অটোমোবাইল ইলেক্ট্রনিক সিস্টেমে মুদ্রিত সার্কিট বোর্ডের প্রয়োজনীয়তা (১) পাওয়ার ও এনার্জি সিস্টেম

মেটা বর্ণনা: ব্যাটারি প্যাক, বিএমএস, অন-বোর্ড চার্জার, ডিসি-ডিসি কনভার্টার এবং ট্র্যাকশন ইনভার্টার সহ ইভি পাওয়ার এবং এনার্জি সিস্টেমের জন্য মূল পিসিবি ডিজাইন এবং উত্পাদন প্রয়োজনীয়তা আবিষ্কার করুন। উচ্চ-ভোল্টেজ পিসিবি ডিজাইন, তাপ ব্যবস্থাপনা, পুরু তামার বোর্ড এবং নিরোধক মান সম্পর্কে জানুন।

ভূমিকাপাওয়ার এবং এনার্জি সিস্টেমগুলি বৈদ্যুতিক গাড়ির (ইভি) মূল ভিত্তি হিসেবে কাজ করে, যা গাড়ির কার্যকারিতা চালানোর জন্য বৈদ্যুতিক শক্তি সঞ্চয়, রূপান্তর এবং বিতরণের সুবিধা দেয়। ব্যাটারি প্যাক, ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম (বিএমএস), অন-বোর্ড চার্জার (ওবিসি), ডিসি-ডিসি কনভার্টার, ট্র্যাকশন ইনভার্টার এবং উচ্চ-ভোল্টেজ জংশন বক্সের মতো গুরুত্বপূর্ণ উপাদানগুলি দক্ষ এবং নিরাপদ শক্তি প্রবাহ নিশ্চিত করতে একসাথে কাজ করে। এই সিস্টেমগুলি চরম পরিস্থিতিতে কাজ করে, 400V থেকে 800V (এবং উন্নত মডেলগুলিতে 1200V পর্যন্ত) পর্যন্ত উচ্চ ভোল্টেজ এবং শত শত অ্যাম্পিয়ার পর্যন্ত বৃহৎ কারেন্ট পরিচালনা করে। ফলস্বরূপ, এই সিস্টেমগুলির জন্য মুদ্রিত সার্কিট বোর্ড (পিসিবি) ডিজাইন এবং তৈরি করা গাড়ির নির্ভরযোগ্যতা, নিরাপত্তা এবং সামগ্রিক কর্মক্ষমতা নিশ্চিত করার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এই নিবন্ধটি ইভি পাওয়ার এবং এনার্জি সিস্টেমের নির্দিষ্ট পিসিবি প্রয়োজনীয়তা, প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ এবং উদীয়মান প্রবণতা নিয়ে আলোচনা করে।

ইভি পাওয়ার ও এনার্জি সিস্টেমের সংক্ষিপ্ত বিবরণ

ইভি পাওয়ার এবং এনার্জি সিস্টেমগুলি বেশ কয়েকটি আন্তঃসংযুক্ত মডিউল নিয়ে গঠিত, যার প্রত্যেকটির নিজস্ব স্বতন্ত্র কাজ রয়েছে তবে নির্ভরযোগ্যতা, নিরাপত্তা এবং তাপীয় দক্ষতার জন্য সাধারণ চাহিদা রয়েছে:

•  ব্যাটারি প্যাক ও বিএমএস: ব্যাটারি প্যাক বৈদ্যুতিক শক্তি সঞ্চয় করে, যেখানে বিএমএস কর্মক্ষমতা এবং জীবনকাল সর্বাধিক করার জন্য সেল ভোল্টেজ, তাপমাত্রা এবং চার্জের অবস্থা নিরীক্ষণ করে, সেলগুলিকে ভারসাম্য বজায় রাখে।

•  ডিসি-ডিসি কনভার্টার: ব্যাটারি থেকে উচ্চ-ভোল্টেজ পাওয়ার (সাধারণত 400V) কম ভোল্টেজে (12V বা 48V) নামিয়ে আনে, যা লাইট, ইনফোটেইনমেন্ট এবং সেন্সরগুলির মতোauxiliary সিস্টেমগুলিকে শক্তি সরবরাহ করে।•  ট্র্যাকশন ইনভার্টার ও মোটর কন্ট্রোলার: ব্যাটারি থেকে ডিসি-কে অল্টারনেটিং কারেন্ট (এসি)-তে রূপান্তর করে যা বৈদ্যুতিক মোটরকে চালায়, যা গাড়ির ত্বরণ এবং দক্ষতার জন্য গুরুত্বপূর্ণ একটি প্রক্রিয়া।

পিসিবি স্পেসিং-এর জন্য সাধারণ ডিজাইন নিয়মপাওয়ার ও এনার্জি সিস্টেমের জন্য পিসিবি ডিজাইন প্রয়োজনীয়তা

