इलेक्ट्रॉनिक सिगरेट में पीसीबी विधानसभा के लिए सुरक्षा आवश्यकताएं
इलेक्ट्रॉनिक सिगरेट, या वेपिंग डिवाइस, पावर डिलीवरी का प्रबंधन करने, हीटिंग तत्वों को नियंत्रित करने और ऑपरेशन के दौरान उपयोगकर्ता सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए पीसीबी असेंबली पर भरोसा करते हैं। उपयोगकर्ताओं के साथ उनकी प्रत्यक्ष बातचीत और तरल पदार्थ, गर्मी और विद्युत धाराओं के संपर्क में, इन पीसीबी को ओवरहीटिंग, शॉर्ट सर्किट या बैटरी विफलताओं जैसे खराबी को रोकने के लिए कठोर सुरक्षा मानकों का पालन करना चाहिए। इसे प्राप्त करने के लिए घटक चयन, विद्युत अलगाव, थर्मल प्रबंधन और उद्योग के नियमों के अनुपालन पर सावधानीपूर्वक ध्यान देने की आवश्यकता है।
शॉर्ट सर्किट इलेक्ट्रॉनिक सिगरेट पीसीबी को रोकने के लिए विद्युत अलगाव और इन्सुलेशन
ऐसे वातावरण में काम करते हैं जहां ई-तरल या आकस्मिक फैल से संक्षेपण निशान या घटकों के बीच प्रवाहकीय पथ बना सकते हैं, जिससे शॉर्ट सर्किट हो सकते हैं। इस जोखिम को कम करने के लिए, डिजाइनर बहु-परत इन्सुलेशन रणनीतियों को लागू करते हैं, जो पीसीबी सतह पर लागू अनुरूप कोटिंग्स के साथ शुरू होते हैं। ये कोटिंग्स, जो अक्सर ऐक्रेलिक, सिलिकॉन, या urethane से बने होते हैं, थर्मल विस्तार को समायोजित करने के लिए लचीलेपन को बनाए रखते हुए नमी और रसायनों के खिलाफ एक सुरक्षात्मक बाधा बनाते हैं।
कॉम्पैक्ट वेपिंग उपकरणों में उपयोग किए जाने वाले डबल-पक्षीय पीसीबी को आर्किंग को रोकने के लिए प्रवाहकीय परतों के बीच सटीक रिक्ति की आवश्यकता होती है, विशेष रूप से बैटरी कनेक्टर्स या हीटिंग कॉइल जैसे उच्च-वोल्टेज घटकों के पास। क्लीयरेंस और रेंगना दूरी - एक ही परत पर और परतों के पार के बीच के भौतिक पृथक्करण, क्रमशः डिवाइस के ऑपरेटिंग वोल्टेज और पर्यावरणीय स्थितियों के आधार पर गणना की जाती है। उदाहरण के लिए, निशान के बीच की दूरी को बढ़ाने से विद्युत निर्वहन की संभावना कम हो जाती है जब संदूषक अंतराल को पाटते हैं।
अलगाव तकनीक घटक-स्तरीय डिजाइन तक फैली हुई है, जहां ऑप्टोकॉपर्स या ट्रांसफॉर्मर बिजली के चरणों से विद्युत रूप से अलग नियंत्रण सर्किट हैं। यह हीटिंग तत्व सर्किट में वोल्टेज स्पाइक्स या दोषों को बैटरी प्रबंधन प्रणालियों (बीएमएस) जैसे संवेदनशील क्षेत्रों के प्रचार से रोकता है। विधानसभा के दौरान, स्वचालित ऑप्टिकल निरीक्षण (AOI) यह सत्यापित करता है कि अलगाव अंतराल डिजाइन विनिर्देशों को पूरा करता है, महत्वपूर्ण घटकों के मैनुअल प्लेसमेंट के दौरान मानव त्रुटि के जोखिम को कम करता है।
हीटिंग तत्वों के सुरक्षित संचालन के लिए थर्मल प्रबंधन
