ຂ່າວ

ສ່ວນປະກອບເພີ່ມເຕີມແລະຂະບວນການພິມທີ່ມີອຸນຫະພູມຕ່ໍາສາມາດປະສົມປະສານອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ໃຊ້ພະລັງງານແລະການໃຊ້ພະລັງງານຕ່າງໆໃສ່ເຄື່ອງຍ່ອຍທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນໃນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕ່ໍາ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ການຜະລິດລະບົບເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ສົມບູນຈາກອຸປະກອນເຫຼົ່ານີ້ມັກຈະຕ້ອງການອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານເພື່ອປ່ຽນລະຫວ່າງແຮງດັນຂອງການດໍາເນີນງານຕ່າງໆ. ອຸປະກອນ.ອົງປະກອບຕົວຕັ້ງຕົວຕີ - inductors, capacitors, ແລະ resistors - ປະຕິບັດຫນ້າທີ່ເຊັ່ນ: ການກັ່ນຕອງ, ການເກັບຮັກສາພະລັງງານໄລຍະສັ້ນ, ແລະການວັດແທກແຮງດັນ, ເຊິ່ງເປັນສິ່ງຈໍາເປັນໃນອຸປະກອນໄຟຟ້າແລະຄໍາຮ້ອງສະຫມັກອື່ນໆຈໍານວນຫຼາຍ. ໃນບົດຄວາມນີ້, ພວກເຮົາແນະນໍາ inductors, capacitors, ຕົວຕ້ານທານແລະວົງຈອນ RLC ພິມຫນ້າຈໍໃສ່ແຜ່ນຢາງທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ, ແລະລາຍງານຂະບວນການອອກແບບເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ານທານຊຸດຂອງ inductors ເພື່ອໃຫ້ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ໃນອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານ .Inductor ແລະ resistor ພິມໄດ້ຖືກລວມເຂົ້າໃນວົງຈອນ boost regulator. ການຜະລິດ ຂອງ diodes ປ່ອຍແສງອິນຊີແລະຫມໍ້ໄຟ lithium-ion ປ່ຽນແປງໄດ້. ເຄື່ອງຄວບຄຸມແຮງດັນໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອພະລັງງານ diodes ຈາກຫມໍ້ໄຟ, ສະແດງໃຫ້ເຫັນທ່າແຮງຂອງອົງປະກອບ passive ພິມເພື່ອທົດແທນອົງປະກອບ mount ພື້ນຜິວພື້ນເມືອງໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກແປງ DC-DC.
ໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້, ການນໍາໃຊ້ອຸປະກອນທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຕ່າງໆໃນຜະລິດຕະພັນເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ນຸ່ງເສື້ອແລະພື້ນທີ່ຂະຫນາດໃຫຍ່ແລະອິນເຕີເນັດຂອງ Things1,2 ໄດ້ຖືກພັດທະນາ. ເຫຼົ່ານີ້ລວມມີອຸປະກອນການຂຸດຄົ້ນພະລັງງານ, ເຊັ່ນ photovoltaic 3, piezoelectric 4, ແລະ thermoelectric 5; ອຸປະກອນເກັບຮັກສາພະລັງງານ, ເຊັ່ນ: ຫມໍ້ໄຟ 6, 7; ແລະອຸປະກອນທີ່ໃຊ້ພະລັງງານ, ເຊັ່ນເຊັນເຊີ 8, 9, 10, 11, 12, ແລະແຫຼ່ງແສງສະຫວ່າງ 13.ເຖິງແມ່ນວ່າຄວາມຄືບຫນ້າອັນໃຫຍ່ຫຼວງໄດ້ຖືກດໍາເນີນຢູ່ໃນແຫຼ່ງພະລັງງານແລະການໂຫຼດຂອງແຕ່ລະຄົນ, ການລວມເອົາອົງປະກອບເຫຼົ່ານີ້ເຂົ້າໄປໃນລະບົບເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ສົມບູນໂດຍປົກກະຕິຕ້ອງການໄຟຟ້າເອເລັກໂຕຣນິກເພື່ອ. ເອົາຊະນະການບໍ່ກົງກັນລະຫວ່າງພຶດຕິກໍາການສະຫນອງພະລັງງານແລະຄວາມຕ້ອງການການໂຫຼດ. ຕົວຢ່າງ, ແບດເຕີລີ່ສ້າງແຮງດັນທີ່ປ່ຽນແປງຕາມສະຖານະຂອງມັນ. ຖ້າການໂຫຼດຕ້ອງການແຮງດັນຄົງທີ່, ຫຼືສູງກວ່າແຮງດັນທີ່ແບດເຕີລີ່ສາມາດສ້າງໄດ້, ໄຟຟ້າແມ່ນຈໍາເປັນ. .ເອເລັກໂທຣນິກພະລັງງານໃຊ້ອົງປະກອບທີ່ຫ້າວຫັນ (transistors) ເພື່ອປະຕິບັດໜ້າທີ່ການສະຫຼັບ ແລະການຄວບຄຸມ, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບອົງປະກອບ passive (inductors, capacitors, ແລະ resistors).ຕົວຢ່າງເຊັ່ນ, ໃນວົງຈອນຄວບຄຸມການສະຫຼັບ, inductor ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເກັບຮັກສາພະລັງງານໃນແຕ່ລະຮອບການສະຫຼັບ. , capacitor ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນແຮງດັນ ripple, ແລະການວັດແທກແຮງດັນທີ່ຕ້ອງການສໍາລັບການຄວບຄຸມຄໍາຄຶດຄໍາເຫັນແມ່ນເຮັດໄດ້ໂດຍໃຊ້ຕົວແບ່ງຕົວຕ້ານທານ.
ພະລັງງານອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ເຫມາະສົມກັບອຸປະກອນ wearable (ເຊັ່ນ: pulse oximeter 9) ຕ້ອງການຫຼາຍ volts ແລະ milliamps ຫຼາຍ, ປົກກະຕິແລ້ວເຮັດວຽກຢູ່ໃນຂອບເຂດຄວາມຖີ່ຂອງຫຼາຍຮ້ອຍ kHz ຫາຫຼາຍ MHz, ແລະຕ້ອງການ inductance μH ແລະຫຼາຍ μH ແລະ capacitance μFແມ່ນ. 14 ຕາມລໍາດັບ.ວິທີການແບບດັ້ງເດີມຂອງການຜະລິດວົງຈອນເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນການ solder ອົງປະກອບແຍກອອກເປັນແຜ່ນວົງຈອນພິມແຂງ (PCB).ເຖິງແມ່ນວ່າອົງປະກອບທີ່ຫ້າວຫັນຂອງວົງຈອນເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານໄດ້ຖືກລວມເຂົ້າກັນເປັນວົງຈອນປະສົມປະສານຊິລິຄອນດຽວ (IC), ອົງປະກອບຕົວຕັ້ງຕົວຕີແມ່ນປົກກະຕິແລ້ວ. ພາຍນອກ, ບໍ່ວ່າຈະອະນຸຍາດໃຫ້ວົງຈອນທີ່ກໍາຫນົດເອງ, ຫຼືເນື່ອງຈາກວ່າ inductance ແລະ capacitance ທີ່ຕ້ອງການມີຂະຫນາດໃຫຍ່ເກີນໄປທີ່ຈະປະຕິບັດໃນຊິລິໂຄນ.
ເມື່ອປຽບທຽບກັບເທກໂນໂລຍີການຜະລິດທີ່ໃຊ້ PCB ແບບດັ້ງເດີມ, ການຜະລິດອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກແລະວົງຈອນໂດຍຜ່ານຂະບວນການພິມເພີ່ມເຕີມມີຂໍ້ດີຫຼາຍໃນແງ່ຂອງຄວາມງ່າຍດາຍແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ. ທໍາອິດ, ເນື່ອງຈາກວ່າອົງປະກອບຂອງວົງຈອນຕ້ອງການວັດສະດຸດຽວກັນ, ເຊັ່ນ: ໂລຫະສໍາລັບການຕິດຕໍ່. ແລະການເຊື່ອມຕໍ່ກັນ, ການພິມອະນຸຍາດໃຫ້ອົງປະກອບຫຼາຍທີ່ຈະຜະລິດໃນເວລາດຽວກັນ, ມີຂັ້ນຕອນການປຸງແຕ່ງຂ້ອນຂ້າງຫນ້ອຍແລະແຫຼ່ງຫນ້ອຍຂອງວັດສະດຸ15. ການນໍາໃຊ້ຂະບວນການເພີ່ມເຕີມເພື່ອທົດແທນຂະບວນການລົບເຊັ່ນ photolithography ແລະ etching ເພີ່ມເຕີມຫຼຸດຜ່ອນຄວາມສັບສົນຂະບວນການແລະສິ່ງເສດເຫຼືອຂອງວັດສະດຸ16, 17, 18, ແລະ 19. ນອກຈາກນັ້ນ, ອຸນຫະພູມຕ່ໍາທີ່ນໍາໃຊ້ໃນການພິມແມ່ນເຫມາະສົມກັບ substrates ຢາງທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນແລະລາຄາບໍ່ແພງ, ອະນຸຍາດໃຫ້ນໍາໃຊ້ຂະບວນການຜະລິດມ້ວນທີ່ມີຄວາມໄວສູງເພື່ອກວມເອົາອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກ 16, 20 ໃນໄລຍະຂະຫນາດໃຫຍ່. ສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ ທີ່ບໍ່ສາມາດຮັບຮູ້ໄດ້ຢ່າງເຕັມສ່ວນກັບອົງປະກອບພິມ, ວິທີການປະສົມໄດ້ຖືກພັດທະນາໃນທີ່ອົງປະກອບຂອງເຕັກໂນໂລຊີ mount ພື້ນຜິວ (SMT) ແມ່ນເຊື່ອມຕໍ່ກັບ substrates ທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ 21, 22, 23 ຖັດຈາກອົງປະກອບພິມຢູ່ໃນອຸນຫະພູມຕ່ໍາ. ໃນວິທີການປະສົມນີ້, ມັນຍັງຄົງຢູ່. ມີຄວາມຈໍາເປັນເພື່ອທົດແທນອົງປະກອບ SMT ຫຼາຍເທົ່າທີ່ເປັນໄປໄດ້ກັບຄູ່ຮ່ວມງານທີ່ພິມອອກເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຜົນປະໂຫຍດຂອງຂະບວນການເພີ່ມເຕີມແລະເພີ່ມຄວາມຍືດຫຍຸ່ນໂດຍລວມຂອງວົງຈອນ. ເພື່ອຮັບຮູ້ເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ, ພວກເຮົາໄດ້ສະເຫນີການປະສົມປະສານຂອງອົງປະກອບທີ່ໃຊ້ໃນ SMT ແລະຕົວຕັ້ງຕົວຕີພິມຫນ້າຈໍ. ອົງປະກອບ, ໂດຍເນັ້ນຫນັກເປັນພິເສດກ່ຽວກັບການປ່ຽນ inductors SMT ຂະຫນາດໃຫຍ່ທີ່ມີ inductors ກ້ຽວວຽນ planar. ໃນບັນດາເຕັກໂນໂລຢີຕ່າງໆສໍາລັບການຜະລິດເຄື່ອງພິມເອເລັກໂຕຣນິກ, ການພິມຫນ້າຈໍແມ່ນເຫມາະສົມໂດຍສະເພາະສໍາລັບອົງປະກອບ passive ເນື່ອງຈາກຄວາມຫນາຂອງຮູບເງົາຂະຫນາດໃຫຍ່ (ຊຶ່ງເປັນສິ່ງຈໍາເປັນເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ານທານຊຸດຂອງລັກສະນະໂລຫະ. ) ແລະ​ຄວາມ​ໄວ​ການ​ພິມ​ສູງ​, ເຖິງ​ແມ່ນ​ວ່າ​ໃນ​ເວ​ລາ​ທີ່​ກວມ​ເອົາ​ພື້ນ​ທີ່​ໃນ​ລະ​ດັບ​ຊັງ​ຕີ​ແມັດ​ດຽວ​ກັນ​ແມ່ນ​ເປັນ​ຄວາມ​ຈິງ​ໃນ times.Material 24​.
