480 Volt 3 Faz Güç ve PCB İzlerinin Patlaması: Elektriksel Arızalar ve Nedenleri

Giriş

Yüksek voltajlı elektrik sistemlerinde, özellikle 480 Volt 3 faz güç uygulamalarında, baskılı devre kartlarında (PCB) ciddi hasarlar meydana gelebilir. Bu hasarlar genellikle PCB üzerindeki bakır izlerin yanması, buharlaşması ve kartın işlevini tamamen kaybetmesi şeklinde ortaya çıkar. Bu yazıda, bu tür arızaların nedenleri, mekanizmaları ve önlenmesi için dikkat edilmesi gereken noktalar detaylandırılacaktır.

Ayrıca Bakınız

STM32 Nucleo F303 Tabanlı Özel PCB Tasarımı ve Eğitimde Kullanımı Üzerine İnceleme

STM32 Nucleo F303 tabanlı özel PCB tasarımı, eğitim amaçlı kontrol kutularında donanım ve yazılım entegrasyonunu sağlar. Tasarım süreci, montaj kolaylığı ve hata ayıklama özellikleri ön plandadır.

Chromebook Anakart Tasarımları: Tek Taraflı PCB ve Modern SoC Entegrasyonu

Chromebook anakartları, tek taraflı PCB tasarımı ve yüksek entegrasyonlu SoC kullanımıyla maliyet ve üretim verimliliği sağlar. Bu tasarım, cihazların ince, hafif ve uygun fiyatlı olmasına katkıda bulunur.

İlk PCB Tasarımınız İçin Temel Prensipler ve İyileştirme Önerileriyle Kapsamlı Rehber

Bluetooth kontrollü uzaktan kumandalı araba için KiCad 9.0 ile tasarlanan 4 katmanlı PCB'de iz genişliği, güç düzlemleri, kapasitör yerleşimi ve montaj detayları gibi temel tasarım prensipleri ele alınıyor.

STM32F103 Mikrodenetleyici ile LED Küpe Tasarımı: Teknik ve Estetik Zorluklar

STM32F103 mikrodenetleyici ve 15 LED içeren küpe tasarımı, teknik ve estetik zorluklarıyla öne çıkıyor. Tasarımda pil boyutu ve ağırlık sorunları, kullanım konforunu etkiliyor.

Dört Katmanlı PCB Tasarımı: Katman Yapısı, Avantajları ve Uygulama Örnekleri

Dört katmanlı PCB tasarımı, sinyal bütünlüğü ve elektromanyetik uyumluluğu artırırken empedans kontrolü ve parazit azaltımı sağlar. Katman yapısı ve uygulama örnekleri detaylıca incelenmiştir.

4-Bit Breadboard Bilgisayar Tasarımı: Transistör Seviyesinde Dijital Sistemler

Tamamen 2N2222A transistörleriyle oluşturulan 4-bit breadboard bilgisayar, mikrodenetleyici kullanmadan temel bilgisayar işleyişini öğretir ve dijital devre tasarımını deneyimletir.

Numitron Saatler: Tasarımı, Çalışma Prensipleri ve Filament Dayanıklılığı Üzerine Detaylı İnceleme

Numitron saatler, düşük voltajda çalışan yedi segmentli tüplerle estetik ve dayanıklı bir saat deneyimi sunar. Filament ömrü, sürme voltajı ve açık kaynak tasarım detayları bu yazıda ele alınmaktadır.

Sanatsal Devre Kartları: Elektronik Tasarımda İşlevsellik ve Estetiğin Buluşması

Sanatsal devre kartları, elektronik tasarımda işlevsellik ve estetiği birleştirerek yaratıcı ve özgün görünümler sunar. Bu kartlar, teknik gereksinimlerin ötesinde sanatsal ifade biçimleri oluşturur.

PCB İzlerinin Yanması ve Buharlaşması

Yüksek voltaj ve akımın PCB üzerindeki izlere etkisi, izlerin fiziksel olarak zarar görmesine yol açabilir. 480 Volt ve 3 faz güç uygulamalarında, yüksek akımın PCB izlerinden geçmesi durumunda, izlerin taşıyabileceği akım sınırları aşılabilir. Bu durumda izler aşırı ısınır, erir ve hatta buharlaşabilir. Bu durum, kart üzerinde adeta izlerin yok olması ve kartın işlevsiz hale gelmesiyle sonuçlanır.

Örnek olarak, bir kullanıcı 480 Volt 3 faz güç beslemesine sahip bir invertör kartında, 60 amperlik akımın geçtiği bir durumda kart üzerindeki tüm izlerin yanarak buharlaştığını belirtmiştir. Bu tür bir arıza, kartın tüm devre yollarının kısa devre yapmasıyla gerçekleşmiştir.

Gören herkesin 'Bu nasıl mümkün?' diye sorduğu 10 etkileyici ürün

devamını oku

Yüksek Voltajın Hava Ortamında İyonizasyonu ve Plazma Oluşumu

Yüksek voltaj, PCB üzerindeki hava boşluklarında iyonizasyon yaratabilir. Bu iyonizasyon sonucu hava, iletken bir plazma haline dönüşür ve bu da kısa devreye neden olur. Bu plazma arkı, PCB üzerindeki bakır izlerin buharlaşmasına ve kart üzerinde delik açılmasına yol açabilir.

Bir başka örnekte, 480 VAC gerilim uygulanan bir kartta tuzlu su kalıntılarının oluşturduğu kısa devre nedeniyle bakır izlerin buharlaşması ve kontrol kutusunun kapısında tanklarda kullanılan şekilli patlayıcı etkisi yaratan bir delik açılması gözlenmiştir.

Tasarım Hataları ve Koruma Eksiklikleri

PCB tasarımında yapılan hatalar, yüksek voltaj ve akım uygulamalarında arızaların başlıca nedenlerindendir. Örneğin:

• Güç düzlemi ile toprak düzleminin montaj delikleri üzerinden doğrudan bağlanması

• PCB üzerindeki rölelerin veya kontaktörlerin yetersiz elektriksel kilitleme ile kullanılması

• Yetersiz iz kalınlığı ve genişliği

• Koruma elemanlarının (sigorta, kesici) uygun seçilmemesi

Bu tür hatalar, kısa devre ve aşırı akım durumlarında PCB izlerinin yanmasına neden olur.

Ölçüm ve Testlerde Dikkat Edilmesi Gerekenler

Yüksek voltajlı devrelerde ölçüm yapılırken kullanılan prob ve ekipmanların devreye etkisi göz önünde bulundurulmalıdır. Örneğin, bir flyback SMPS transistörünün kapı voltajını ölçerken probun kapasitansı, transistörün kapanmasını engelleyebilir ve bu da aşırı akıma yol açarak PCB üzerindeki izlerin yanmasına neden olabilir.

Sonuç

480 Volt 3 faz güç uygulamalarında PCB tasarımı, malzeme seçimi ve koruma önlemleri kritik öneme sahiptir. Yetersiz tasarım ve koruma, yüksek akım ve voltajın PCB üzerindeki izleri eritmesine, buharlaştırmasına ve kartın tamamen arızalanmasına neden olabilir. Ayrıca, yüksek voltajın hava ortamında iyonizasyon yaparak plazma oluşturması da arızaları şiddetlendirebilir. Bu nedenle, yüksek voltajlı sistemlerde uygun mühendislik uygulamaları ve güvenlik önlemleri şarttır.

Kaynaklar:

• Reddit: 480 Volt 3 phase decided it didn't need no PCB traces