Defnyddir gwrthyddion foltedd uchel mewn dyfeisiau meddygol i gadw cerrynt trydanol o fewn ystodau rhagosodedig.
Mae'r foltedd uchel a ddefnyddir yn golygu y gellir defnyddio nifer llai o wrthyddion i gyflawni'r cerrynt allbwn a ddymunir.
Mae angen i'r gwrthyddion hyn allu gwrthsefyll degawdau o ddefnydd, felly cânt eu hadeiladu â llai o ddeunydd a chaiff costau gweithgynhyrchu is eu hystyried yn eu dyluniad.
Nid yw mwyafrif y dyfeisiau meddygol yn gweithredu ar folteddau uchel iawn (tua 1-2V).
Fodd bynnag, mae rhai eithriadau.
Mae llawer o dyfeisiau diagnostig y gellir eu mewnblannu (IDDs) yn gweithredu ar 5-20V, ac mae'r amledd gweithredu fel arfer yn uwch na'r ystod gyffredinol hefyd.
Mae hyn yn golygu bod ystyriaethau cost yn dod yn bwysicach wrth ddylunio gwrthydd foltedd uchel ar gyfer dyfeisiau meddygol.
Isod byddwn yn esbonio sut y gallwch adeiladu ateb cost isel ar ei gyfer gwrthyddion foltedd uchel heb beryglu diogelwch na dibynadwyedd.
Ar gyfer beth mae Gwrthydd yn cael ei Ddefnyddio mewn Dyfeisiau Meddygol?
Defnyddir gwrthyddion foltedd uchel mewn dyfeisiau meddygol i gadw cerrynt trydanol o fewn ystodau rhagosodedig.
Mae'r foltedd uchel a ddefnyddir yn golygu y gellir defnyddio nifer llai o wrthyddion i gyflawni'r cerrynt allbwn a ddymunir.
Mae angen i'r gwrthyddion hyn allu gwrthsefyll degawdau o ddefnydd, felly cânt eu hadeiladu â llai o ddeunydd a chaiff costau gweithgynhyrchu is eu hystyried yn eu dyluniad.
Nid yw mwyafrif y dyfeisiau meddygol yn gweithredu ar folteddau uchel iawn (tua 1-2V).
Fodd bynnag, mae rhai eithriadau.
Mae llawer o ddyfeisiau diagnostig mewnblanadwy (IDDs) yn gweithredu ar 5-20V, ac mae'r amlder gweithredu fel arfer yn uwch na'r ystod gyffredinol hefyd.
Mae hyn yn golygu bod ystyriaethau cost yn dod yn bwysicach wrth ddylunio gwrthydd foltedd uchel ar gyfer dyfeisiau meddygol.
Isod byddwn yn esbonio sut y gallwch chi adeiladu datrysiad cost isel ar gyfer gwrthyddion foltedd uchel heb beryglu diogelwch na dibynadwyedd.
Beth i Edrych Amdano mewn Gwrthydd Foltedd Uchel
Cost isel - Mae folteddau uchel yn golygu bod angen llawer mwy o wrthyddion i gyflawni'r cerrynt allbwn a ddymunir.
Os oes gan ddyfais foltedd gweithredu uchel, mae cost y gwrthyddion hefyd yn mynd i fod yn uwch.
Rhwyddineb gwneuthuriad - Mae gwrthyddion foltedd uchel fel arfer yn llai na 1mm mewn diamedr ac yn hirach.
Yn nodweddiadol maent hefyd yn ddeunydd bwrdd cylched printiedig FR-4 neu FR-5 (PCB), sy'n haws gweithio gyda nhw na'r FR-32 drutach.
Mae adeiladu o ansawdd uwch yn bwysig i sicrhau bod y gwrthyddion yn para am ddegawdau.
Mae rhai gweithgynhyrchwyr yn defnyddio traciau tunplat tra bod eraill yn defnyddio gwifrau tunplat.
Mae gan wrthyddion o ansawdd uwch draciau a gwifrau arian platiog.
Goddefgarwch ôl-EMF - Wrth i wrthyddion fynd yn hirach, mae gwrthiant y wifren yn lleihau.
Gall ôl-EMF y gwrthydd (grym electromotive) hefyd gynyddu oherwydd llif cyfredol cynyddol.
Felly mae angen goddefiant ar gydraniad gwerth y gwrthydd i gyfrif am y newidiadau hyn.
Er enghraifft, mae gwrthydd ag amrywiad o 5% mewn gwerth (ee, 9.9 ohms yn lle 10.0 ohms) yn dderbyniol.
Dibynadwyedd uchel - Mae gwrthyddion foltedd uchel fel arfer yn gweithredu ar dymheredd o -15ºC i 85ºC.
Mae'r cyntaf yn rhy oer i osgoi problemau fel warping y gwrthyddion, tra bod yr olaf yn rhy boeth i osgoi materion dibynadwyedd.