ການສູນເສຍອົງປະກອບຕົວຕັ້ງຕົວຕີຂອງອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານຕ້ອງໄດ້ຮັບການຫຼຸດຜ່ອນ, ເນື່ອງຈາກວ່າປະສິດທິພາບຂອງວົງຈອນໂດຍກົງຜົນກະທົບຕໍ່ຈໍານວນຂອງພະລັງງານທີ່ຈໍາເປັນເພື່ອພະລັງງານຂອງລະບົບ. ນີ້ແມ່ນສິ່ງທ້າທາຍໂດຍສະເພາະສໍາລັບ inductors ພິມປະກອບດ້ວຍ coils ຍາວ, ດັ່ງນັ້ນຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ກັບຊຸດສູງ. ຄວາມຕ້ານທານ. ດັ່ງນັ້ນ, ເຖິງແມ່ນວ່າຄວາມພະຍາຍາມຈໍານວນຫນຶ່ງໄດ້ຖືກເຮັດໃຫ້ການຕໍ່ຕ້ານ 25, 26, 27, 28 ຂອງ coils ພິມ, ຍັງມີການຂາດອົງປະກອບ passive ພິມປະສິດທິພາບສູງສໍາລັບອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານ. ມາຮອດປະຈຸບັນ, ຈໍານວນຫຼາຍລາຍງານ passive ພິມ. ອົງປະກອບກ່ຽວກັບ substrates ທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນໄດ້ຖືກອອກແບບເພື່ອດໍາເນີນການໃນວົງຈອນ resonant ສໍາລັບການກໍານົດຄວາມຖີ່ວິທະຍຸ (RFID) ຫຼືຈຸດປະສົງການຂຸດຄົ້ນພະລັງງານ 10, 12, 25, 27, 28, 29, 30, 31.Others ສຸມໃສ່ການພັດທະນາວັດສະດຸຫຼືຂະບວນການຜະລິດແລະສະແດງໃຫ້ເຫັນອົງປະກອບທົ່ວໄປ. 26, 32, 33, 34 ທີ່ບໍ່ຖືກປັບໃຫ້ເໝາະສົມສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກສະເພາະ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ວົງຈອນເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານເຊັ່ນ: ເຄື່ອງຄວບຄຸມແຮງດັນມັກຈະໃຊ້ອົງປະກອບຂະຫນາດໃຫຍ່ກວ່າອຸປະກອນຕົວຕັ້ງຕົວຕີພິມແບບປົກກະຕິແລະບໍ່ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີສຽງສະທ້ອນ, ດັ່ງນັ້ນການອອກແບບອົງປະກອບທີ່ແຕກຕ່າງກັນແມ່ນຕ້ອງການ.
ໃນທີ່ນີ້, ພວກເຮົາແນະນໍາການອອກແບບແລະການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງ inductors ພິມຫນ້າຈໍໃນຂອບເຂດ μH ເພື່ອບັນລຸຄວາມຕ້ານທານຊຸດນ້ອຍທີ່ສຸດແລະປະສິດທິພາບສູງໃນຄວາມຖີ່ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບພະລັງງານໄຟຟ້າ. ຈໍພິມ inductors, capacitors, ແລະ resistors ທີ່ມີຄ່າອົງປະກອບຕ່າງໆແມ່ນຜະລິດ. ຢູ່ເທິງແຜ່ນຮອງຢາງທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ. ຄວາມເໝາະສົມຂອງອົງປະກອບເຫຼົ່ານີ້ສໍາລັບຜະລິດຕະພັນເອເລັກໂທຣນິກທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນໄດ້ຖືກສະແດງໃຫ້ເຫັນຄັ້ງທໍາອິດໃນວົງຈອນ RLC ແບບງ່າຍດາຍ. ຕົວ inductor ແລະຕົວຕ້ານທານທີ່ພິມອອກຫຼັງຈາກນັ້ນໄດ້ຖືກປະສົມປະສານກັບ IC ເພື່ອສ້າງເປັນ regulator. ສຸດທ້າຍ, ເປັນ diode ປ່ອຍແສງອິນຊີ (OLED. ) ແລະຫມໍ້ໄຟ lithium-ion ທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນໄດ້ຖືກຜະລິດ, ແລະເຄື່ອງຄວບຄຸມແຮງດັນແມ່ນຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອພະລັງງານ OLED ຈາກຫມໍ້ໄຟ.
ເພື່ອອອກແບບ inductors ພິມສໍາລັບເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານ, ພວກເຮົາທໍາອິດຄາດຄະເນການຕໍ່ຕ້ານ inductance ແລະການຕໍ່ຕ້ານ DC ຂອງຊຸດເລຂາຄະນິດ inductor ໂດຍອີງໃສ່ຮູບແບບແຜ່ນປະຈຸບັນສະເຫນີໃນ Mohan et al. 35, ແລະ fabricated inductors ຂອງເລຂາຄະນິດທີ່ແຕກຕ່າງກັນເພື່ອຢືນຢັນຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງ model. ໃນການເຮັດວຽກນີ້, ຮູບຮ່າງວົງໄດ້ຖືກເລືອກສໍາລັບ inductor ເນື່ອງຈາກວ່າ inductance ສູງກວ່າ 36 ສາມາດບັນລຸໄດ້ດ້ວຍຄວາມຕ້ານທານຕ່ໍາເມື່ອທຽບກັບເລຂາຄະນິດ polygonal. ອິດທິພົນຂອງຫມຶກ. ປະເພດແລະຈໍານວນຂອງວົງຈອນການພິມກ່ຽວກັບການຕໍ່ຕ້ານແມ່ນຖືກກໍານົດ. ຜົນໄດ້ຮັບເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ກັບຕົວແບບ ammeter ເພື່ອອອກແບບ inductors 4.7 μH ແລະ 7.8 μH optimized ສໍາລັບການຕໍ່ຕ້ານ DC ຕໍາ່ສຸດທີ່.
ຄວາມຕ້ານທານຂອງ inductance ແລະຄວາມຕ້ານທານ DC ຂອງ inductors ກ້ຽວວຽນສາມາດໄດ້ຮັບການອະທິບາຍໂດຍຕົວກໍານົດການຫຼາຍ: ເສັ້ນຜ່າກາງນອກ do, turn width w ແລະ spacing s, ຈໍານວນຂອງ turns n, ແລະຄວາມຕ້ານທານແຜ່ນ conductor Rsheet. ຮູບ 1a ສະແດງຮູບພາບຂອງ inductor ວົງພິມໄຫມຫນ້າຈໍ. ກັບ n = 12, ສະແດງໃຫ້ເຫັນພາລາມິເຕີ geometric ທີ່ກໍານົດ inductance ຂອງມັນ. ອີງຕາມຕົວແບບ ammeter ຂອງ Mohan et al. 35, inductance ແມ່ນຄິດໄລ່ສໍາລັບຊຸດຂອງເລຂາຄະນິດ inductor, ບ່ອນທີ່
(a) ຮູບຂອງ inductor ພິມຫນ້າຈໍສະແດງ geometric parameters.ເສັ້ນຜ່າສູນກາງແມ່ນ 3 cm.Inductance (b) ແລະຄວາມຕ້ານທານ DC (c) ຂອງ inductor geometries ຕ່າງໆ.ສາຍແລະເຄື່ອງຫມາຍກົງກັນກັບຄ່າການຄິດໄລ່ແລະການວັດແທກ, ຕາມລໍາດັບ. (d,e) ຄວາມຕ້ານທານ DC ຂອງ inductors L1 ແລະ L2 ແມ່ນພິມຫນ້າຈໍດ້ວຍຫມຶກເງິນ Dupont 5028 ແລະ 5064H, ຕາມລໍາດັບ.(f,g) SEM micrographs ຂອງຫນ້າຈໍຮູບເງົາທີ່ພິມໂດຍ Dupont 5028 ແລະ 5064H, ຕາມລໍາດັບ.
