان التوصيل (Busbars): لأكثر من 60 أمبير، غالبًا ما يكون لحام قضبان التوصيل النحاسية على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) أرخص وأكثر موثوقية من استخدام رقائق سميكة جدًا (6 أوقية+).

اللمسة النهائية للسطح: HASL مقابل ENIG

• HASL (خالٍ من الرصاص): جيد لمكونات الطاقة ذات الفتحات بسبب طبقة اللحام السميكة. فعال من حيث التكلفة.
• ENIG: أفضل للوحات التثبيت السطحي المسطحة ومكونات المنطق ذات الخطوة الدقيقة. مقاومة فائقة للتآكل للوحدات الخارجية.
• توصية: استخدم ENIG إذا كانت اللوحة تحتوي على وحدات تحكم دقيقة ذات خطوة دقيقة؛ وإلا، فإن HASL مقبول إذا كانت اللوحة مغلفة بشكل متوافق.

الأسئلة الشائعة

1. ما هو الحد الأدنى لمؤشر التتبع المقارن (CTI) المطلوب للوحة الدوائر المطبوعة (PCB) الخاصة بصندوق الحائط؟ يجب أن يكون مؤشر التتبع المقارن (CTI) 600 فولت على الأقل (PLC 0). يسمح هذا بمسافات تسرب أقصر بموجب معايير IEC. إذا كنت تستخدم FR4 القياسي (CTI 175V)، فيجب عليك زيادة التباعد بين مسارات الجهد العالي بشكل كبير، مما قد يزيد من حجم اللوحة.

2. هل يمكنني استخدام لوحة ذات طبقتين لشاحن السيارة الكهربائية؟ نعم، للتصاميم البسيطة. ومع ذلك، يوصى بلوحة ذات 4 طبقات. تسمح الطبقات الداخلية بوجود مستويات أرضية صلبة تعمل على تحسين أداء التداخل الكهرومغناطيسي (EMI) وانتشار الحرارة. كما أن تكديس 4 طبقات يسهل توجيه إشارات الجهد العالي والجهد المنخفض على طبقات منفصلة مع عزل مسبق.

3. كيف أتعامل مع الإدارة الحرارية للمرحلات؟ تولد المرحلات الحرارة من كل من الملف ومقاومة التلامس. لا تعتمد فقط على الغلاف البلاستيكي للمرحل لتبديد الحرارة. استخدم مساحات نحاسية واسعة على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) المتصلة بأطراف المرحل. أضف فتحات حرارية (thermal vias) لنقل الحرارة إلى الطبقة السفلية أو إلى مشتت حراري مرفق.

4. ما الفرق بين مسافة التسرب (creepage) ومسافة الخلوص (clearance)؟ مسافة الخلوص (clearance) هي أقصر مسافة عبر الهواء (خط الرؤية). مسافة التسرب (creepage) هي أقصر مسافة على طول سطح العزل. في لوحات الدوائر المطبوعة للصناديق الجدارية (Wall Box PCBs)، عادة ما تكون مسافة التسرب هي العامل المحدد. يمكنك زيادة مسافة التسرب عن طريق قطع فتحات (فجوات هوائية) في لوحة الدوائر المطبوعة، ولكن مسافة الخلوص ثابتة بسبب تباعد أطراف المكونات.

5. هل أحتاج إلى شهادة UL للوحة الدوائر المطبوعة نفسها؟ نعم. يجب أن تحتوي لوحة الدوائر المطبوعة العارية على تصنيف قابلية الاشتعال UL 94 V-0 واعتراف UL 796 (مُعلم بشعار/رمز UL الخاص بالشركة المصنعة). ستخضع الوحدة المجمعة بعد ذلك لاختبار UL على مستوى النظام (على سبيل المثال، UL 2594 لمعدات شحن المركبات الكهربائية EVSE).

6. لماذا النحاس الثقيل مكلف؟ يتطلب النحاس الثقيل (3 أوقية فما فوق) وقتًا أطول للحفر والطلاء. كما يستهلك المزيد من المواد الخام. عملية الحفر أبطأ لضمان استقامة الجدران الجانبية (عامل الحفر). ومع ذلك، فإن التكلفة مبررة بزيادة الموثوقية وتقليل مخاطر الحريق.

7. هل يجب أن أستخدم التغطية بالراتنج (potting) أم الطلاء المطابق (conformal coating)؟ يوفر التغليف (potting) أعلى حماية ضد الاهتزاز والرطوبة ولكنه يجعل الإصلاح مستحيلاً ويضيف وزنًا. الطلاء المطابق (conformal coating) أخف وزنًا ويسمح بإعادة العمل ولكنه يوفر حماية أقل ضد الصدمات الفيزيائية. بالنسبة لمعظم صناديق الحائط (Wall Boxes)، يعتبر الطلاء المطابق قياسيًا؛ ويستخدم التغليف للبيئات القاسية أو صناديق التوصيل الشمسية.

8. كيف أقوم باختبار دائرة إشارة الطيار؟ يولد الطيار التحكم (CP) إشارة PWM بجهد ±12 فولت. أثناء الاختبار، تحتاج إلى راسم ذبذبات (oscilloscope) للتحقق من دورة العمل (التي تشير إلى التيار المتاح) ومستويات الجهد (الحالة A، B، C). لا يكفي مقياس متعدد بسيط للتحقق من اتصال PWM.

