Was Sie wahrscheinlich nicht wussten, ist, dass die Funktion der elektronischen Geräte, die Sie zu Hause verwenden, von den auf der Platine montierten PCB-Komponenten bestimmt wird. Leiterplatten enthalten mehrere Komponenten, die miteinander verbunden sind, um eine bestimmte Aufgabe zu erfüllen. Wenn Sie diese Komponenten kennen, können Sie besser verstehen, wie elektronische Geräte verschiedene Aufgaben ausführen. Dieser Artikel konzentriert sich auf 9 gängige PCB-Komponenten und ihre Funktionen.
Was sind PCB-Komponenten?
Leiterplattenkomponenten sind verschiedene Einzelteile, die auf einer leeren Leiterplatte zusammengefügt werden und so eine vollständige Leiterplatte bilden. Alle diese Komponenten tragen wesentlich zur Funktionsfähigkeit der Leiterplatte bei und ermöglichen es dem Gerät, in einer Vielzahl elektronischer Produkte spezifische Aufgaben zu erfüllen. Jede Komponente ist einzigartig, da sie ihre eigenen Eigenschaften besitzt und eine bestimmte Funktion erfüllt. Gängige Komponenten sind beispielsweise Dioden, Widerstände und Kondensatoren.
9 gängige PCB-Komponenten und ihre Funktionen verstehen
Auf der Platine sind verschiedene elektronische PCB-Komponenten montiert, die verschiedene Funktionen ausführen. Im Folgenden werden wir 9 gängige PCB-Komponenten und ihre Funktionen genauer untersuchen.
1. Widerstände
Ein Widerstand ist eine Komponente in einem Schaltkreis, die dabei hilft, den Stromfluss zu steuern. Er erfüllt hauptsächlich die Funktion eines Spannungsteilers und Shunts und regelt und stabilisiert Spannungen und Ströme.
Variable Widerstände haben die Fähigkeit, ihren Widerstand zu variieren, während Festwiderstände diese Funktion nicht haben. Insbesondere variable Widerstände sind Komponenten, die es dem Benutzer ermöglichen, den Schaltkreis zu variieren, was bei Geräten, die Lautstärke und Lichtintensität steuern, sehr wichtig ist. Normalerweise ist es ein ovaler Körper mit grünen oder blauen Streifen und dem Symbol „R“ darauf.
Dünnschichtwiderstände : Sie bestehen aus einer dünnen Metall- oder Kohlenstoffschicht, die als Widerstandsschicht um einen Keramikkern herum wirkt. Sie sind ein ideales Bauteil für Geräte mit hohen Anforderungen an Stabilität, Genauigkeit und geringes Rauschen, wie beispielsweise medizinische Geräte und Audiogeräte.
Thermistoren: Variable Widerstände, die häufig in Thermometern und wiederaufladbaren Batterien zu finden sind, steuern die Spannung in Reaktion auf Temperaturschwankungen.
2. Kondensatoren
Ein Kondensator ist ein Bauteil, das elektrische Energie speichert, indem es Ladungen entgegengesetzter Art in zwei Leitern ansammelt. Ein Dielektrikum füllt den Raum zwischen den Leitern. Es hält die Ladung innerhalb der Leiterplatte und gibt sie ab, sobald an anderer Stelle Energie benötigt wird. Kondensatoren sind meist kleine, zylindrische Bauteile und in der Regel mit Zahlen gekennzeichnet. Sie sind nützliche Komponenten, die in Schaltungen zum Filtern, Koppeln, Überbrücken und Abstimmen eingesetzt werden.
Keramikkondensatoren: Sie gehören zu den beliebtesten Kondensatoren. Aufgrund ihrer geringen Kosten, ihrer kleinen Größe und ihrer vergleichsweise hohen Stabilität können sie in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden.
Folienkondensatoren: Aufgrund ihrer hohen Stabilität und Zuverlässigkeit sowie ihrer geringen dielektrischen Verluste eignen sie sich für Hochfrequenzanwendungen.
3. Induktoren
Ein Induktor ist ein Teil, das wie eine Spule Energie in einem Magnetfeld speichert, wenn Strom durch das Teil fließt. Er kann auch elektrische Energie speichern, indem er sie in magnetische Energie umwandelt. Wir können feststellen, dass sowohl das Magnetfeld als auch die Induktivität proportional zur Anzahl der Spulen zunehmen. Neben der Filterung von Rauschen und der Abschirmung von Signalen können Induktoren auch elektromagnetische Wellenstörungen verringern und den Strom regulieren.
Luftspulen: Diese Spulen besitzen keinen Kern, haben mehr Windungen als Spulen mit Kern und eignen sich besonders für Anwendungen, bei denen eine geringe Induktivität erforderlich ist. Sie werden typischerweise in Filterschaltungen und Hochfrequenzanwendungen eingesetzt.