ໃນຄວາມຖີ່ສູງ, ຜົນກະທົບຂອງຜິວຫນັງແລະ capacitance ຂອງແມ່ກາຝາກຈະມີການປ່ຽນແປງຄວາມຕ້ານທານແລະ inductance ຂອງ inductor ຕາມຄ່າ DC ຂອງຕົນ. The inductor ຄາດວ່າຈະເຮັດວຽກຢູ່ໃນຄວາມຖີ່ຕ່ໍາພຽງພໍທີ່ຜົນກະທົບເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນມີຫນ້ອຍ, ແລະອຸປະກອນປະຕິບັດຕົວເປັນ inductance ຄົງທີ່. ດ້ວຍຄວາມຕ້ານທານຄົງທີ່ໃນ series. ດັ່ງນັ້ນ, ໃນວຽກງານນີ້, ພວກເຮົາໄດ້ວິເຄາະຄວາມສໍາພັນລະຫວ່າງພາລາມິເຕີ geometric, inductance, ແລະຄວາມຕ້ານທານ DC, ແລະນໍາໃຊ້ຜົນໄດ້ຮັບເພື່ອໃຫ້ໄດ້ inductance ທີ່ມີຄ່າຕ້ານ DC ຂະຫນາດນ້ອຍສຸດ.
Inductance ແລະຄວາມຕ້ານທານແມ່ນຄິດໄລ່ສໍາລັບຊຸດຂອງພາລາມິເຕີເລຂາຄະນິດທີ່ສາມາດຮັບຮູ້ໄດ້ໂດຍການພິມຫນ້າຈໍ, ແລະຄາດວ່າ inductance ໃນຊ່ວງ μH ຈະຖືກສ້າງຂື້ນ. ເສັ້ນຜ່າກາງນອກຂອງ 3 ແລະ 5 cm, ຄວາມກວ້າງຂອງເສັ້ນແມ່ນ 500 ແລະ 1000 microns. , ແລະການຫັນຕ່າງໆໄດ້ຖືກປຽບທຽບ. ໃນການຄິດໄລ່, ມັນສົມມຸດວ່າຄວາມຕ້ານທານຂອງແຜ່ນແມ່ນ 47 mΩ / □, ເຊິ່ງກົງກັບ 7 μmຫນາ Dupont 5028 ເງິນ microflake ຊັ້ນ conductor ພິມດ້ວຍຫນ້າຈໍ 400 mesh ແລະການຕັ້ງຄ່າ w = s.The. ຄິດໄລ່ຄ່າ inductance ແລະຄວາມຕ້ານທານແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 1b ແລະ c, ຕາມລໍາດັບ. ຮູບແບບຄາດຄະເນວ່າທັງສອງ inductance ແລະຄວາມຕ້ານທານເພີ່ມຂຶ້ນຍ້ອນວ່າເສັ້ນຜ່າກາງນອກແລະຈໍານວນຂອງ turns ເພີ່ມຂຶ້ນ, ຫຼືເປັນຄວາມກວ້າງຂອງເສັ້ນຫຼຸດລົງ.
ເພື່ອປະເມີນຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການຄາດຄະເນແບບຈໍາລອງ, inductors ຂອງເລຂາຄະນິດຕ່າງໆແລະ inductances ໄດ້ຖືກ fabricated ເທິງ substrate polyethylene terephthalate (PET). ຄ່າ inductance ແລະການຕໍ່ຕ້ານການວັດແທກໄດ້ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 1b ແລະ c. ເຖິງແມ່ນວ່າຄວາມຕ້ານທານໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນບາງ deviation ຈາກ. ມູນຄ່າທີ່ຄາດໄວ້, ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຍ້ອນການປ່ຽນແປງໃນຄວາມຫນາແລະຄວາມເປັນເອກະພາບຂອງຫມຶກເງິນຝາກ, inductance ສະແດງໃຫ້ເຫັນການຕົກລົງທີ່ດີຫຼາຍກັບຕົວແບບ.
ຜົນໄດ້ຮັບເຫຼົ່ານີ້ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອອອກແບບ inductor ທີ່ມີ inductance ທີ່ຕ້ອງການແລະຄວາມຕ້ານທານ DC ຕ່ໍາສຸດ. ຕົວຢ່າງ, ສົມມຸດວ່າ inductance 2 μHແມ່ນຕ້ອງການ. ຮູບ 1b ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ inductance ນີ້ສາມາດຮັບຮູ້ໄດ້ດ້ວຍເສັ້ນຜ່າກາງນອກ 3 ຊມ, ຄວາມກວ້າງຂອງເສັ້ນ. ຂອງ 500 μm, ແລະ 10 turns. Inductance ດຽວກັນຍັງສາມາດຜະລິດໄດ້ໂດຍໃຊ້ເສັ້ນຜ່າກາງນອກ 5 ຊຕມ, ຄວາມກວ້າງຂອງເສັ້ນ 500 μmແລະ 5 turns ຫຼື 1000 μm width line ແລະ 7 turns (ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ).ການປຽບທຽບຄວາມຕ້ານທານຂອງສາມເຫຼົ່ານີ້. ເລຂາຄະນິດທີ່ເປັນໄປໄດ້ໃນຮູບ 1c, ມັນສາມາດພົບເຫັນວ່າຄວາມຕ້ານທານຕ່ໍາສຸດຂອງ inductor 5 cm ທີ່ມີຄວາມກວ້າງຂອງເສັ້ນຂອງ 1000 μmແມ່ນ 34 Ω, ເຊິ່ງແມ່ນປະມານ 40% ຕ່ໍາກວ່າສອງອື່ນໆ. ຂະບວນການອອກແບບທົ່ວໄປເພື່ອບັນລຸ inductance ທີ່ກໍານົດໄວ້. ດ້ວຍຄວາມຕ້ານທານຕໍ່າສຸດແມ່ນສະຫຼຸບໄດ້ດັ່ງນີ້: ກ່ອນອື່ນ, ເລືອກເສັ້ນຜ່າສູນກາງຊັ້ນນອກສູງສຸດທີ່ອະນຸຍາດຕາມຂໍ້ຈໍາກັດຊ່ອງທີ່ກໍານົດໂດຍຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຄວາມກວ້າງຂອງເສັ້ນຄວນຈະໃຫຍ່ເທົ່າທີ່ເປັນໄປໄດ້ໃນຂະນະທີ່ຍັງບັນລຸໄດ້ inductance ທີ່ຕ້ອງການເພື່ອໃຫ້ໄດ້ອັດຕາການຕື່ມຂໍ້ມູນສູງ. (ສົມຜົນ (3)).
ໂດຍການເພີ່ມຄວາມຫນາຫຼືນໍາໃຊ້ວັດສະດຸທີ່ມີ conductivity ສູງຂຶ້ນເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ານທານຂອງແຜ່ນຂອງແຜ່ນໂລຫະ, ຄວາມຕ້ານທານ DC ສາມາດຫຼຸດລົງຕື່ມອີກໂດຍບໍ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ inductance. ສອງ inductors, ເຊິ່ງຕົວກໍານົດການເລຂາຄະນິດແມ່ນໃຫ້ຢູ່ໃນຕາຕະລາງ 1, ເອີ້ນວ່າ L1 ແລະ L2, ຖືກຜະລິດດ້ວຍຈໍານວນການເຄືອບທີ່ແຕກຕ່າງກັນເພື່ອປະເມີນການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມຕ້ານທານ. ເມື່ອຈໍານວນຂອງການເຄືອບຫມຶກເພີ່ມຂຶ້ນ, ຄວາມຕ້ານທານຫຼຸດລົງຕາມອັດຕາສ່ວນຕາມທີ່ຄາດໄວ້, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 1d ແລະ e, ເຊິ່ງແມ່ນ inductors L1 ແລະ L2, ຕາມລໍາດັບ. ຮູບ 1d ແລະ e. ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າໂດຍການໃຊ້ການເຄືອບ 6 ຊັ້ນ, ຄວາມຕ້ານທານສາມາດຫຼຸດລົງເຖິງ 6 ເທົ່າ, ແລະການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ານທານສູງສຸດ (50-65%) ເກີດຂື້ນລະຫວ່າງຊັ້ນ 1 ແລະຊັ້ນ 2. ເນື່ອງຈາກຫມຶກແຕ່ລະຊັ້ນແມ່ນຂ້ອນຂ້າງບາງ, a ຫນ້າຈໍທີ່ມີຂະຫນາດຕາຂ່າຍໄຟຟ້າຂ້ອນຂ້າງນ້ອຍ (400 ເສັ້ນຕໍ່ນິ້ວ) ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອພິມ inductors ເຫຼົ່ານີ້, ເຊິ່ງຊ່ວຍໃຫ້ພວກເຮົາສຶກສາຜົນກະທົບຂອງຄວາມຫນາຂອງ conductor ຕໍ່ກັບຄວາມຕ້ານທານໄດ້. ຕາບໃດທີ່ລັກສະນະຮູບແບບຍັງຄົງມີຂະຫນາດໃຫຍ່ກ່ວາຄວາມລະອຽດຕ່ໍາສຸດຂອງຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ, a ຄວາມຫນາທີ່ຄ້າຍຄືກັນ (ແລະຄວາມຕ້ານທານ) ສາມາດບັນລຸໄດ້ໄວຂຶ້ນໂດຍການພິມຈໍານວນຂະຫນາດນ້ອຍຂອງເຄື່ອງເຄືອບທີ່ມີຂະຫນາດຕາຂ່າຍໄຟຟ້າຂະຫນາດໃຫຍ່. ວິທີການນີ້ສາມາດນໍາໃຊ້ເພື່ອບັນລຸຄວາມຕ້ານທານ DC ດຽວກັນກັບ inductor 6-coated ປຶກສາຫາລືຢູ່ທີ່ນີ້, ແຕ່ມີຄວາມໄວການຜະລິດທີ່ສູງຂຶ້ນ.