Felly mae angen ystod tymheredd gweithredu uwch er mwyn osgoi problemau dibynadwyedd.
Cam 1: Adnabod yr Angen
Y cam cyntaf wrth ddylunio gwrthydd foltedd uchel yw nodi foltedd gweithredu ac amlder gweithredu'r cynnyrch.
Er enghraifft, efallai y bydd angen gwrthydd arnoch sydd wedi'i raddio am uchafswm o 5V ac sy'n gweithredu ar amledd rhwng 1kHz a 10kHz.
Nesaf, mae angen ichi ddod o hyd i'r cydrannau cywir i ddiwallu'ch anghenion.
Dewis poblogaidd yw'r gwrthydd cerameg arbenigol (CSR).
Defnyddir y CSR yn fwyaf cyffredin ar gyfer cymwysiadau pŵer uchel oherwydd ei adeiladu o ansawdd uchel, ei ddibynadwyedd uchel, a'i gost isel.
Dewis poblogaidd arall yw'r deunydd PCB FR-4 oherwydd ei gost effeithiolrwydd a rhwyddineb gwneuthuriad.
Cystadleuydd agos i'r CSR a PCB yw'r deunydd FR-5.
Fel y PCB, mae'r deunydd FR-5 yn gymharol rhad.
Fodd bynnag, mae gan y CSR a'r PCB fantais o allu gwrthsefyll folteddau uchel a thymheredd uchel, yn y drefn honno.
Ar y llaw arall, nid oes gan y deunydd FR-5 wrthwynebiad y PCB i folteddau uchel ac felly nid yw mor ddibynadwy mewn rhai cymwysiadau.
Cam 2: Dewiswch y Deunydd Cywir
Wrth ddewis y deunydd cywir ar gyfer eich gwrthydd foltedd uchel, mae angen i chi gymryd sylw o'r foltedd gweithredu a thymheredd gweithredu'r deunydd.
Er enghraifft, mae'r deunydd PCB yn cael ei ddefnyddio amlaf ar dymheredd is na -20ºC.
Mae gan y CSR a'r PCB fantais o allu gwrthsefyll folteddau uchel a thymheredd uchel, yn y drefn honno.
Math cymharol newydd o ddeunydd yw'r polymer FR-5 gyda chraidd metel.
Mae'r polymer yn rhatach na'r deunyddiau PCB PCB a FR-5 ac fe'i defnyddir yn aml ar dymheredd gweithredu uwch.
Fodd bynnag, nid yw mor wydn â'r PCB neu FR-4 a gall lleithder ei niweidio.
Wrth ddewis y deunydd cywir ar gyfer eich gwrthydd foltedd uchel, mae angen i chi gymryd sylw o'r foltedd gweithredu a thymheredd gweithredu'r deunydd.
Cam 3: Cyfrifwch Gynhwysedd ac ESR
Mae gan wrthyddion rywfaint o gynhwysedd, sy'n effeithio ar eu hamlder a'u rhwystriant.
Gwerth ESR (Gwrthsefyll Cyfres Gyfwerth) yw gwrthiant cyfatebol y cynhwysedd ac mae'n eithaf pwysig, gan ei fod yn cyfrif am gydran DC y rhwystriant.
Mae cynhwysedd yn cael ei fesur mewn picofarads (pF) neu milifarads (mF).
Yn y rhan fwyaf o achosion, mae goddefgarwch 1% y cynhwysydd yn fwy na digon ar gyfer gwrthydd foltedd uchel.
Yr ESR yw gwrthiant cyfatebol y cynhwysedd ac mae'n eithaf pwysig, gan ei fod yn cyfrif am gydran DC y rhwystriant.
Cam 4: Ychwanegu Rhannau i Greu Templed Bwrdd Sgematig
Unwaith y byddwch wedi nodi'r cydrannau, cyfrifwch eu gwerthoedd, a dewis deunydd ar gyfer eich gwrthydd foltedd uchel, mae'n bryd eu rhoi at ei gilydd ar dempled bwrdd sgematig.
Mae'r templed bwrdd sgematig yn gynllun safonol o fyrddau bara heb sodr a ddefnyddir i ddylunio cylchedau electroneg.
Dylai fod gan y gosodiad golofn o gydrannau ar y chwith a cholofn o reiliau pŵer ar y dde.
Mae yna ychydig o bethau i'w cofio wrth ddylunio templed bwrdd sgematig.
Yn gyntaf, mae angen i chi sicrhau bod y cydrannau'n cael eu gosod yn iawn a'u bod o fewn yr ôl troed a argymhellir ar gyfer y rheiliau pŵer.
Yn ail, mae angen i chi sicrhau bod y cydrannau'n cael eu pweru â folteddau is.
Yn olaf, mae angen i chi sicrhau bod y gylched yn cael ei hamddiffyn rhag unrhyw folteddau uchel a allai fod yn bresennol.