9. ما هي فئة IPC الموصى بها للوحات الدوائر المطبوعة (PCBs) لصناديق الحائط؟ فئة IPC 2 هي المعيار للإلكترونيات العامة، ولكن يوصى بفئة IPC 3 للوحات الدوائر المطبوعة (PCBs) لصناديق الحائط نظرًا لمتطلبات الموثوقية العالية والسلامة. تضمن الفئة 3 سمك طلاء أكثر صرامة في الثقوب الموصلة (vias) ومعايير قبول أكثر إحكامًا للعيوب.

10. هل يمكن لـ APTPCB تصنيع لوحات بأوزان نحاسية مختلطة؟ نعم. يمكننا إنتاج لوحات "النحاس الثقيل" أو استخدام تقنية الطلاء الانتقائي. ومع ذلك، غالبًا ما يكون وزن النحاس الثقيل الموحد أكثر فعالية من حيث التكلفة للأحجام المتوسطة. تحقق من صفحة المواد الخاصة بنا للحصول على خيارات التراص المحددة.

11. ما الذي يسبب "الحلقة الوردية" في لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs)؟ الحلقة الوردية هي هجوم كيميائي على طبقة الأكسيد للطبقات النحاسية الداخلية، عادة بالقرب من الثقوب المحفورة. تشير إلى ضعف التحكم في العملية أثناء التصنيع (تغلغل الحمض). بينما يكون غالبًا تجميليًا، يمكن أن تؤدي الحلقة الوردية الشديدة إلى الانفصال. تتحكم APTPCB في ذلك من خلال عمليات إزالة التلطيخ والطلاء الصارمة.

12. كيف أمنع تسرب الرطوبة إلى الصناديق الخارجية؟ بصرف النظر عن إحكام إغلاق الغلاف، صمم لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) بـ "حلقة تنقيط" للكابلات بحيث يتدفق الماء بعيدًا. احتفظ بالإلكترونيات الحساسة بالقرب من الجزء العلوي من الغلاف. استخدم فتحة تهوية كارهة للماء لمعادلة الضغط دون السماح بدخول الماء.

مسرد المصطلحات (المصطلحات الرئيسية)

المصطلح	التعريف	السياق في لوحة PCB لصندوق الحائط
EVSE	معدات إمداد المركبات الكهربائية	الاسم التقني لمحطة الشحن/صندوق الحائط.
CTI	مؤشر التتبع المقارن	قياس مقاومة المادة للتتبع الكهربائي. كلما كان أعلى كان أفضل (600 فولت+).
مسافة الزحف	مسافة الزحف	أقصر مسار على طول سطح العزل بين موصلين.
مسافة الخلوص	مسافة الخلوص	أقصر مسار عبر الهواء بين موصلين.
إشارة الطيار	الطيار التحكمي (CP)	خط اتصال بين السيارة الكهربائية والشاحن للتفاوض على حدود التيار.
طيار التقارب	الطيار التقاربي (PP)	إشارة تكشف ما إذا كان كابل الشحن متصلاً/مثبتًا ماديًا.
النحاس الثقيل	≥ 3 أوقية/قدم² (105 ميكرومتر)	سمك نحاس لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) المستخدم لسعة حمل تيار عالية.
Hi-Pot	اختبار الجهد العالي	اختبار أمان يطبق جهدًا عاليًا (مثل 2000 فولت) للتحقق من العزل.
OVC	فئة الجهد الزائد	تصنيف عابرات الشبكة. صناديق الحائط عادة ما تكون من الفئة OVC III.
RCD	جهاز التيار المتبقي	دائرة أمان تكتشف تيار التسرب إلى الأرض (GFCI).
IP Rating	حماية الدخول	تصنيف لإحكام إغلاق الغلاف (مثل IP65 = محكم ضد الغبار + رشاشات الماء).
Thermal Via	فتحة حرارية	فتحة مطلية تستخدم خصيصًا لنقل الحرارة بين الطبقات.
Solder Mask	قناع اللحام	طبقة واقية على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)؛ يجب أن تكون مصنفة للجهد العالي لأجهزة شحن المركبات الكهربائية (EVSE).

الخلاصة

يعد تصميم لوحة دوائر مطبوعة (PCB) لصندوق حائط توازنًا بين كثافة الطاقة وهوامش الأمان. من خلال الالتزام الصارم بقواعد مسافة التسرب، واستخدام مواد ذات مؤشر تتبع مقارن (CTI) عالٍ، وتطبيق استراتيجيات قوية لإدارة الحرارة مثل النحاس الثقيل والفتحات الحرارية، فإنك تضمن أن منتجك يلبي المتطلبات الصارمة لشحن المركبات الكهربائية والتحكم في الطاقة الصناعية.

سواء كنت تقوم بإنشاء نموذج أولي لصندوق توصيل شمسي جديد أو توسيع نطاق الإنتاج لشاحن تيار متردد، فإن الموثوقية تبدأ من مستوى اللوحة. توفر APTPCB قدرات التصنيع المتخصصة — بدءًا من حفر النحاس الثقيل وصولاً إلى التحقق الصارم من اختبار الجهد العالي (Hi-Pot) — اللازمة لطرح إلكترونيات طاقة آمنة ومتينة في السوق. للحصول على مراجعة مفصلة لتصميم طبقات الجهد العالي الخاص بك أو للحصول على عرض أسعار لمشروعك التالي، قم بزيارة صفحة عرض الأسعار أو استكشف إرشادات DFM لتحسين تصميمك قبل التصنيع.

Related links

• دعم تصنيع APTPCB
• عارض Gerber
• صفحة المواد
• صفحة عرض الأسعار
• إرشادات DFM