在設計用于戶外應用的太陽能嵌入式系統時，耐用性、性能和能源效率是一個完美的考慮因素。夢想是平衡這三者，但如何才能實現呢？

布局概念化的方式極大地決定了系統的性能、效率和耐用性。在布局階段調整到設計中的好主意可以顯著提高太陽能設備的可制造性。

太陽能電池板的 11 大 PCB 設計技巧

 

以下是太陽能項目的 11 條 PCB 設計技巧——一些適用于更廣泛的范圍，而另一些則專用于太陽能 PCB：

  1. 盡早讓您的 PCB 供應商參與進來
  2. 考慮太陽能電池板的效率
  3. 確認電池和面板尺寸
  4. 評估對功率密集型模塊的需求
  5. 考慮固件架構?
  6. 建造一個耐腐蝕的盒子
  7. 實現簡單的電流流動
  8. 獲得正確的 PCB 元件尺寸
  9. 精益求精
  10. 選擇合適的表面處理
  11. PCB元件布局適當

1. 讓您的 PCB 供應商盡早參與設計

在PCB 設計中盡早讓您的電子制造供應商參與進來。理想的制造供應商具有豐富的行業經驗，可以幫助識別設計圖紙上可能看不到的問題。?

在初始設計階段未能處理好小問題可能會導致代價高昂的長期混亂，可能會影響設備制造、性能和認證批準。

2.考慮太陽能電池板的效率

用于電子產品的小型太陽能電池板的能源效率取決于幾個因素，包括面板本身的類型。?

通常，單晶太陽能電池板比薄膜或多晶太陽能電池板更有效。太陽能系統的功效也可能因供應商而異。?

在開始 PCB 設計之前確認這些細節是一個很好的做法。

3.確認電池和面板尺寸

需要連續工作的太陽能電子設備需要電池備份系統。?

設計太陽能 PCB 板時要考慮的一個關鍵參數是光伏電源效的持續時間。?

多種環境因素會影響太陽能電池板的性能，您需要一塊容量充足的電池來讓您的設備長時間運行。

確定每天的電力需求后，您可以使用以下數據計算出太陽能電池板和電池的大?。?

  • 最大連續黑暗天數——決定了所需的電池容量
  • 最少晴天數——確定為電池充電和為設備供電所需的太陽能電池板尺寸

4. 評估對高功率模塊的需求

理想情況下，熱敏打印機、Wi-Fi 和 GSM 等某些應用需要耗電模塊。?

在針對此類應用進行設計時，請嘗試準確了解和預測模塊的功率使用情況。評估對電力密集型模塊的需求將幫助您計算無縫運行太陽能電池板設備所需的電量。

5.考慮固件架構?

花時間獲得正確的固件結構設計，使微控制器在不使用時處于“深度睡眠”模式。正確的固件設計可以幫助您的太陽能嵌入式系統在多云天氣下持續使用數周。這確保了關鍵的節能，可以延長設備在不利條件下的運行時間。

理想的設計應該為物流和由微控制器控制的外圍集成電路提供單獨的電源通道。這樣的系統可以防止系統空閑時不必要的功耗。

6. 建造一個耐腐蝕的盒子

太陽能設備通常位于元件外，通常位于支架上。盒子中提供溫度控制，以確保內部的所有太陽能電池板電路板都能承受高/低 的外部溫度。

一般規則是提供一個耐腐蝕的盒子來防止惡劣的條件，包括：

  • 冰雹
  • 極端溫度變化
  • 颶風

7.實現簡單的電流

太陽能電池板電路板設計過程中，創建理想的線寬以促進電流輕松流動。

理想情況下，可以利用各種在線計算器來幫助了解最佳線寬以方便電流流動。選擇不阻礙電流流動的線寬是最大化布局效率的好方法。無縫電流對于設備的最佳能源利用也至關重要。?

同樣，在構思 PCB 布局時，對連續的兩個層使用單獨的布線方向。

8. 正確選擇 PCB 元件尺寸

在設計過程中選擇尺寸過小的零件肯定會使設備的制造過程復雜化。如果您的電路板上有空閑空間，請選擇更大的組件以提高產品的可制造性。

經驗法則是在設計的早期階段多投資一點，以保證快速生產并減少缺陷。

9. 精益求精

精益太陽能 PCB 設計最終會減少對工程、測試、加工、處理和庫存管理的需求。更少的零件也意味著更低的成本和裝配時間。?

值得注意的是，復雜的 PCB 設計，如雙面采用SMT（表面貼裝技術）的設計，往往成本非常高。同樣，避免在兩側都放置通孔，除非它對產品至關重要。

10.選擇合適的表面處理

選擇理想的表面光潔度是 PCB 設計中必不可少的一步。完美的 PCB 表面應保護電路免受腐蝕。它還應該為您的組件提供可焊接的表面。

選擇表面時，請考慮：

  • 您使用的組件
  • 您的預期產量
  • 耐久性要求
  • 環境影響和成本

要避免的一種 PCB 表面處理是符合 RoHS 標準的熱風焊料整平 (HASL)。雖然 HASL 被認為是一種標準表面處理，但它往往會擦掉太陽能 PCB 板上的焊料。?

更好的選擇是化學鍍鎳浸金(ENIG)。ENIG 表面處理對于大多數 PCB 設計而言具有成本效益且實用。它也是完全平坦的，并且比其他可用選項更容易焊接。此外，大多數電路板裝配廠都可以在自己的設施中處理 ENIG，從而節省制造時間和成本。

11. 適當地放置 PCB 元件布局

在PCB 設計布局中放置組件的位置非常重要。

將組件放置得太靠近邊緣會影響系統的效率和耐用性。通常，陶瓷電容器在放置得太靠近邊緣時往往會很快破裂。放置得太近的組件在功能上也往往很差。例如，連接此類組件可能具有挑戰性，并且經常會導致可能影響整體系統效率的錯誤。

確保設計人員在邊緣附近的任何部件周圍和整個 PCB 布局周圍放置一條路線。

在 PCB 設計期間與您的供應商合作

面向可制造性的 PCB 太陽能電池板設計旨在更快、更輕松、更高效地構建您的產品。在電子設計階段的早期與您的 PCB 制造商合作有助于簡化和優化整個制造過程。?

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