খবর

প্রকৃতিতে যাওয়ার জন্য আপনাকে ধন্যবাদ৷ আপনি যে ব্রাউজার সংস্করণটি ব্যবহার করছেন তাতে CSS-এর জন্য সীমিত সমর্থন রয়েছে৷ সেরা অভিজ্ঞতার জন্য, আমরা আপনাকে ব্রাউজারের একটি নতুন সংস্করণ ব্যবহার করার পরামর্শ দিই (অথবা Internet Explorer-এ সামঞ্জস্য মোড বন্ধ করুন)৷ একই সময়ে৷ , অব্যাহত সমর্থন নিশ্চিত করতে, আমরা শৈলী এবং জাভাস্ক্রিপ্ট ছাড়া সাইট প্রদর্শন করব।
সংযোজন এবং নিম্ন-তাপমাত্রা মুদ্রণ প্রক্রিয়াগুলি কম খরচে নমনীয় সাবস্ট্রেটে বিভিন্ন শক্তি-ব্যবহারকারী এবং শক্তি-গ্রাহক ইলেকট্রনিক ডিভাইসগুলিকে একীভূত করতে পারে। তবে, এই ডিভাইসগুলি থেকে সম্পূর্ণ ইলেকট্রনিক সিস্টেমের উত্পাদনের জন্য সাধারণত বিভিন্ন অপারেটিং ভোল্টেজের মধ্যে রূপান্তর করতে পাওয়ার ইলেকট্রনিক ডিভাইসের প্রয়োজন হয়। ডিভাইস। প্যাসিভ কম্পোনেন্টস- ইন্ডাক্টর, ক্যাপাসিটর এবং রেজিস্টর- ফিল্টারিং, স্বল্প-মেয়াদী শক্তি সঞ্চয়স্থান এবং ভোল্টেজ পরিমাপের মতো কাজ করে, যা পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স এবং অন্যান্য অনেক অ্যাপ্লিকেশনে অপরিহার্য। এই নিবন্ধে, আমরা ইন্ডাক্টর, ক্যাপাসিটার, প্রতিরোধক এবং RLC সার্কিটগুলি নমনীয় প্লাস্টিকের সাবস্ট্রেটের উপর স্ক্রীন-প্রিন্ট করা হয়, এবং ইন্ডাকটরগুলির সিরিজ প্রতিরোধকে হ্রাস করার জন্য ডিজাইনের প্রক্রিয়াটি রিপোর্ট করে যাতে সেগুলি পাওয়ার ইলেকট্রনিক ডিভাইসগুলিতে ব্যবহার করা যেতে পারে। মুদ্রিত ইন্ডাক্টর এবং রোধকে তারপর বুস্ট রেগুলেটর সার্কিটে অন্তর্ভুক্ত করা হয়। উত্পাদন জৈব আলো-নির্গত ডায়োড এবং নমনীয় লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির।ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রকগুলি ব্যাটারি থেকে ডায়োডগুলিকে শক্তি দিতে ব্যবহৃত হয়, যা DC-DC রূপান্তরকারী অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে প্রথাগত পৃষ্ঠ মাউন্ট উপাদানগুলিকে প্রতিস্থাপন করতে মুদ্রিত প্যাসিভ উপাদানগুলির সম্ভাবনা প্রদর্শন করে।
সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, পরিধানযোগ্য এবং বৃহৎ-ক্ষেত্রের ইলেকট্রনিক পণ্য এবং থিংস 1,2 ইন্টারনেটে বিভিন্ন নমনীয় ডিভাইসের প্রয়োগ তৈরি করা হয়েছে। এর মধ্যে রয়েছে শক্তি সংগ্রহকারী ডিভাইস, যেমন ফটোভোলটাইক 3, পিজোইলেকট্রিক 4 এবং থার্মোইলেকট্রিক 5;শক্তি সঞ্চয় ডিভাইস, যেমন ব্যাটারি 6, 7;এবং শক্তি-গ্রাহক ডিভাইস, যেমন সেন্সর 8, 9, 10, 11, 12 এবং আলোর উত্স 13. যদিও পৃথক শক্তির উত্স এবং লোডের ক্ষেত্রে দুর্দান্ত অগ্রগতি হয়েছে, এই উপাদানগুলিকে একটি সম্পূর্ণ ইলেকট্রনিক সিস্টেমে একত্রিত