एक इलेक्ट्रॉनिक सिगरेट में हीटिंग कॉइल महत्वपूर्ण वर्तमान खींचता है, जिससे गर्मी उत्पन्न होती है जिसे पीसीबी या आसपास के घटकों को नुकसान पहुंचाने से बचने के लिए कुशलता से विघटित किया जाना चाहिए। थर्मल रनवे, जहां बढ़ते तापमान घटक गिरावट को बढ़ाते हैं, एक प्राथमिक चिंता है, क्योंकि यह बैटरी विस्फोट या डिवाइस की खराबी को जन्म दे सकता है। गर्मी का प्रबंधन करने के लिए, डिजाइनर थर्मल VIAS- प्लेट किए गए छेदों को शामिल करते हैं जो कि पीसीबी की शीर्ष परत से ऊपरी परत से आंतरिक या नीचे की परतों को विघटन के लिए बड़े तांबे वाले क्षेत्रों के साथ स्थानांतरित करते हैं।
उच्च-थर्मल-कंडक्टिविटी सामग्री, जैसे कि एल्यूमीनियम-कोर पीसीबी या धातु-समर्थित सब्सट्रेट, कभी-कभी पारंपरिक एफआर -4 के स्थान पर गर्मी फैलने में सुधार के लिए उपयोग की जाती हैं। ये सामग्रियां हीटिंग कॉइल ड्राइवर सर्किटरी के पास स्थानीयकृत हॉटस्पॉट को कम करती हैं, जिससे बोर्ड भर में समान तापमान वितरण सुनिश्चित होता है। तापमान सेंसर वास्तविक समय में हीटिंग तत्व की निगरानी करते हैं, यदि थ्रेसहोल्ड से अधिक होने पर स्वचालित शटडाउन जैसे सुरक्षा तंत्र को ट्रिगर करते हैं।
पीसीबी लेआउट के दौरान, गर्मी के प्रति संवेदनशील घटक, जैसे कि माइक्रोकंट्रोलर या कैपेसिटर, थर्मल तनाव को कम करने के लिए हीटिंग ज़ोन से दूर स्थित होते हैं। इसके अतिरिक्त, उच्च तापमान प्रतिरोध के साथ मिलाप मास्क गर्मी के लिए लंबे समय तक संपर्क में गिरावट को रोकते हैं, विद्युत इन्सुलेशन बनाए रखते हैं और अखंडता का पता लगाते हैं। निर्माता वास्तविक दुनिया के उपयोग के पैटर्न का अनुकरण करने के लिए थर्मल साइकिलिंग परीक्षण भी करते हैं, बार-बार हीटिंग और शीतलन चक्र से संबंधित संभावित विफलता बिंदुओं की पहचान करते हैं।
बैटरी प्रबंधन और ओवरचार्जिंग/डिस्चार्जिंग
लिथियम-आयन बैटरी के खिलाफ, आमतौर पर इलेक्ट्रॉनिक सिगरेट में उपयोग किए जाने वाले, ओवरचार्जिंग, ओवर-डिस्चार्जिंग और शॉर्ट सर्किट को रोकने के लिए मजबूत सुरक्षा सर्किट की आवश्यकता होती है, जिनमें से सभी थर्मल घटनाओं या भयावह विफलता को जन्म दे सकते हैं। पीसीबी असेंबली एक बीएमएस को एकीकृत करती है जो बैटरी वोल्टेज, करंट और तापमान की निगरानी करती है, गतिशील रूप से चार्जिंग दरों को समायोजित करती है या असुरक्षित स्थिति का पता चलने पर बैटरी को डिस्कनेक्ट करती है।
बीएमएस के प्रमुख घटकों में ओवरवॉल्टेज प्रोटेक्शन (ओवीपी) सर्किट शामिल हैं जो बैटरी को अपने अधिकतम सुरक्षित वोल्टेज और अंडरवोल्टेज लॉकआउट (यूवीएलओ) तंत्र तक पहुंचने पर चार्टिंग को रोकते हैं जो एक महत्वपूर्ण सीमा से नीचे डिस्चार्ज को रोकते हैं, जो बैटरी की आंतरिक संरचना को नुकसान पहुंचा सकता है। वर्तमान-सीमित प्रतिरोधों और फ़्यूज़ भी पीसीबी में उच्च-शक्ति ड्रॉ या आकस्मिक शॉर्ट्स के दौरान अत्यधिक वर्तमान प्रवाह को प्रतिबंधित करने के लिए एम्बेडेड हैं, जो बैटरी और उपयोगकर्ता दोनों को सुरक्षित रखते हैं।