ຕົວເລກ 1d ແລະ e ຍັງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າໂດຍການນໍາໃຊ້ຫມຶກ flake ເງິນທີ່ມີ conductive ຫຼາຍ DuPont 5064H, ຄວາມຕ້ານທານຫຼຸດລົງໂດຍປັດໄຈສອງ.From SEM micrographs ຂອງຮູບເງົາທີ່ພິມດ້ວຍຫມຶກສອງ (ຮູບ 1f, g), ມັນສາມາດເປັນ. ເຫັນວ່າການນໍາທາງຕ່ໍາຂອງຫມຶກ 5028 ແມ່ນຍ້ອນຂະຫນາດຂອງອະນຸພາກທີ່ນ້ອຍກວ່າແລະມີຊ່ອງຫວ່າງຫຼາຍລະຫວ່າງອະນຸພາກໃນຮູບເງົາທີ່ພິມ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, 5064H ມີ flakes ໃຫຍ່ກວ່າ, ຈັດລຽງໃກ້ຊິດ, ເຮັດໃຫ້ມັນເຮັດຕົວໃກ້ຊິດກັບຫຼາຍ. silver.ເຖິງແມ່ນວ່າຮູບເງົາທີ່ຜະລິດໂດຍຫມຶກນີ້ແມ່ນບາງກວ່າຫມຶກ 5028, ມີຊັ້ນດຽວຂອງ 4 μmແລະ 6 ຊັ້ນຂອງ 22 μm, ການເພີ່ມຂື້ນຂອງການນໍາແມ່ນພຽງພໍທີ່ຈະຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ານທານໂດຍລວມ.
ສຸດທ້າຍ, ເຖິງແມ່ນວ່າ inductance (ສົມຜົນ (1)) ຂຶ້ນກັບຈໍານວນຂອງການຫັນ (w + s), ການຕໍ່ຕ້ານ (ສົມຜົນ (5)) ຂຶ້ນກັບພຽງແຕ່ຄວາມກວ້າງຂອງເສັ້ນ w. ເພາະສະນັ້ນ, ໂດຍການເພີ່ມຂຶ້ນ w ທຽບກັບ s, ຄວາມຕ້ານທານ. ສາມາດຫຼຸດລົງໄດ້.The ສອງ inductors ເພີ່ມເຕີມ L3 ແລະ L4 ຖືກອອກແບບມາເພື່ອໃຫ້ມີ w = 2s ແລະເສັ້ນຜ່າກາງນອກຂະຫນາດໃຫຍ່, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຕາຕະລາງ 1.Inductors ເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນຜະລິດດ້ວຍ 6 ຊັ້ນຂອງການເຄືອບ DuPont 5064H, ດັ່ງທີ່ສະແດງກ່ອນຫນ້ານີ້, ເພື່ອສະຫນອງການ. ປະສິດທິພາບສູງສຸດ. The inductance ຂອງ L3 ແມ່ນ 4.720 ± 0.002 μH ແລະຄວາມຕ້ານທານແມ່ນ 4.9 ± 0.1 Ω, ໃນຂະນະທີ່ inductance ຂອງ L4 ແມ່ນ 7.839 ± 0.005 μH ແລະ 6.9 ± 0.1 Ω, ເຊິ່ງຢູ່ໃນສັນຍາທີ່ດີກັບການຄາດຄະເນຂອງຕົວແບບ. ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງຄວາມຫນາ, ການນໍາ, ແລະ w / s, ນີ້ຫມາຍຄວາມວ່າອັດຕາສ່ວນ L / R ໄດ້ເພີ່ມຂຶ້ນຫຼາຍກ່ວາຄໍາສັ່ງຂອງຂະຫນາດທຽບກັບມູນຄ່າໃນຮູບ 1.
ເຖິງແມ່ນວ່າຄວາມຕ້ານທານ DC ຕ່ໍາແມ່ນດີ, ການປະເມີນຄວາມເຫມາະສົມຂອງ inductors ສໍາລັບອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານທີ່ດໍາເນີນການໃນຂອບເຂດ kHz-MHz ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີລັກສະນະທີ່ຄວາມຖີ່ AC. ຮູບ 2a ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມຖີ່ຂອງການເພິ່ງພາອາໄສຂອງຄວາມຕ້ານທານແລະ reactance ຂອງ L3 ແລະ L4. ສໍາລັບຄວາມຖີ່ຕ່ໍາກວ່າ 10 MHz. , ຄວາມຕ້ານທານຄົງທີ່ປະມານຢູ່ທີ່ຄ່າ DC ຂອງມັນ, ໃນຂະນະທີ່ reactance ເພີ່ມຂຶ້ນຕາມເສັ້ນດ້ວຍຄວາມຖີ່, ຊຶ່ງຫມາຍຄວາມວ່າ inductance ແມ່ນຄົງທີ່ຕາມທີ່ຄາດໄວ້. ຄວາມຖີ່ resonant ຕົນເອງໄດ້ຖືກກໍານົດເປັນຄວາມຖີ່ທີ່ impedance ມີການປ່ຽນແປງຈາກ inductive ກັບ capacitive, ກັບ. L3 ເປັນ 35.6 ± 0.3 MHz ແລະ L4 ເປັນ 24.3 ± 0.6 MHz. ຄວາມຖີ່ຂອງປັດໄຈຄຸນນະພາບ Q (ເທົ່າກັບ ωL/R) ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 2b.L3 ແລະ L4 ບັນລຸປັດໄຈຄຸນນະພາບສູງສຸດຂອງ 35 ± 1 ແລະ 33 ± 1 ໃນຄວາມຖີ່ຂອງ 11 ແລະ 16 MHz, ຕາມລໍາດັບ. inductance ຂອງຈໍານວນຫນ້ອຍ μH ແລະຂ້ອນຂ້າງສູງ Q ຢູ່ຄວາມຖີ່ MHz ເຮັດໃຫ້ inductors ເຫຼົ່ານີ້ພຽງພໍເພື່ອທົດແທນ inductors ພື້ນຜິວພື້ນເມືອງໃນແປງ DC-DC ພະລັງງານຕ່ໍາ.
ຄວາມຕ້ານທານທີ່ວັດແທກ R ແລະ reactance X (a) ແລະປັດໄຈທີ່ມີຄຸນນະພາບ Q (b) ຂອງ inductors L3 ແລະ L4 ແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບຄວາມຖີ່.
ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຮອຍຕີນທີ່ຕ້ອງການສໍາລັບ capacitance ທີ່ກໍານົດໄວ້, ມັນດີທີ່ສຸດທີ່ຈະໃຊ້ເທກໂນໂລຍີ capacitor ທີ່ມີ capacitance ສະເພາະຂະຫນາດໃຫຍ່, ເຊິ່ງເທົ່າກັບຄ່າຄົງທີ່ dielectric εແບ່ງໂດຍຄວາມຫນາຂອງ dielectric. ໃນການເຮັດວຽກນີ້, ພວກເຮົາເລືອກ barium titanate composite. ເປັນ dielectric ເນື່ອງຈາກວ່າມັນມີ epsilon ສູງກວ່າ dielectrics ອິນຊີທີ່ປຸງແຕ່ງດ້ວຍການແກ້ໄຂອື່ນໆ. ຊັ້ນ dielectric ແມ່ນພິມຫນ້າຈໍລະຫວ່າງສອງຕົວນໍາເງິນເພື່ອສ້າງເປັນໂຄງສ້າງໂລຫະ dielectric-metal. ຕົວເກັບປະຈຸທີ່ມີຂະຫນາດຕ່າງໆໃນຊັງຕີແມັດ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 3a. , ແມ່ນຜະລິດໂດຍໃຊ້ສອງຫຼືສາມຊັ້ນຂອງຫມຶກ dielectric ເພື່ອຮັກສາຜົນຜະລິດທີ່ດີ. ຮູບ 3b ສະແດງໃຫ້ເຫັນ micrograph SEM ພາກກາງຂອງ capacitor ຕົວແທນທີ່ເຮັດດ້ວຍສອງຊັ້ນຂອງ dielectric, ມີຄວາມຫນາ dielectric ທັງຫມົດຂອງ 21 μm. electrodes ເທິງແລະລຸ່ມ. ເປັນຊັ້ນດຽວແລະຫົກຊັ້ນ 5064H ຕາມລໍາດັບ. ອະນຸພາກ barium titanate ຂະຫນາດໄມໂຄຣຈະເຫັນໄດ້ໃນຮູບພາບ SEM ເນື່ອງຈາກວ່າພື້ນທີ່ສົດໃສແມ່ນອ້ອມຮອບໄປດ້ວຍ binder ອິນຊີຊ້ໍາ. ຫມຶກ dielectric ປຽກ electrode ລຸ່ມໄດ້ດີແລະປະກອບເປັນການໂຕ້ຕອບທີ່ຊັດເຈນກັບ. ຟິມໂລຫະທີ່ພິມອອກ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຕົວຢ່າງທີ່ມີການຂະຫຍາຍທີ່ສູງຂຶ້ນ.
(a) ຮູບຂອງຕົວເກັບປະຈຸທີ່ມີຫ້າພື້ນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.(b) ໄມໂຄຣກ SEM ທາງຕັດຂອງຕົວເກັບປະຈຸທີ່ມີສອງຊັ້ນຂອງ dielectric, ສະແດງໃຫ້ເຫັນ barium titanate dielectric ແລະ electrodes ເງິນ.(c) ຄວາມຈຸຂອງ capacitors ກັບ 2 ແລະ 3 barium titanate. ຊັ້ນ dielectric ແລະພື້ນທີ່ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ວັດແທກຢູ່ທີ່ 1 MHz.(d) ຄວາມສໍາພັນລະຫວ່າງ capacitance, ESR, ແລະປັດໄຈການສູນເສຍຂອງ capacitor 2.25 cm2 ກັບ 2 ຊັ້ນຂອງ dielectric ເຄືອບແລະຄວາມຖີ່.