করার জন্য সাধারণত পাওয়ার ইলেকট্রনিক্সের প্রয়োজন হয় পাওয়ার সাপ্লাই আচরণ এবং লোডের প্রয়োজনীয়তার মধ্যে যে কোনও অমিল কাটিয়ে উঠুন৷ উদাহরণস্বরূপ, একটি ব্যাটারি তার চার্জের অবস্থা অনুযায়ী একটি পরিবর্তনশীল ভোল্টেজ তৈরি করে৷ যদি লোডের জন্য একটি ধ্রুবক ভোল্টেজের প্রয়োজন হয়, বা ব্যাটারি যে ভোল্টেজ তৈরি করতে পারে তার চেয়ে বেশি, পাওয়ার ইলেকট্রনিক্সের প্রয়োজন হয়৷ .পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স স্যুইচিং এবং নিয়ন্ত্রণ ফাংশন সঞ্চালনের জন্য সক্রিয় উপাদান (ট্রানজিস্টর) ব্যবহার করে, সেইসাথে প্যাসিভ উপাদান (ইনডাক্টর, ক্যাপাসিটর এবং প্রতিরোধক)। উদাহরণস্বরূপ, একটি সুইচিং রেগুলেটর সার্কিটে, প্রতিটি সুইচিং চক্রের সময় শক্তি সঞ্চয় করার জন্য একটি সূচনাকারী ব্যবহার করা হয়। , একটি ক্যাপাসিটর ভোল্টেজ লহর কমাতে ব্যবহৃত হয়, এবং প্রতিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণের জন্য প্রয়োজনীয় ভোল্টেজ পরিমাপ একটি প্রতিরোধক বিভাজক ব্যবহার করে করা হয়।
পাওয়ার ইলেকট্রনিক ডিভাইস যা পরিধানযোগ্য ডিভাইসগুলির জন্য উপযুক্ত (যেমন পালস অক্সিমিটার 9) এর জন্য বেশ কয়েকটি ভোল্ট এবং বেশ কয়েকটি মিলিঅ্যাম্পের প্রয়োজন হয়, সাধারণত শত শত kHz থেকে বেশ কয়েকটি MHz পর্যন্ত ফ্রিকোয়েন্সি পরিসরে কাজ করে এবং বেশ কয়েকটি μH এবং বেশ কয়েকটি μH ইন্ডাকট্যান্স এবং ক্যাপাসিট্যান্স μF হয়। 14 যথাক্রমে। এই সার্কিটগুলি তৈরির ঐতিহ্যগত পদ্ধতি হল বিযুক্ত উপাদানগুলিকে একটি অনমনীয় প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ডে (PCB) সোল্ডার করা। যদিও পাওয়ার ইলেকট্রনিক সার্কিটের সক্রিয় উপাদানগুলি সাধারণত একক সিলিকন ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটে (IC) একত্রিত হয়, তবে প্যাসিভ উপাদানগুলি সাধারণত। বাহ্যিক, হয় কাস্টম সার্কিটকে অনুমতি দেয়, অথবা সিলিকনে প্রয়োগ করার জন্য প্রয়োজনীয় ইন্ডাকট্যান্স এবং ক্যাপাসিট্যান্স খুব বড়।
প্রথাগত PCB-ভিত্তিক উত্পাদন প্রযুক্তির সাথে তুলনা করে, সংযোজনমূলক মুদ্রণ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে ইলেকট্রনিক ডিভাইস এবং সার্কিট তৈরির সরলতা এবং খরচের দিক থেকে অনেক সুবিধা রয়েছে। প্রথমত, যেহেতু সার্কিটের অনেক উপাদানের জন্য একই উপকরণের প্রয়োজন হয়, যেমন যোগাযোগের জন্য ধাতু। এবং আন্তঃসংযোগ, মুদ্রণ একই সময়ে একাধিক উপাদান তৈরি করার অনুমতি দেয়, অপেক্ষাকৃত কম প্রক্রিয়াকরণের ধাপ এবং উপকরণের কম উত্সের সাথে15। ফোটোলিথোগ্রাফি এবং এচিং-এর মতো বিয়োগমূলক প্রক্রিয়াগুলি প্রতিস্থাপনের