Ringkerninduktivität: Ein Draht ist um einen kreisförmigen Kern gewickelt, der üblicherweise aus Ferrit besteht. Sie findet breite Anwendung in medizinischen Geräten, Schaltreglern und industriellen Steuerungen.
4. Transistoren
Transistoren sind winzige Halbleiter, die als Schalter sowie zur Verstärkung und Steuerung elektrischer Signale fungieren. Wenn sie als Verstärker arbeiten, können sie einen kleinen Eingangsstrom aufnehmen und ihn in einen größeren Ausgangsstrom umwandeln. Sie fungieren als Schalter, um zu bestimmen, ob ein elektrisches Signal durch den Schaltkreis fließt. In integrierten Schaltkreisen, die aus mehreren Transistoren und Schaltkreisen bestehen, sind Transistoren die grundlegenden Elemente.
Bipolartransistor: Er wird auch BJT genannt, da er zwei PN-Übergänge besitzt. Er ist ein Bauelement zur Stromregelung.
Feldeffekttransistor : Ein Feldeffekttransistor, abgekürzt FET, ist ein unipolares Halbleiterbauelement mit drei Anschlüssen, das die Spannung steuert.
5. Dioden
Eine Diode ist ein elektronisches Gerät aus Halbleitermaterial mit zwei Elektroden, einer positiven und einer negativen. Sie lässt nur eine Stromflussrichtung zu. Dadurch kann der Strom nicht in die falsche Richtung fließen. Die gebräuchlichste Diode ist die LED, auch Leuchtdiode genannt.
Schaltdiode: Sie dient zum Öffnen und Schließen des Stromkreises, wobei die Vorgänge durch Anlegen einer Spannung in verschiedene Richtungen gesteuert werden.
Leuchtdiode (LED): Durch den Durchfluss von Strom durch einen Halbleiter wird direkt sichtbares Licht erzeugt, indem elektrische Energie in Licht umgewandelt wird.
6. Integrierte Schaltkreise (ICs)
Integrierte Schaltkreise sind komplexe Komponenten, die aus vielen Transistoren und anderen erforderlichen PCB-Komponenten bestehen, die in einem einzigen Halbleiterchip kombiniert sind. Es handelt sich um eine Miniaturstruktur mit der gewünschten Schaltkreisfunktion. Dank integrierter Schaltkreise sind elektronische Komponenten heute intelligenter, äußerst zuverlässig, verbrauchen weniger Strom und sind mikrominiaturisiert.
Lineare ICs: Lineare ICs sind einfach aufgebaut und enthalten in der Regel nur wenige Bauteile. Sie werden hauptsächlich für Audio- und HF-Verstärker sowie Temperatursensoren verwendet.
Digitale ICs: Sie kennen nur zwei verschiedene Signalzustände und werden üblicherweise in Computern, Speichern usw. verbaut.
7. Schalter
Das Wichtigste an Schaltern ist, dass sie steuern, ob Strom fließen kann oder nicht. Durch die Verwendung eines offenen oder geschlossenen Stromkreisschalters wird der durch einen Stromkreis fließende Strom reguliert. Schalter gibt es in vielen Formen: Kippschalter, Schieber, Hebel, Drehschalter, Druckknöpfe, Tasten usw.
Sicherungsschalter: Hierbei handelt es sich um eine in den Schalter integrierte Sicherung, die als Schutz dient.
Elektrische Schalter: Sie dienen dazu, Stromkreise zu verbinden und Schalter mit elektrischen Signalen zu steuern.
8. Relais
Ein Relais ist auch ein Schalter, ein elektromagnetischer Schalter. Es funktioniert durch elektromagnetische Induktion. Wenn ein Relais aktiviert wird, wird ein Magnetfeld erzeugt, das einen Kontakt anzieht und einen Stromkreis im Relais schließt. Es schützt den Stromkreis vor zu hohen Spannungen oder Strömen, sodass der Stromkreis sicher funktionieren kann.
Elektromechanisches Relais: Es ist die einfachste Art von Relais und funktioniert durch die Steuerung eines Elektromagnetrings mit beweglichen Kontakten, eine physikalische Bewegung, die viel länger dauert.
Halbleiterrelais: Es steuert das Schalten von Relais über Halbleiter, arbeitet schneller und hat eine längere Lebensdauer als Halbleiterrelais.
9. Anschlüsse
Steckverbinder sind Komponenten, die zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen verschiedenen PCB-Komponenten, Leiterplatten oder Geräten verwendet werden, um die Übertragung von Daten und Signalen zu ermöglichen. Sie können vorübergehend verwendet oder je nach Bedarf des Verbrauchers und des Herstellers befestigt werden. Sie bestehen aus zwei Grundteilen, dem Kontakt und dem Gehäuse. Das Gehäuse dient dem physischen Schutz und der Gewährleistung der Integrität einer Verbindung.