हटाने योग्य बैटरी वाले उपकरणों के लिए, पीसीबी संपर्कों को जंग का विरोध करने और बार -बार सम्मिलन के बाद भी लगातार विद्युत कनेक्टिविटी बनाए रखने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए। स्प्रिंग-लोडेड या गोल्ड-प्लेटेड संपर्क प्रतिरोध को कम करते हैं और चार्जिंग या डिस्चार्जिंग के दौरान गर्मी सृजन को कम करते हैं। विधानसभा के दौरान, स्वचालित सोल्डरिंग प्रक्रियाएं बीएमएस और बैटरी टर्मिनलों के बीच विश्वसनीय कनेक्शन सुनिश्चित करती हैं, जबकि एक्स-रे निरीक्षण सतह-माउंट घटकों के नीचे मिलाप जोड़ों की अखंडता को सत्यापित करता है।
नियामक मानकों और प्रमाणन आवश्यकताओं के साथ अनुपालन
इलेक्ट्रॉनिक सिगरेट पीसीबी विधानसभाओं को बाजार की स्वीकृति और उपयोगकर्ता ट्रस्ट सुनिश्चित करने के लिए अंतर्राष्ट्रीय सुरक्षा मानकों का पालन करना चाहिए। यूरोपीय संघ के तंबाकू उत्पादों के निर्देश (टीपीडी) और यूएस फूड एंड ड्रग एडमिनिस्ट्रेशन (एफडीए) के दिशानिर्देश जैसे विनियम निकोटीन सामग्री, डिवाइस लेबलिंग और विद्युत सुरक्षा पर सख्त सीमाएं लागू करते हैं। पीसीबी के लिए, यह बैटरी सुरक्षा के लिए IEC 62133 और इलेक्ट्रॉनिक असेंबली गुणवत्ता के लिए IPC-A-610 जैसे मानकों के पालन का अनुवाद करता है।
UL या Tüv जैसे प्रमाणन निकायों ने यह सत्यापित करने के लिए स्वतंत्र परीक्षण का संचालन किया कि PCB इन मानकों को पूरा करते हैं, जिसमें लौ प्रतिरोध, विद्युत इन्सुलेशन और यांत्रिक स्थायित्व का मूल्यांकन शामिल है। डिजाइनर घटक रेटिंग में सुरक्षा मार्जिन को शामिल करते हैं - उदाहरण के लिए, वोल्टेज रेटिंग के साथ कैपेसिटर का चयन करना अपेक्षित ऑपरेटिंग वोल्टेज की तुलना में 20% अधिक है - विनिर्माण संस्करण या क्षणिक स्पाइक्स के लिए खाता है।
ट्रेसबिलिटी नियामक अनुपालन का एक और महत्वपूर्ण पहलू है, क्योंकि निर्माताओं को पीसीबी असेंबली प्रक्रिया के प्रत्येक चरण को सामग्री सोर्सिंग से लेकर अंतिम परीक्षण तक का दस्तावेजीकरण करना चाहिए। इसमें घटक लॉट नंबरों, मिलाप बैच पहचानकर्ताओं और निरीक्षण परिणामों के रिकॉर्ड को बनाए रखना शामिल है, यदि सुरक्षा के मुद्दे बाद में तैनाती के बाद तेजी से याद या जांच को सक्षम करते हैं।
विद्युत अलगाव, थर्मल प्रबंधन, बैटरी संरक्षण, और नियामक अनुपालन को प्राथमिकता देकर, इलेक्ट्रॉनिक सिगरेट में पीसीबी असेंबली उपभोक्ता उपयोग के लिए आवश्यक सुरक्षा और विश्वसनीयता प्राप्त करते हैं। ये उपाय न केवल उपयोगकर्ताओं को ओवरहीटिंग या बैटरी की विफलताओं जैसे खतरों से बचाते हैं, बल्कि एक प्रतिस्पर्धी बाजार में दीर्घकालिक प्रदर्शन भी सुनिश्चित करते हैं जहां सुरक्षा एक गैर-परक्राम्य सुविधा है।