জন্য সংযোজন প্রক্রিয়ার ব্যবহার প্রক্রিয়া জটিলতা এবং উপাদানের অপচয়কে আরও কমিয়ে দেয়16, 17, 18, এবং 19. উপরন্তু, প্রিন্টিংয়ে ব্যবহৃত নিম্ন তাপমাত্রা নমনীয় এবং সস্তা প্লাস্টিকের সাবস্ট্রেটের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ, যা উচ্চ-গতির রোল-টু-রোল উত্পাদন প্রক্রিয়াগুলিকে ইলেকট্রনিক ডিভাইসগুলি 16, 20 বৃহৎ এলাকায় কভার করার অনুমতি দেয়। অ্যাপ্লিকেশনের জন্য যা মুদ্রিত উপাদানগুলির সাথে সম্পূর্ণরূপে উপলব্ধি করা যায় না, হাইব্রিড পদ্ধতিগুলি তৈরি করা হয়েছে যাতে সারফেস মাউন্ট প্রযুক্তি (এসএমটি) উপাদানগুলি কম তাপমাত্রায় মুদ্রিত উপাদানগুলির পাশে নমনীয় সাবস্ট্রেট 21, 22, 23 এর সাথে সংযুক্ত থাকে৷ এই হাইব্রিড পদ্ধতিতে, এটি এখনও রয়েছে৷ অতিরিক্ত প্রক্রিয়ার সুবিধা পেতে এবং সার্কিটের সামগ্রিক নমনীয়তা বাড়ানোর জন্য যতটা সম্ভব SMT উপাদানগুলিকে মুদ্রিত অংশগুলির সাথে প্রতিস্থাপন করা প্রয়োজন৷ নমনীয় পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স উপলব্ধি করার জন্য, আমরা SMT সক্রিয় উপাদান এবং স্ক্রিন-প্রিন্টেড প্যাসিভের সমন্বয়ের প্রস্তাব করেছি৷ প্ল্যানার স্পাইরাল ইনডাক্টর দিয়ে ভারী এসএমটি ইন্ডাক্টর প্রতিস্থাপনের উপর বিশেষ জোর দিয়ে উপাদান। মুদ্রিত ইলেকট্রনিক্স তৈরির বিভিন্ন প্রযুক্তির মধ্যে, স্ক্রিন প্রিন্টিং বিশেষভাবে প্যাসিভ উপাদানগুলির জন্য উপযুক্ত কারণ এর বৃহৎ ফিল্ম পুরুত্ব (যা ধাতব বৈশিষ্ট্যগুলির সিরিজ প্রতিরোধকে হ্রাস করার জন্য প্রয়োজনীয়। ) এবং উচ্চ মুদ্রণের গতি, এমনকি সেন্টিমিটার-স্তরের অঞ্চলগুলি কভার করার সময়ও একই সময়ে সত্য। উপাদান 24।
পাওয়ার ইলেকট্রনিক যন্ত্রপাতির নিষ্ক্রিয় উপাদানগুলির ক্ষতি অবশ্যই কমিয়ে আনতে হবে, কারণ সার্কিটের কার্যকারিতা সরাসরি সিস্টেমকে পাওয়ার জন্য প্রয়োজনীয় শক্তির পরিমাণকে প্রভাবিত করে৷ এটি বিশেষত লম্বা কয়েলের তৈরি মুদ্রিত ইন্ডাক্টরগুলির জন্য চ্যালেঞ্জিং, যেগুলি উচ্চ সিরিজের জন্য সংবেদনশীল৷ resistance.অতএব, যদিও প্রিন্ট করা কয়েলের 25, 26, 27, 28 রোধ কমানোর কিছু প্রচেষ্টা করা হয়েছে, তবুও পাওয়ার ইলেকট্রনিক ডিভাইসের জন্য উচ্চ-দক্ষ মুদ্রিত প্যাসিভ উপাদানের অভাব রয়েছে রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি আইডেন্টিফিকেশন (RFID) বা শক্তি সংগ্রহের উদ্দেশ্যে 10, 12, 25, 27, 28, 29, 30, 31. অন্যরা উপাদান বা উত্পাদন প্রক্রিয়া বিকাশের উপর ফোকাস করে এবং জেনেরিক উপাদানগুলি দেখায় 26, 32, 33, 34 যেগুলি নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনের জন্য অপ্টিমাইজ করা হয় না৷ বিপরীতে, পাওয়ার ইলেকট্রনিক সার্কিট যেমন ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রকগুলি প্রায়শই সাধারণ মুদ্রিত প্যাসিভ ডিভাইসগুলির চেয়ে বড় উপাদান ব্যবহার করে এবং অনুরণনের প্রয়োজন হয় না, তাই বিভিন্ন উপাদান ডিজাইনের প্রয়োজন হয়৷