capacitance ແມ່ນອັດຕາສ່ວນກັບພື້ນທີ່ທີ່ຄາດໄວ້. ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 3c, ຄວາມຈຸສະເພາະຂອງ dielectric ສອງຊັ້ນແມ່ນ 0.53 nF / cm2, ແລະຄວາມຈຸສະເພາະຂອງ dielectric ສາມຊັ້ນແມ່ນ 0.33 nF / cm2. ຄ່າເຫຼົ່ານີ້ເທົ່າກັບຄ່າຄົງທີ່ຂອງ dielectric ຂອງ 13.The. capacitance ແລະ dissipation factor (DF) ຍັງຖືກວັດແທກໃນຄວາມຖີ່ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 3d, ສໍາລັບ capacitor 2.25 cm2 ທີ່ມີສອງຊັ້ນຂອງ dielectric. ພວກເຮົາພົບວ່າ capacitance ຂ້ອນຂ້າງຮາບພຽງຢູ່ໃນຂອບເຂດຄວາມຖີ່ຂອງຄວາມສົນໃຈ, ເພີ່ມຂຶ້ນ 20%. ຈາກ 1 ຫາ 10 MHz, ໃນຂະນະທີ່ຢູ່ໃນລະດັບດຽວກັນ, DF ເພີ່ມຂຶ້ນຈາກ 0.013 ຫາ 0.023. ເນື່ອງຈາກປັດໄຈການກະຈາຍແມ່ນອັດຕາສ່ວນຂອງການສູນເສຍພະລັງງານຕໍ່ພະລັງງານທີ່ເກັບໄວ້ໃນແຕ່ລະຮອບ AC, DF ຂອງ 0.02 ຫມາຍຄວາມວ່າ 2% ຂອງພະລັງງານທີ່ຖືກຈັດການ. ໂດຍ capacitor ໄດ້ຖືກບໍລິໂພກ. ການສູນເສຍນີ້ມັກຈະສະແດງອອກເປັນຄວາມຖີ່ຂອງການຕໍ່ຕ້ານຊຸດທຽບເທົ່າທີ່ຂຶ້ນກັບຄວາມຖີ່ (ESR) ໃນຊຸດກັບຕົວເກັບປະຈຸ, ເຊິ່ງເທົ່າກັບ DF/ωC. ດັ່ງທີ່ສະແດງໃນຮູບ 3d, ສໍາລັບຄວາມຖີ່ຫຼາຍກ່ວາ 1 MHz, ESR. ແມ່ນຕ່ໍາກວ່າ 1.5 Ω, ແລະສໍາລັບຄວາມຖີ່ທີ່ສູງກວ່າ 4 MHz, ESR ຕ່ໍາກວ່າ 0.5 Ω.ເຖິງແມ່ນວ່າການນໍາໃຊ້ເຕັກໂນໂລຢີຕົວເກັບປະຈຸນີ້, ຕົວເກັບປະຈຸລະດັບμFທີ່ຕ້ອງການສໍາລັບເຄື່ອງແປງ DC-DC ຕ້ອງການພື້ນທີ່ຂະຫນາດໃຫຍ່ຫຼາຍ, ແຕ່ 100 pF-nF. ຊ່ວງ capacitance ແລະການສູນເສຍຕ່ໍາຂອງ capacitors ເຫຼົ່ານີ້ເຮັດໃຫ້ພວກເຂົາເຫມາະສົມສໍາລັບການນໍາໃຊ້ອື່ນໆ, ເຊັ່ນ: ການກັ່ນຕອງແລະວົງຈອນ resonant .ວິທີການຕ່າງໆສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເພີ່ມ capacitance.A ຄົງທີ່ dielectric ສູງຂຶ້ນເພີ່ມ capacitance ສະເພາະ 37; ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ນີ້ສາມາດບັນລຸໄດ້ໂດຍການເພີ່ມຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງອະນຸພາກ barium titanate ໃນຫມຶກ. A ຄວາມຫນາ dielectric ຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າສາມາດນໍາໃຊ້ໄດ້, ເຖິງແມ່ນວ່ານີ້ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີ electrode ລຸ່ມທີ່ມີຄວາມ roughness ຕ່ໍາກວ່າ flake ເງິນພິມຫນ້າຈໍໄດ້. ບາງໆ, capacitor roughness ຕ່ໍາ. ຊັ້ນສາມາດຖືກຝາກໄວ້ໂດຍການພິມ inkjet 31 ຫຼື gravure 10, ເຊິ່ງສາມາດຖືກລວມເຂົ້າກັບຂະບວນການພິມຫນ້າຈໍ. ສຸດທ້າຍ, ຫຼາຍຊັ້ນສະຫຼັບຂອງໂລຫະແລະ dielectric ສາມາດ stacked ແລະພິມແລະເຊື່ອມຕໍ່ໃນຂະຫນານ, ດັ່ງນັ້ນການເພີ່ມ capacitance 34 ຕໍ່ພື້ນທີ່ຫນ່ວຍ. .
ເຄື່ອງແບ່ງແຮງດັນທີ່ປະກອບດ້ວຍຄູ່ຂອງຕົວຕ້ານທານແມ່ນປົກກະຕິແລ້ວໃຊ້ເພື່ອປະຕິບັດການວັດແທກແຮງດັນທີ່ຕ້ອງການສໍາລັບການຄວບຄຸມການຕອບໂຕ້ຂອງເຄື່ອງຄວບຄຸມແຮງດັນ. ສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກປະເພດນີ້, ຄວາມຕ້ານທານຂອງຕົວຕ້ານທານທີ່ພິມອອກຄວນຈະຢູ່ໃນຂອບເຂດ kΩ-MΩ, ແລະຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງ ອຸປະກອນມີຂະຫນາດນ້ອຍ. ໃນທີ່ນີ້, ມັນພົບວ່າຄວາມຕ້ານທານຂອງແຜ່ນຂອງຫມຶກກາກບອນພິມຫນ້າຈໍຊັ້ນດຽວແມ່ນ 900 Ω/□. ຂໍ້ມູນນີ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອອອກແບບຕົວຕ້ານທານສອງເສັ້ນ (R1 ແລະ R2) ແລະຕົວຕ້ານທານ serpentine (R3. ) ມີການຕໍ່ຕ້ານນາມຂອງ 10 kΩ, 100 kΩ, ແລະ 1.5 MΩ.ຄວາມຕ້ານທານລະຫວ່າງຄ່ານາມແມ່ນບັນລຸໄດ້ໂດຍການພິມສອງຫຼືສາມຊັ້ນຂອງຫມຶກ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 4, ແລະຮູບພາບຂອງສາມ resists.Make 8-. 12 ຕົວຢ່າງຂອງແຕ່ລະປະເພດ; ໃນທຸກກໍລະນີ, ມາດຕະຖານ deviation ຂອງຄວາມຕ້ານທານແມ່ນ 10% ຫຼືຫນ້ອຍ. ການປ່ຽນແປງຄວາມຕ້ານທານຂອງຕົວຢ່າງທີ່ມີສອງຫຼືສາມຊັ້ນຂອງການເຄືອບມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະມີຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າຂອງຕົວຢ່າງທີ່ມີຫນຶ່ງຊັ້ນຂອງເຄືອບ. ການປ່ຽນແປງຂະຫນາດນ້ອຍຂອງການຕໍ່ຕ້ານການວັດແທກ. ແລະຂໍ້ຕົກລົງທີ່ໃກ້ຊິດກັບຄ່ານາມຊີ້ບອກວ່າຄວາມຕ້ານທານອື່ນໆໃນຂອບເຂດນີ້ສາມາດໄດ້ຮັບໂດຍກົງໂດຍການດັດແປງເລຂາຄະນິດຂອງຕົວຕ້ານທານ.
ສາມເລຂາຄະນິດ resistor ທີ່ແຕກຕ່າງກັນທີ່ມີຈໍານວນທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງການເຄືອບຫມຶກຕ້ານຄາບອນ. ຮູບຂອງສາມ resistors ແມ່ນສະແດງຢູ່ເບື້ອງຂວາ.
ວົງຈອນ RLC ແມ່ນຕົວຢ່າງຂອງປື້ມແບບຮຽນຄລາສສິກຂອງຕົວຕ້ານທານ, ຕົວ inductor, ແລະຕົວເກັບປະຈຸທີ່ໃຊ້ເພື່ອສະແດງໃຫ້ເຫັນແລະກວດສອບພຶດຕິກໍາຂອງອົງປະກອບ passive ປະສົມປະສານເຂົ້າໄປໃນວົງຈອນພິມທີ່ແທ້ຈິງ. ຕົວຕ້ານທານ 25 kΩແມ່ນເຊື່ອມຕໍ່ໃນຂະຫນານກັບພວກເຂົາ. ຮູບຂອງວົງຈອນທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 5a. ເຫດຜົນສໍາລັບການເລືອກປະສົມປະສານຂະຫນານຊຸດພິເສດນີ້ແມ່ນວ່າພຶດຕິກໍາຂອງມັນຖືກກໍານົດໂດຍແຕ່ລະສາມອົງປະກອບຄວາມຖີ່ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ດັ່ງນັ້ນ. ການປະຕິບັດຂອງແຕ່ລະອົງປະກອບສາມາດເນັ້ນແລະປະເມີນໄດ້. ພິຈາລະນາຄວາມຕ້ານທານຊຸດ 7 Ωຂອງ inductor ແລະ 1.3 Ω ESR ຂອງ capacitor, ການຕອບສະຫນອງຄວາມຖີ່ຂອງວົງຈອນທີ່ຄາດວ່າຈະຖືກຄິດໄລ່. ແຜນວາດວົງຈອນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 5b, ແລະການຄິດໄລ່. impedance amplitude ແລະໄລຍະແລະຄ່າການວັດແທກໄດ້ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 5c ແລະ d. ໃນຄວາມຖີ່ຕ່ໍາ, impedance ສູງຂອງ capacitor ຫມາຍຄວາມວ່າພຶດຕິກໍາຂອງວົງຈອນໄດ້ຖືກກໍານົດໂດຍ 25 kΩ resistor. ໃນຂະນະທີ່ຄວາມຖີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ, impedance ຂອງ. ເສັ້ນທາງ LC ຫຼຸດລົງ; ພຶດຕິກໍາວົງຈອນທັງຫມົດແມ່ນ capacitive ຈົນກ່ວາຄວາມຖີ່ resonant ແມ່ນ 2.0 MHz. ຂ້າງເທິງຄວາມຖີ່ resonance, impedance inductive dominates.ຮູບ 5 ສະແດງໃຫ້ເຫັນຢ່າງຊັດເຈນຂໍ້ຕົກລົງທີ່ດີເລີດລະຫວ່າງຄ່າການຄິດໄລ່ແລະການວັດແທກໃນທົ່ວຂອບເຂດຄວາມຖີ່ທັງຫມົດ. ນີ້ຫມາຍຄວາມວ່າຮູບແບບການນໍາໃຊ້. ທີ່ນີ້ (ບ່ອນທີ່ inductors ແລະ capacitors ແມ່ນອົງປະກອບທີ່ເຫມາະສົມກັບຄວາມຕ້ານທານຊຸດ) ແມ່ນຖືກຕ້ອງສໍາລັບການຄາດເດົາພຶດຕິກໍາຂອງວົງຈອນໃນຄວາມຖີ່ເຫຼົ່ານີ້.