•  ওয়াইড ব্যান্ডগ্যাপ সেমিকন্ডাক্টর: সিলিকন কার্বাইড (SiC) এবং গ্যালিয়াম নাইট্রাইড (GaN) ডিভাইস, যা উচ্চ দক্ষতা এবং ফ্রিকোয়েন্সির জন্য পরিচিত, তাদের কর্মক্ষমতা সর্বাধিক করতে কম-ইনডাক্ট্যান্স, কম-লস পিসিবি কাঠামোর প্রয়োজন।অতিরিক্ত গরম বা ভোল্টেজ হ্রাস ছাড়াই বৃহৎ কারেন্ট পরিচালনা করার ক্ষমতা মৌলিক। এর জন্য প্রয়োজন:

•  প্রশস্ত ট্রেস এবং ইন্টিগ্রেটেড বাসবার: প্রসারিত ট্রেডের প্রস্থ এবং এমবেডেড কপার বাসবার প্রতিরোধ ক্ষমতা কমিয়ে দেয় এবং পাওয়ার হ্রাস করে, যা উচ্চ-কারেন্ট পথের জন্য গুরুত্বপূর্ণ।2. নিরোধক এবং নিরাপত্তা মান

•  ক্রিপেজ এবং ক্লিয়ারেন্স দূরত্ব: উচ্চ-ভোল্টেজ লাইনের জন্য, এই দূরত্বগুলি সাধারণত নিরোধক ভাঙ্গন এড়াতে ≥4mm–8mm হয়।•  গ্লোবাল স্ট্যান্ডার্ডগুলির সাথে সম্মতি: পিসিবি-কে IEC 60664 (ক্রিপেজ/ক্লিয়ারেন্সের জন্য), UL 796 (উচ্চ-ভোল্টেজ সার্টিফিকেশন) এবং IPC-2221 (সাধারণ স্পেসিং নিয়ম) পূরণ করতে হবে, যা টেবিল 2-এ বিস্তারিতভাবে দেওয়া আছে।

অতিরিক্ত তাপ কর্মক্ষমতা হ্রাস করতে পারে এবং উপাদানগুলির জীবনকাল সংক্ষিপ্ত করতে পারে। তাপ ব্যবস্থাপনা কৌশলগুলির মধ্যে রয়েছে:•  তাপীয় ভিয়াস, এমবেডেড কপার এবং মেটাল সাবস্ট্রেট: এই বৈশিষ্ট্যগুলি উচ্চ-পাওয়ার উপাদান থেকে তাপ অপচয় বাড়ায়।

•  উচ্চ-টিজি এবং নিম্ন-সিটিই ল্যামিনেট: ≥170°C-এর একটি গ্লাস ট্রানজিশন তাপমাত্রা (Tg) এবং কম তাপীয় প্রসারণের সহগ (CTE) যুক্ত ল্যামিনেট তাপমাত্রা পরিবর্তনের অধীনে ওয়ার্পিং প্রতিরোধ করে।

4. মাল্টিলেয়ার ও হাইব্রিড উপাদান

জটিল পাওয়ার সিস্টেমগুলির জন্য উন্নত পিসিবি কাঠামোর প্রয়োজন:

•  6–12 লেয়ার স্ট্যাক-আপ: পাওয়ার, গ্রাউন্ড এবং সিগন্যাল স্তরগুলিকে আলাদা করতে পাওয়ার মডিউলগুলিতে সাধারণ, যা হস্তক্ষেপ কমায়।

সারণী 1: ভোল্টেজ ও কারেন্ট লেভেল বনাম পিসিবি তামার পুরুত্বইভি সিস্টেম উপাদান

কারেন্ট পরিসীমাসাধারণ পিসিবি তামার পুরুত্ব

ব্যাটারি প্যাক / বিএমএস

400–800V

2–4 ozঅন-বোর্ড চার্জার (ওবিসি)

10–40A2–3 oz

ডিসি-ডিসি কনভার্টার

400V → 12/48V

2–4 ozট্র্যাকশন ইনভার্টার

300–600A4–6 oz বা মেটাল-কোর

উত্পাদন চ্যালেঞ্জ

ইভি পাওয়ার সিস্টেমের জন্য পিসিবি তৈরি করা বেশ কয়েকটি প্রযুক্তিগত বাধা জড়িত:

•  উচ্চ ভোল্টেজ বিচ্ছিন্নতা: প্রয়োজনীয় ক্রিপেজ/ক্লিয়ারেন্স দূরত্বের সাথে কমপ্যাক্ট মডিউল ডিজাইন-এর ভারসাম্য বজায় রাখা কঠিন, কারণ ক্ষুদ্রাকরণ প্রায়শই নিরোধক প্রয়োজনীয়তার সাথে সাংঘর্ষিক হয়।•  হাইব্রিড উপাদান ল্যামিনেশন: FR-4 এবং সিরামিক বা PTFE-এর মতো উপাদানগুলিকে একত্রিত করার জন্য ল্যামিনেশন চাপ এবং তাপমাত্রার উপর কঠোর নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন, যাতে ডেলামিনেশন এড়ানো যায়।

সারণী 2: পিসিবি নিরাপত্তা ও নিরোধক মানস্ট্যান্ডার্ড

প্রয়োজনীয়তা

লস ট্যানজেন্ট (Df)

অ্যাপ্লিকেশন উদাহরণ

170–1800.25

বিএমএস, ডিসি-ডিসি বোর্ডরজার্স RO4350B

0.620.0037

মেটাল-কোর পিসিবি>200

2.0–4.0