এখানে, আমরা পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স সম্পর্কিত ফ্রিকোয়েন্সিগুলিতে ক্ষুদ্রতম সিরিজ প্রতিরোধ এবং উচ্চ কার্যক্ষমতা অর্জনের জন্য μH পরিসরে স্ক্রিন-প্রিন্ট করা ইন্ডাক্টরগুলির ডিজাইন এবং অপ্টিমাইজেশন প্রবর্তন করি। বিভিন্ন উপাদান মান সহ স্ক্রিন-প্রিন্ট করা ইন্ডাক্টর, ক্যাপাসিটর এবং প্রতিরোধক তৈরি করা হয়। নমনীয় প্লাস্টিক সাবস্ট্রেটের উপর। নমনীয় ইলেকট্রনিক পণ্যগুলির জন্য এই উপাদানগুলির উপযুক্ততা প্রথমে একটি সাধারণ RLC সার্কিটে প্রদর্শিত হয়েছিল। মুদ্রিত সূচনাকারী এবং প্রতিরোধককে তারপর IC এর সাথে একত্রিত করে একটি বুস্ট রেগুলেটর তৈরি করা হয়। অবশেষে, একটি জৈব আলো-নিঃসরণকারী ডায়োড (OLED) ) এবং একটি নমনীয় লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি তৈরি করা হয়, এবং একটি ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রক ব্যাটারি থেকে OLED কে পাওয়ার জন্য ব্যবহার করা হয়।
পাওয়ার ইলেকট্রনিক্সের জন্য মুদ্রিত ইন্ডাক্টর ডিজাইন করার জন্য, আমরা প্রথমে মোহন এট আল-এ প্রস্তাবিত বর্তমান শীট মডেলের উপর ভিত্তি করে একটি সিরিজের ইন্ডাক্টর জ্যামিতির আবেশ এবং ডিসি প্রতিরোধের পূর্বাভাস দিয়েছিলাম।35, এবং মডেলের নির্ভুলতা নিশ্চিত করার জন্য বিভিন্ন জ্যামিতির বানোয়াট ইন্ডাক্টর৷ এই কাজে, সূচনাকারীর জন্য একটি বৃত্তাকার আকৃতি বেছে নেওয়া হয়েছিল কারণ একটি বহুভুজ জ্যামিতির তুলনায় একটি কম প্রতিরোধের সাথে উচ্চতর আবেশ 36 অর্জন করা যেতে পারে৷ কালির প্রভাব প্রতিরোধের উপর প্রিন্টিং চক্রের ধরন এবং সংখ্যা নির্ধারণ করা হয়। এই ফলাফলগুলি 4.7 μH এবং 7.8 μH ইনডাক্টরগুলিকে ন্যূনতম ডিসি প্রতিরোধের জন্য অপ্টিমাইজ করার জন্য অ্যামিটার মডেলের সাথে ব্যবহার করা হয়েছিল।
স্পাইরাল ইনডাক্টরগুলির ইন্ডাকট্যান্স এবং ডিসি রেজিস্ট্যান্সকে বিভিন্ন প্যারামিটার দ্বারা বর্ণনা করা যেতে পারে: বাইরের ব্যাস ডু, টার্ন প্রস্থ w এবং স্পেসিং s, টার্নের সংখ্যা n, এবং কন্ডাক্টর শীট রেজিস্ট্যান্স Rsheet। চিত্র 1a একটি সিল্ক-স্ক্রিন প্রিন্টেড বৃত্তাকার ইনডাক্টরের একটি ফটো দেখায় n = 12 সহ, জ্যামিতিক পরামিতিগুলি দেখায় যা এর আবেশ নির্ণয় করে। মোহন এট আল-এর অ্যামিটার মডেল অনুসারে।35, আবেশিক জ্যামিতি একটি সিরিজের জন্য গণনা করা হয়, যেখানে