(a) ຮູບພາບຂອງວົງຈອນ RLC ທີ່ພິມດ້ວຍຈໍສະແດງຜົນທີ່ໃຊ້ການລວມຊຸດຂອງ inductor 8 μH ແລະ capacitor 0.8 nF ໃນຂະຫນານກັບຕົວຕ້ານທານ 25 kΩ.(b) ຮູບແບບວົງຈອນລວມທັງຄວາມຕ້ານທານຊຸດຂອງ inductor ແລະ capacitor.(c ,d) ຄວາມກວ້າງຂອງ impedance (c) ແລະໄລຍະ (d) ຂອງວົງຈອນ.
ສຸດທ້າຍ, inductors ແລະ resistors ພິມໄດ້ຖືກປະຕິບັດໃນ boost regulator.The IC ທີ່ໃຊ້ໃນການສາທິດນີ້ແມ່ນ Microchip MCP1640B14, ເຊິ່ງເປັນຕົວຄວບຄຸມການຊຸກຍູ້ synchronous ທີ່ອີງໃສ່ PWM ທີ່ມີຄວາມຖີ່ຂອງການດໍາເນີນການ 500 kHz. ແຜນວາດວົງຈອນແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 6a.A. 4.7 μH inductor ແລະ capacitors ສອງ (4.7 μF ແລະ 10 μF) ຖືກນໍາໃຊ້ເປັນອົງປະກອບການເກັບຮັກສາພະລັງງານ, ແລະຄູ່ຂອງ resistors ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອວັດແທກແຮງດັນຜົນຜະລິດຂອງການຄວບຄຸມຄໍາຄຶດຄໍາເຫັນ. ເລືອກຄ່າຄວາມຕ້ານທານເພື່ອປັບແຮງດັນອອກເປັນ 5 V. ວົງຈອນແມ່ນຜະລິດຢູ່ໃນ PCB, ແລະປະສິດທິພາບຂອງມັນຖືກວັດແທກພາຍໃນຄວາມຕ້ານທານການໂຫຼດແລະລະດັບແຮງດັນ input ຂອງ 3 ຫາ 4 V ເພື່ອຈໍາລອງຫມໍ້ໄຟ lithium-ion ໃນລັດສາກໄຟຕ່າງໆ. ປະສິດທິພາບຂອງ inductors ພິມແລະ resistors ແມ່ນສົມທຽບກັບ. ປະສິດທິພາບຂອງ SMT inductors ແລະ resistors. SMT capacitors ຖືກນໍາໃຊ້ໃນທຸກກໍລະນີເນື່ອງຈາກວ່າ capacitance ທີ່ຕ້ອງການສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກນີ້ແມ່ນໃຫຍ່ເກີນໄປທີ່ຈະສໍາເລັດດ້ວຍ capacitors ພິມ.
(a) ແຜນວາດຂອງວົງຈອນສະຖຽນລະພາບແຮງດັນ.(b–d) (b) Vout, (c) Vsw, ແລະ (d) ຮູບແບບຄື້ນຂອງກະແສໄຟຟ້າໄຫຼເຂົ້າໄປໃນ inductor, ແຮງດັນຂາເຂົ້າແມ່ນ 4.0 V, ຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ໂຫຼດແມ່ນ 1 kΩ, ແລະຕົວ inductor ພິມຖືກໃຊ້ເພື່ອວັດແທກ. Surface mount resistors ແລະ capacitors ຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບການວັດແທກນີ້.(e) ສໍາລັບຄວາມຕ້ານທານການໂຫຼດຕ່າງໆແລະແຮງດັນ input, ປະສິດທິພາບຂອງວົງຈອນຄວບຄຸມແຮງດັນໂດຍນໍາໃຊ້ອົງປະກອບ mount ພື້ນຜິວທັງຫມົດແລະ inductors ພິມແລະ resistors.(f ) ອັດຕາສ່ວນປະສິດທິພາບຂອງພື້ນຜິວ mount ແລະວົງຈອນພິມສະແດງຢູ່ໃນ (e).
ສໍາລັບແຮງດັນ input 4.0 V ແລະການຕໍ່ຕ້ານການໂຫຼດ 1000 Ω, waveforms ວັດແທກໂດຍໃຊ້ inductors ພິມໄດ້ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 6b-d. ຮູບ 6c ສະແດງໃຫ້ເຫັນແຮງດັນໄຟຟ້າຢູ່ທີ່ Vsw terminal ຂອງ IC; ແຮງດັນ inductor ແມ່ນ Vin-Vsw. ຮູບ 6d ສະແດງໃຫ້ເຫັນການໄຫຼເຂົ້າຂອງ inductor. ປະສິດທິພາບຂອງວົງຈອນທີ່ມີ SMT ແລະອົງປະກອບພິມໄດ້ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 6e ເປັນຫນ້າທີ່ຂອງແຮງດັນຂາເຂົ້າແລະການຕໍ່ຕ້ານການໂຫຼດ, ແລະຮູບ 6f ສະແດງອັດຕາສ່ວນປະສິດທິພາບ. ຂອງອົງປະກອບທີ່ພິມອອກກັບອົງປະກອບ SMT. ປະສິດທິພາບການວັດແທກໂດຍໃຊ້ອົງປະກອບ SMT ແມ່ນຄ້າຍຄືກັນກັບມູນຄ່າທີ່ຄາດໄວ້ໃນເອກະສານຂໍ້ມູນຂອງຜູ້ຜະລິດ 14.At ສູງ input ໃນປະຈຸບັນ (ຄວາມຕ້ານທານການໂຫຼດຕ່ໍາແລະແຮງດັນ input ຕ່ໍາ), ປະສິດທິພາບຂອງ inductors ພິມໄດ້ຕ່ໍາກວ່າຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ທີ່ຂອງ SMT inductors ເນື່ອງຈາກຄວາມຕ້ານທານຊຸດທີ່ສູງຂຶ້ນ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ດ້ວຍແຮງດັນຂາເຂົ້າທີ່ສູງຂຶ້ນແລະປະຈຸບັນຜົນຜະລິດທີ່ສູງຂຶ້ນ, ການສູນເສຍຄວາມຕ້ານທານຈະກາຍເປັນຄວາມສໍາຄັນຫນ້ອຍ, ແລະການປະຕິບັດຂອງ inductors ພິມໄດ້ເລີ່ມເຂົ້າຫາ SMT inductors. ສໍາລັບຄວາມຕ້ານທານການໂຫຼດ> 500 Ωແລະ Vin. = 4.0 V ຫຼື >750 Ω ແລະ Vin = 3.5 V, ປະສິດທິພາບຂອງ inductors ພິມແມ່ນຫຼາຍກ່ວາ 85% ຂອງ inductors SMT.
ການປຽບທຽບຮູບແບບຄື້ນໃນປະຈຸບັນໃນຮູບ 6d ກັບການສູນເສຍພະລັງງານທີ່ວັດແທກໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການສູນເສຍຄວາມຕ້ານທານໃນ inductor ເປັນສາເຫດຕົ້ນຕໍຂອງຄວາມແຕກຕ່າງຂອງປະສິດທິພາບລະຫວ່າງວົງຈອນພິມແລະວົງຈອນ SMT, ຕາມທີ່ຄາດໄວ້. The input and output power measured at 4.0 V. ແຮງດັນ input ແລະຄວາມຕ້ານທານການໂຫຼດ 1000 Ωແມ່ນ 30.4 mW ແລະ 25.8 mW ສໍາລັບວົງຈອນທີ່ມີອົງປະກອບ SMT, ແລະ 33.1 mW ແລະ 25.2 mW ສໍາລັບວົງຈອນທີ່ມີອົງປະກອບພິມ. ດັ່ງນັ້ນ, ການສູນເສຍຂອງວົງຈອນພິມແມ່ນ 7.9 mW, ເຊິ່ງສູງກວ່າ 3.4 mW. ວົງຈອນທີ່ມີອົງປະກອບ SMT.The RMS inductor ປະຈຸບັນຄິດໄລ່ຈາກ waveform ໃນຮູບ 6d ແມ່ນ 25.6 mA. ເນື່ອງຈາກຄວາມຕ້ານທານຊຸດຂອງມັນແມ່ນ 4.9 Ω, ການສູນເສຍພະລັງງານທີ່ຄາດໄວ້ແມ່ນ 3.2 mW.ນີ້ແມ່ນ 96% ຂອງຄວາມແຕກຕ່າງພະລັງງານ DC 3.4 mW. ນອກຈາກນັ້ນ, ວົງຈອນໄດ້ຖືກຜະລິດດ້ວຍ inductors ພິມແລະຕົວຕ້ານທານພິມແລະ inductors ພິມແລະ SMT resistors, ແລະ. ບໍ່ມີຄວາມແຕກຕ່າງປະສິດທິພາບທີ່ສໍາຄັນແມ່ນສັງເກດເຫັນລະຫວ່າງພວກມັນ.
ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຕົວຄວບຄຸມແຮງດັນແມ່ນ fabricated ໃນ PCB ທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ (ການພິມຂອງວົງຈອນແລະການປະຕິບັດອົງປະກອບ SMT ສະແດງໃຫ້ເຫັນໃນຮູບ S1 ເພີ່ມເຕີມ) ແລະເຊື່ອມຕໍ່ລະຫວ່າງຫມໍ້ໄຟ lithium-ion ທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນເປັນແຫຼ່ງພະລັງງານແລະອາເລ OLED ເປັນການໂຫຼດ. ອີງຕາມການ Lochner et al. 9 ເພື່ອຜະລິດ OLEDs, ແຕ່ລະ pixels OLED ໃຊ້ພະລັງງານ 0.6 mA ທີ່ 5 V. ຫມໍ້ໄຟໃຊ້ lithium cobalt oxide ແລະ graphite ເປັນ cathode ແລະ anode ຕາມລໍາດັບ, ແລະຖືກຜະລິດໂດຍການເຄືອບແຜ່ນໃບຢາ, ເຊິ່ງເປັນວິທີການພິມຫມໍ້ໄຟທົ່ວໄປທີ່ສຸດ.7 ຄວາມອາດສາມາດຫມໍ້ໄຟແມ່ນ 16mAh, ແລະແຮງດັນໃນລະຫວ່າງການທົດສອບແມ່ນ 4.0V. ຮູບທີ່ 7 ສະແດງຮູບພາບຂອງວົງຈອນໃນ PCB ປ່ຽນແປງໄດ້, ພະລັງງານສາມ pixels OLED ເຊື່ອມຕໍ່ໃນຂະຫນານ. ການສາທິດສະແດງໃຫ້ເຫັນທ່າແຮງຂອງອົງປະກອບພະລັງງານພິມທີ່ຈະປະສົມປະສານກັບອື່ນໆ. ອຸປະກອນທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນແລະອິນຊີເພື່ອສ້າງລະບົບເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ສັບສົນຫຼາຍ.
