在设计用于户外应用的太阳能嵌入式系统时，耐用性、性能和能源效率是一个完美的考虑因素。梦想是平衡这三者，但如何才能实现呢？

您概念化布局的方式在很大程度上决定了系统的性能、效率和耐用性。在布局阶段调整到设计中的好主意可以显着提高太阳能设备的可制造性。

太阳能电池板的11大PCB设计技巧

以下是适用于您的下一个太阳能项目的11个电路板设计技巧—有些适用于更广泛的范围，而另一些则是太阳能电池电路板独有的：

1.尽早让您的PCB供应商参与进来

2.考虑太阳能电池板的效率

3.确认电池和面板尺寸

4.评估对功率密集型模块的需求

5.考虑固件架构

6.建造一个耐腐蚀的盒子

7.实现简单的电流流动

8.获得正确的PCB组件尺寸

9.精益求精

10.选择合适的表面处理

11.适当间隔PCB元件布局

1.尽早让您的PCB供应商参与设计

在PCB设计的早期就让您的电子制造供应商参与进来。理想的制造供应商在该行业拥有丰富的经验，可以帮助识别设计图纸上可能看不到的问题。

在初始设计阶段未能解决小问题可能会导致代价高昂的长期混乱，这可能会影响设备制造、性能和认证批准。

2.考虑太阳能电池电路板的效率

用于电子产品的小型太阳能电池板的能效取决于几个因素，包括电池板本身的类型。

通常，单晶太阳能电池板比薄膜或多晶太阳能电池板更有效。太阳能系统的功效也可能因供应商而异。

在开始PCB设计之前确认这些细节是一个很好的做法。

3.确认电池和面板尺寸

需要连续工作的太阳能电子设备将需要备用电池系统。

为太阳能电子产品设计 PCB 时要考虑的一个关键参数是光伏电源效率降至 0%后系统的持续时间。

有几个环境因素会影响太阳能电池板的性能，您需要有足够容量的电池来让您的设备长时间运行。

一旦确定了每天的电力需求，您就可以使用以下数据计算出太阳能电池板和电池的尺寸：

1.连续黑天的最大数量——决定所需的电池容量

2.最少晴天数——确定为电池充电和为设备供电所需的太阳能电池板尺寸

4.评估对高功率模块的需求

理想情况下，某些应用（例如热敏打印机、Wi-Fi和GSM）需要高功率模块。

在针对此类应用进行设计时，请尝试准确了解和预测模块的功耗。评估对电力密集型模块的需求将帮助您计算无缝运行太阳能电池板设备所需的电量。

5.考虑固件架构

花时间获得正确的固件结构设计，以便在微控制器不使用时将其置于“深度睡眠”模式。正确的固件设计可以帮助您的太阳能嵌入式系统在多云天气中持续使用数周。这确保了关键的节能，可以在不利条件下延长设备的运行时间。

理想的设计应该为由微控制器控制的物流和外围集成电路提供单独的电源通道。当系统空闲时，这样的系统可防止不必要的功耗。

6.建造一个耐腐蚀的盒子

太阳能设备通常位于元件外面，通常在安装座上。确保在盒子中提供温度控制，以确保内部的所有太阳能电池板电子设备都能处理高/低的外部温度。

一般规则是提供一个耐腐蚀的盒子，以防止恶劣的条件，包括：

1.冰雹

2.极端温度变化

3.飓风

7.实现轻松的电流流动

在您的PCB设计过程中，创建理想的线宽以促进轻松的电流流动。

理想情况下，您可以利用各种在线计算器来帮助您了解最佳线宽以实现轻松的电流流动。选择不妨碍电流流动的线宽是最大化布局效率的好方法。无缝电流对于设备的最佳能量利用也至关重要。

同样，在构思PCB布局时，对两个连续层使用单独的布线方向。例如，如果您在一层上使用水平布线，那么下一层的方向应该是垂直。

8.使您的PCB组件尺寸正确

在设计过程中使用尺寸过小的部件肯定会使设备的制造过程复杂化。如果您的电路板上有空闲空间，请选择更大的组件以增强产品的可制造性。

经验法则是在设计的早期阶段多投资一点，以保证快速生产并减少缺陷。

9.精益求精

一个精益太阳能电池电路板设计，最终导致工程需求减少，检验，加工，处理和库存管理。更少的零件也意味着降低成本和组装时间。

值得注意的是，复杂的PCB设计，例如在两侧都采用SMT（表面贴装技术）的设计，往往成本非常高。同样，除非对产品至关重要，否则避免在两侧放置通孔。

10.选择合适的表面处理

选择理想的表面光洁度是PCB设计中必不可少的一步。完美的PCB表面应保护电路免受腐蚀。它还应该为您的组件提供可焊接的表面。

选择表面时，请考虑：

1.您使用的组件

2.您的预期产量

3.耐用性要求

4.环境影响和成本

要避免的一种PCB表面处理是符合RoHS标准的热风焊料整平(HASL)。尽管HASL被认为是标准表面处理，但它往往会擦掉太阳能电路板上的焊料。

更好的选择是化学镀镍浸金(ENIG)。对于大多数PCB设计而言，ENIG表面处理既经济又实用。它也是完全平坦的，比其他可用选项更容易焊接。此外，大多数电路板组装厂可以在自己的设施中处ENIG，从而节省制造时间和成本。

11.适当地间隔PCB组件布局

在PCB设计布局中放置组件的位置非常重要。

将组件放置得太靠近边缘会影响系统的效率和耐用性。通常，陶瓷电容器放置得太靠近边缘时往往会很快破裂。放置得太近的组件也往往在功能上得分很低。例如，对此类组件进行接线可能具有挑战性，并且通常会导致可能影响整体系统效率的错误。

确保设计人员在靠近边缘的任何部件和整个PCB 布局周围放置一条路线。

在您的PCB设计期间与您的供应商合作

太阳能电池线路板的可制造性设计旨在更快、更轻松、更高效地构建您的产品。在电子设计阶段的早期与您的PCB制造商合作有助于简化和优化整个制造过程。