Kartenrandverbinder: Sie befinden sich typischerweise nahe am Rand der Platine und verbessern die Signalqualität. Viele dieser Verbinder sind in Computerkomponenten integriert. Sie unterstützen die Signalübertragung zwischen der Leiterplatte und externen Leiterplattenbauteilen.
Audio-/Video-Anschluss: Dieser Anschluss dient primär der Übertragung von Video- und Audiosignalen. Er kann sowohl für einkanalige als auch für mehrkanalige Audiosignale verwendet werden. Audioanschlüsse sind üblicherweise als Stecker, Buchsen oder eine Kombination aus beidem ausgeführt.
So identifizieren Sie Komponenten auf Leiterplatten
1. Visuelle Identifizierung
Bauteilbezeichnungen : Viele Leiterplatten verfügen zur einfachen Identifizierung über aufgedruckte Referenzzeichen für verschiedene Bauteile. Einige gängige Symbole sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.
Bauteilform und Kennzeichnung : Verschiedene Leiterplattenbauteile haben unterschiedliche Formen. Einige gängige Bauteile lassen sich anhand ihrer Form identifizieren. Widerstände sind beispielsweise meist rechteckig oder zylindrisch und verfügen über farbige Streifen auf ihrer Oberfläche, die den Widerstandswert angeben. Die Zahlen auf Kondensatoren geben deren Kapazität an.
2. Ausrüstung und Werkzeuge
Multimeter: Es handelt sich um Messgeräte, mit denen sich vielfältige elektrische Eigenschaften prüfen lassen. Sie können zur Messung von Widerstand, Spannung und Stromstärke eingesetzt werden und helfen somit, den Zustand von Leiterplattenbauteilen zu bestimmen.
Oszilloskope: Sie können Transistoren, Dioden und integrierte Schaltungen erkennen. Die Beobachtung von Wellenformen und Signalen ist auch bei der Identifizierung von Leiterplattenbauteilen hilfreich, da sie das Verständnis der Funktion des Bauteils erleichtert.
Weitere Ausrüstung: LCR-Messgeräte und Komponententester können auch zur Überprüfung und Identifizierung von Bauteilen verwendet werden, einschließlich Halbleiterparametern, Induktivität und Kapazität, indem sie umfassende Identifikationsinformationen liefern.
3. Referenzdokumentation
Einen Entwurf des Leiterplattenlayouts und der Komponentendetails finden Sie in den Schaltplänen und Komponentendatenblättern.
4 Tipps zur Auswahl von PCB-Komponenten
Leistungsbedarf erkennen
Berücksichtigen Sie die Leistungsanforderungen des Geräts, die eine Vielzahl von Faktoren umfassen, wie beispielsweise Temperaturbereiche, Umgebungsbedingungen, Spannungs- und Stromstärke usw.
Kostenbetrachtung
Bei der Auswahl von PCB-Komponenten muss der Preis berücksichtigt werden. Dies bedeutet, dass Komponenten mit hohen Kosten und guten Leistungsniveaus tendenziell die Gesamtkosten erhöhen. Wir können jedoch kostengünstige Materialien wählen, die effektiv in der Produktionslinie eingesetzt werden können, ohne die Qualität des Endprodukts zu beeinträchtigen.
Wählen Sie zuverlässige Komponenten
Die Leistung und Lebensdauer von Leiterplatten hängen von der Qualität der in den Produkten installierten PCB-Komponenten ab. Zuverlässige Komponenten garantieren, dass die Leiterplatte wie vorgesehen funktioniert.
Montagetechnik
Bei der Auswahl von PCB-Komponenten ist auch die Kompatibilität mit dem Montageprozess ein wichtiger Faktor. Einige Komponenten wie Hochleistungsinduktoren sind beispielsweise nicht mit der Oberflächenmontagetechnologie kompatibel.
Zusammenfassung
Die Fähigkeit, die Grundkomponenten einer Leiterplatte zu identifizieren und zu unterscheiden, ist für jeden wichtig, der verstehen möchte, wie Elektronik funktioniert. Alle von ihnen spielen eine entscheidende, aber nicht die gleiche Rolle bei der Ausführung ihrer Arbeit in der Schaltung. Mithilfe dieses Wissens können Sie ein tiefes Verständnis von Leiterplattenkomponenten erlangen. Mit der Weiterentwicklung der Technologie werden immer bessere und leistungsstärkere Komponenten auf den Markt kommen und auf der Platine montiert werden, um in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt zu werden.