ຮູບພາບຂອງວົງຈອນຄວບຄຸມແຮງດັນໃນ PCB ທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນໂດຍໃຊ້ຕົວ inductors ແລະຕົວຕ້ານທານທີ່ພິມອອກ, ໂດຍໃຊ້ຫມໍ້ໄຟ lithium-ion ທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນເພື່ອພະລັງງານສາມ LEDs ອິນຊີ.
ພວກເຮົາໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນ inductors ພິມຫນ້າຈໍ, capacitors ແລະ resistors ທີ່ມີລະດັບຂອງມູນຄ່າກ່ຽວກັບ substrates PET ທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ, ມີເປົ້າຫມາຍຂອງການທົດແທນອົງປະກອບ mount ພື້ນຜິວໃນອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານ. ພວກເຮົາໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າໂດຍການອອກແບບກ້ຽວວຽນທີ່ມີເສັ້ນຜ່າກາງຂະຫນາດໃຫຍ່, ອັດຕາການຕື່ມ. , ແລະອັດຕາສ່ວນ width-space width ຂອງເສັ້ນ, ແລະໂດຍການນໍາໃຊ້ຊັ້ນຫນາຂອງຫມຶກຄວາມຕ້ານທານຕ່ໍາ. ອົງປະກອບເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ຖືກປະສົມປະສານເຂົ້າໄປໃນວົງຈອນ RLC ພິມຢ່າງເຕັມສ່ວນແລະມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນແລະສະແດງພຶດຕິກໍາໄຟຟ້າທີ່ຄາດເດົາໄດ້ໃນຂອບເຂດຄວາມຖີ່ kHz-MHz, ເຊິ່ງແມ່ນດີທີ່ສຸດ. ຄວາມສົນໃຈກັບພະລັງງານເອເລັກໂຕຣນິກ.
ກໍລະນີການນໍາໃຊ້ທົ່ວໄປສໍາລັບອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານພິມແມ່ນ wearable ຫຼືຜະລິດຕະພັນປະສົມປະສານລະບົບເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ, ຂັບເຄື່ອນໂດຍຫມໍ້ໄຟ rechargeable ປ່ຽນແປງໄດ້ (ເຊັ່ນ: lithium-ion), ເຊິ່ງສາມາດສ້າງແຮງດັນທີ່ປ່ຽນແປງໄດ້ຕາມສະຖານະຂອງ charge. ຖ້າການໂຫຼດ (ລວມທັງການພິມແລະ. ອຸປະກອນອີເລັກໂທຣນິກອິນຊີ) ຕ້ອງການແຮງດັນຄົງທີ່ ຫຼືສູງກວ່າແຮງດັນທີ່ອອກໂດຍແບດເຕີຣີ, ເຄື່ອງຄວບຄຸມແຮງດັນແມ່ນຕ້ອງການ. ດ້ວຍເຫດຜົນນີ້, ຕົວ inductors ແລະຕົວຕ້ານທານທີ່ພິມອອກໄດ້ຖືກປະສົມປະສານກັບ ICs ຊິລິໂຄນແບບດັ້ງເດີມເຂົ້າໄປໃນຕົວຄວບຄຸມການຊຸກຍູ້ໃຫ້ພະລັງງານ OLED ທີ່ມີແຮງດັນຄົງທີ່. ຂອງ 5 V ຈາກການສະຫນອງພະລັງງານຫມໍ້ໄຟ variable voltage.ພາຍໃນຂອບເຂດສະເພາະໃດຫນຶ່ງຂອງການໂຫຼດໃນປະຈຸບັນແລະແຮງດັນ input, ປະສິດທິພາບຂອງວົງຈອນນີ້ເກີນ 85% ຂອງປະສິດທິພາບຂອງວົງຈອນຄວບຄຸມການນໍາໃຊ້ inductors mount ດ້ານແລະ resistors. ເຖິງແມ່ນວ່າອຸປະກອນການແລະການເພີ່ມປະສິດທິພາບ geometric, ການສູນເສຍຄວາມຕ້ານທານໃນ inductor ຍັງຄົງເປັນປັດໄຈຈໍາກັດສໍາລັບການປະຕິບັດວົງຈອນໃນລະດັບສູງໃນປະຈຸບັນ (ກະແສເຂົ້າຫຼາຍກ່ວາປະມານ 10 mA). ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ໃນກະແສຕ່ໍາ, ການສູນເສຍໃນ inductor ແມ່ນຫຼຸດລົງ, ແລະປະສິດທິພາບໂດຍລວມແມ່ນຖືກຈໍາກັດໂດຍປະສິດທິພາບ. ຂອງ IC. ເນື່ອງຈາກອຸປະກອນທີ່ພິມແລະອິນຊີຈໍານວນຫຼາຍຕ້ອງການກະແສໄຟຟ້າທີ່ຂ້ອນຂ້າງຕ່ໍາ, ເຊັ່ນ: OLEDs ຂະຫນາດນ້ອຍທີ່ໃຊ້ໃນການສາທິດຂອງພວກເຮົາ, inductors ພະລັງງານພິມສາມາດພິຈາລະນາທີ່ເຫມາະສົມກັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກດັ່ງກ່າວ. ໂດຍການນໍາໃຊ້ ICs ອອກແບບມາເພື່ອໃຫ້ມີປະສິດທິພາບສູງສຸດໃນລະດັບຕ່ໍາໃນປະຈຸບັນ, ປະສິດທິພາບການແປງໂດຍລວມທີ່ສູງຂຶ້ນສາມາດບັນລຸໄດ້.
ໃນການເຮັດວຽກນີ້, ເຄື່ອງຄວບຄຸມແຮງດັນແມ່ນຖືກສ້າງຂຶ້ນໃນ PCB ແບບດັ້ງເດີມ, PCB ທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນແລະເທກໂນໂລຍີ soldering ອົງປະກອບຂອງພື້ນຜິວ, ໃນຂະນະທີ່ອົງປະກອບທີ່ພິມໄດ້ຖືກຜະລິດຢູ່ໃນ substrate ແຍກຕ່າງຫາກ. ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ຫມຶກທີ່ມີອຸນຫະພູມຕ່ໍາແລະຄວາມຫນືດສູງທີ່ໃຊ້ໃນການຜະລິດຫນ້າຈໍ. ຮູບເງົາທີ່ພິມອອກຄວນຈະອະນຸຍາດໃຫ້ອົງປະກອບຕົວຕັ້ງຕົວຕີ, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບການເຊື່ອມຕໍ່ກັນລະຫວ່າງອຸປະກອນແລະ pads ຕິດຕໍ່ພົວພັນ mount ພື້ນຜິວ, ທີ່ຈະພິມໃນ substrate ໃດ. ນີ້, ສົມທົບກັບການນໍາໃຊ້ຂອງກາວ conductive ອຸນຫະພູມຕ່ໍາທີ່ມີຢູ່ແລ້ວສໍາລັບອົງປະກອບ mount ດ້ານ, ຈະຊ່ວຍໃຫ້. ວົງຈອນທັງຫມົດທີ່ຈະສ້າງຂຶ້ນໃນ substrates ລາຄາຖືກ (ເຊັ່ນ: PET) ໂດຍບໍ່ມີການຕ້ອງການສໍາລັບຂະບວນການຫັກລົບເຊັ່ນ PCB etching. ດັ່ງນັ້ນ, ອົງປະກອບ passive ພິມຫນ້າຈໍທີ່ພັດທະນາໃນການເຮັດວຽກນີ້ຊ່ວຍປູທາງສໍາລັບລະບົບເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນທີ່ປະສົມປະສານພະລັງງານແລະການໂຫຼດ. ກັບ​ເອ​ເລັກ​ໂຕຣ​ນິກ​ປະ​ສິດ​ທິ​ພາບ​ສູງ​, ການ​ນໍາ​ໃຊ້ substrates ລາ​ຄາ​ຖືກ​, ຂະ​ບວນ​ການ​ເພີ່ມ​ສ່ວນ​ຫຼາຍ​ແລະ​ຈໍາ​ນວນ​ຫນ້ອຍ​ຂອງ​ອົງ​ປະ​ກອບ mount ດ້ານ​.
ການນໍາໃຊ້ເຄື່ອງພິມຫນ້າຈໍ Asys ASP01M ແລະຫນ້າຈໍສະແຕນເລດທີ່ສະຫນອງໂດຍ Dynamesh Inc., ທຸກຊັ້ນຂອງອົງປະກອບ passive ໄດ້ຖືກພິມຫນ້າຈໍເທິງແຜ່ນຍ່ອຍ PET ທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນທີ່ມີຄວາມຫນາ 76 μm.ຂະຫນາດຕາຫນ່າງຂອງຊັ້ນໂລຫະແມ່ນ 400 ເສັ້ນຕໍ່ນິ້ວແລະ 250. ເສັ້ນຕໍ່ນິ້ວສໍາລັບຊັ້ນ dielectric ແລະຊັ້ນຕໍ່ຕ້ານ. ໃຊ້ແຮງບີບຂອງ 55 N, ຄວາມໄວການພິມ 60 ມມ / ວິນາທີ, ໄລຍະຫ່າງຂອງ 1.5 ມມ, ແລະ squeegee Serilor ທີ່ມີຄວາມແຂງຂອງ 65 (ສໍາລັບໂລຫະແລະການຕໍ່ຕ້ານ. layers) ຫຼື 75 (ສໍາລັບຊັ້ນ dielectric) ສໍາລັບການພິມຫນ້າຈໍ.
ຊັ້ນຕົວນໍາ - ຕົວນໍາແລະຕິດຕໍ່ຂອງຕົວເກັບປະຈຸແລະຕົວຕ້ານທານ - ຖືກພິມອອກດ້ວຍ DuPont 5082 ຫຼື DuPont 5064H silver microflake ink. ຕົວຕ້ານທານແມ່ນພິມດ້ວຍຕົວນໍາກາກບອນ DuPont 7082. ສໍາລັບ dielectric capacitor, ທາດປະສົມ conductive BT-101 barium titanate dielectric. ແຕ່ລະຊັ້ນຂອງ dielectric ແມ່ນຜະລິດໂດຍໃຊ້ວົງຈອນການພິມສອງຜ່ານ (ປຽກ - ປຽກ) ເພື່ອປັບປຸງຄວາມສອດຄ່ອງຂອງຮູບເງົາ. ສໍາລັບແຕ່ລະອົງປະກອບ, ຜົນກະທົບຂອງວົງຈອນການພິມຫຼາຍຕໍ່ປະສິດທິພາບຂອງອົງປະກອບແລະການປ່ຽນແປງ. ຕົວຢ່າງເຮັດດ້ວຍ. ການເຄືອບຫຼາຍຊະນິດຂອງວັດສະດຸດຽວກັນໄດ້ຖືກຕາກໃຫ້ແຫ້ງຢູ່ທີ່ 70 °C ເປັນເວລາ 2 ນາທີລະຫວ່າງການເຄືອບ. ຫຼັງຈາກໃຊ້ເຄືອບສຸດທ້າຍຂອງແຕ່ລະວັດສະດຸ, ຕົວຢ່າງໄດ້ຖືກອົບຢູ່ທີ່ 140 ° C ເປັນເວລາ 10 ນາທີເພື່ອຮັບປະກັນການແຫ້ງແລ້ງຢ່າງສົມບູນ. ຟັງຊັນການຈັດຕໍາແຫນ່ງອັດຕະໂນມັດຂອງຫນ້າຈໍ. ເຄື່ອງພິມຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຈັດວາງຊັ້ນຕໍ່ໄປ. ການຕິດຕໍ່ກັບສູນກາງຂອງ inductor ແມ່ນບັນລຸໄດ້ໂດຍການຕັດຜ່ານຂຸມເທິງ pad ກາງແລະຮອຍການພິມ stencil ຢູ່ດ້ານຫລັງຂອງ substrate ກັບ DuPont 5064H ink. ການເຊື່ອມຕໍ່ລະຫວ່າງອຸປະກອນການພິມຍັງໃຊ້ Dupont. ການພິມ stencil 5064H. ເພື່ອສະແດງອົງປະກອບທີ່ພິມແລະອົງປະກອບ SMT ໃນ PCB ທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 7, ອົງປະກອບທີ່ພິມໄດ້ຖືກເຊື່ອມຕໍ່ໂດຍໃຊ້ Circuit Works CW2400 conductive epoxy, ແລະອົງປະກອບ SMT ແມ່ນເຊື່ອມຕໍ່ໂດຍການ soldering ແບບດັ້ງເດີມ.
Lithium cobalt oxide (LCO) ແລະ electrodes graphite-based ຖືກນໍາໃຊ້ເປັນ cathode ແລະ anode ຂອງຫມໍ້ໄຟ, ຕາມລໍາດັບ. ການ slurry cathode ແມ່ນປະສົມຂອງ 80% LCO (MTI Corp.), 7.5% graphite (KS6, Timcal), 2.5 % carbon black (Super P, Timcal) ແລະ 10% polyvinylidene fluoride (PVDF, Kureha Corp.). ) anode ເປັນປະສົມຂອງ 84wt% graphite, 4wt% carbon black ແລະ 13wt% PVDF.N-Methyl-2-pyrrolidone (NMP, Sigma Aldrich) ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອລະລາຍ PVDF binder ແລະກະແຈກກະຈາຍ slurry.The slurry ແມ່ນ homogenized ໂດຍ. stirring ກັບ vortex mixer ຄືນ.A 0.0005 ນິ້ວ foil ສະແຕນເລດຫນາແລະ foil 10 μm nickel ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເປັນຕົວເກັບປະຈຸສໍາລັບ cathode ແລະ anode, ຕາມລໍາດັບ. ຫມຶກພິມຢູ່ໃນຕົວເກັບປະຈຸໃນປະຈຸບັນດ້ວຍ squeegee ຢູ່ທີ່ຄວາມໄວການພິມຂອງ 20. mm/s.ໃຫ້ຄວາມຮ້ອນຂອງ electrode ໃນເຕົາອົບທີ່ 80 °C ເປັນເວລາ 2 ຊົ່ວໂມງເພື່ອເອົາສານລະລາຍອອກ. ຄວາມສູງຂອງ electrode ຫຼັງຈາກການແຫ້ງແມ່ນປະມານ 60 μm, ແລະໂດຍອີງໃສ່ນ້ໍາຫນັກຂອງອຸປະກອນການ, ຄວາມອາດສາມາດທາງທິດສະດີແມ່ນ 1.65 mAh. /cm2. ໄຟຟ້າໄດ້ຖືກຕັດອອກເປັນຂະຫນາດ 1.3 × 1.3 cm2 ແລະໃຫ້ຄວາມຮ້ອນໃນເຕົາອົບສູນຍາກາດທີ່ 140 ° C ຂ້າມຄືນ, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນພວກມັນໄດ້ຖືກປະທັບຕາດ້ວຍຖົງອາລູມິນຽມໃນກ່ອງຖົງມືທີ່ເຕັມໄປດ້ວຍໄນໂຕຣເຈນ. ການແກ້ໄຂຂອງແຜ່ນພື້ນຖານ polypropylene ກັບ anode ແລະ cathode ແລະ 1M LiPF6 ໃນ EC/DEC (1:1) ຖືກນໍາໃຊ້ເປັນ electrolyte ຫມໍ້ໄຟ.
ສີຂຽວ OLED ປະກອບດ້ວຍ poly(9,9-dioctylfluorene-co-n-(4-butylphenyl)-diphenylamine) (TFB) ແລະ poly((9,9-dioctylfluorene-2,7-(2,1,3-benzothiadiazole- 4, 8-diyl)) (F8BT) ຕາມຂັ້ນຕອນທີ່ໄດ້ລະບຸໄວ້ໃນ Lochner et al.
ໃຊ້ Dektak stylus profiler ເພື່ອວັດແທກຄວາມຫນາຂອງຮູບເງົາ. ຮູບເງົາໄດ້ຖືກຕັດເພື່ອກະກຽມຕົວຢ່າງຂ້າມພາກສໍາລັບການສືບສວນໂດຍການສະແກນກ້ອງຈຸລະທັດເອເລັກໂຕຣນິກ (SEM).The FEI Quanta 3D field emission gun (FEG) SEM ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອສະແດງໂຄງສ້າງຂອງເຄື່ອງພິມ. ຮູບເງົາແລະຢືນຢັນການວັດແທກຄວາມຫນາ. ການສຶກສາ SEM ໄດ້ດໍາເນີນຢູ່ໃນແຮງດັນເລັ່ງຂອງ 20 keV ແລະໄລຍະການເຮັດວຽກປົກກະຕິຂອງ 10 ມມ.
ໃຊ້ multimeter ດິຈິຕອນເພື່ອວັດແທກຄວາມຕ້ານທານ DC, ແຮງດັນແລະປະຈຸບັນ. ຄວາມຕ້ານທານ AC ຂອງ inductors, capacitors ແລະວົງຈອນແມ່ນວັດແທກໂດຍໃຊ້ Agilent E4980 LCR meter ສໍາລັບຄວາມຖີ່ຕ່ໍາກວ່າ 1 MHz ແລະເຄື່ອງວິເຄາະເຄືອຂ່າຍ Agilent E5061A ແມ່ນໃຊ້ສໍາລັບການວັດແທກຄວາມຖີ່ສູງກວ່າ 500 kHz. Tektronix TDS 5034 oscilloscope ເພື່ອວັດແທກຮູບຊົງຕົວຄວບຄຸມແຮງດັນ.
ວິທີການອ້າງເຖິງບົດຄວາມນີ້: Ostfeld, AE, etc.Screen printing ອົງປະກອບ passive ສໍາລັບ flexible power electronic equipment.science.Rep. 5, 15959; doi: 10.1038/srep15959 (2015).
Nathan, A. et al. ເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ: ເວທີທີ່ກວ້າງຂວາງຕໍ່ໄປ.Process IEEE 100, 1486-1517 (2012).
Rabaey, JM Human Intranet: A place where groups meet humans.Paper published at the 2015 European Conference and Exhibition on Design, Automation and Testing, Grenoble, France.San Jose, California: EDA Alliance.637-640 (2015, March 9- 13).
Krebs, FC etc.OE-A OPV demonstrator anno domini 2011.Energy environment.science.4, 4116–4123 (2011).
Ali, M., Prakash, D., Zillger, T., Singh, PK & Hübler, AC printed piezoelectric energy harvesting devices.Advanced energy materials.4. 1300427 (2014).
Chen, A., Madan, D., Wright, PK & Evans, JW Dispenser-printed flat thick film generator.J. Micromechanics Microengineering 21, 104006 (2011).
Gaikwad, AM, Steingart, DA, Ng, TN, Schwartz, DE & Whiting, GL A flexible high-potential printed battery used to power printed electronic devices.App Physics Wright.102, 233302 (2013).
Gaikwad, AM, Arias, AC & Steingart, DA ການພັດທະນາຫຼ້າສຸດຂອງແບດເຕີຣີທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນທີ່ພິມອອກ: ສິ່ງທ້າທາຍດ້ານກົນຈັກ, ເຕັກໂນໂລຢີການພິມແລະຄວາມສົດໃສດ້ານໃນອະນາຄົດ.Energy technology.3, 305–328 (2015).
Hu, Y. ແລະອື່ນໆ.ລະບົບການຮັບຮູ້ຂະໜາດໃຫຍ່ທີ່ລວມອຸປະກອນອີເລັກໂທຣນິກໃນພື້ນທີ່ຂະຫນາດໃຫຍ່ ແລະ CMOS ICs ສໍາລັບການຕິດຕາມສຸຂະພາບໂຄງສ້າງ.IEEE J. Solid State Circuit 49, 513–523 (2014).