(a) জ্যামিতিক পরামিতিগুলি দেখানো স্ক্রিন-প্রিন্ট করা ইন্ডাক্টরের একটি ফটো৷ ব্যাস হল 3 সেমি৷ ইন্ডাকট্যান্স (b) এবং DC রেজিস্ট্যান্স (c) বিভিন্ন ইন্ডাক্টর জ্যামিতির৷ লাইন এবং চিহ্নগুলি যথাক্রমে গণনা করা এবং পরিমাপ করা মানের সাথে মিলে যায়৷ (d,e) ইন্ডাক্টর L1 এবং L2 এর DC রেজিস্ট্যান্সগুলি যথাক্রমে Dupont 5028 এবং 5064H সিলভার কালি দিয়ে প্রিন্ট করা হয়।
উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে, ত্বকের প্রভাব এবং পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্স তার DC মান অনুযায়ী ইন্ডাক্টরের প্রতিরোধ এবং আবেশকে পরিবর্তন করবে। প্রবর্তকটি যথেষ্ট কম ফ্রিকোয়েন্সিতে কাজ করবে বলে আশা করা হচ্ছে যে এই প্রভাবগুলি নগণ্য, এবং ডিভাইসটি একটি ধ্রুবক আবেশ হিসাবে আচরণ করে। সিরিজে একটি ধ্রুবক প্রতিরোধের সাথে। অতএব, এই কাজটিতে, আমরা জ্যামিতিক পরামিতি, ইন্ডাকট্যান্স এবং ডিসি রেজিস্ট্যান্সের মধ্যে সম্পর্ক বিশ্লেষণ করেছি, এবং সবচেয়ে ছোট ডিসি রেজিস্ট্যান্সের সাথে একটি প্রদত্ত ইন্ডাকট্যান্স পেতে ফলাফলগুলি ব্যবহার করেছি।
ইন্ডাকট্যান্স এবং রেজিস্ট্যান্স হিসেব করা হয় জ্যামিতিক পরামিতিগুলির একটি সিরিজের জন্য যা স্ক্রিন প্রিন্টিং দ্বারা উপলব্ধি করা যেতে পারে, এবং এটি প্রত্যাশিত যে μH পরিসরে ইন্ডাকট্যান্স তৈরি হবে। বাইরের ব্যাস 3 এবং 5 সেমি, রেখার প্রস্থ 500 এবং 1000 মাইক্রন , এবং বিভিন্ন বাঁক তুলনা করা হয়। গণনায়, এটি অনুমান করা হয় যে শীট প্রতিরোধের 47 mΩ/□, যা একটি 7 μm পুরু ডুপন্ট 5028 সিলভার মাইক্রোফ্লেক কন্ডাক্টর স্তরের সাথে 400 মেশ স্ক্রীন প্রিন্ট করা এবং w = s সেট করা। গণনাকৃত আবেশ এবং প্রতিরোধের মানগুলি যথাক্রমে চিত্র 1b এবং c-এ দেখানো হয়েছে৷ মডেলটি ভবিষ্যদ্বাণী করে যে বহিঃস্থ ব্যাস এবং বাঁকগুলির সংখ্যা বৃদ্ধির সাথে বা লাইনের প্রস্থ হ্রাসের সাথে সাথে আবেশ এবং প্রতিরোধ উভয়ই বৃদ্ধি পাবে৷
মডেল ভবিষ্যদ্বাণীর যথার্থতা মূল্যায়ন করার জন্য, বিভিন্ন জ্যামিতি এবং ইন্ডাকট্যান্সের প্রবর্তক একটি পলিথিন টেরেফথালেট (পিইটি) সাবস্ট্রেটে তৈরি করা হয়েছিল৷ পরিমাপকৃত আবেশ এবং প্রতিরোধের মানগুলি চিত্র 1b এবং c-এ দেখানো হয়েছে৷ যদিও কিছু ডিভিশন থেকে প্রতিরোধ দেখানো হয়েছে৷ প্রত্যাশিত মান, প্রধানত জমা কালির বেধ এবং অভিন্নতার পরিবর্তনের কারণে, ইন্ডাকট্যান্স মডেলের সাথে খুব ভাল চুক্তি দেখায়।
এই ফলাফলগুলি প্রয়োজনীয় ইন্ডাকট্যান্স এবং ন্যূনতম ডিসি রেজিস্ট্যান্স সহ একটি ইন্ডাক্টর ডিজাইন করতে ব্যবহার করা যেতে পারে৷ উদাহরণ স্বরূপ, ধরুন 2 μH এর একটি ইন্ডাকট্যান্স প্রয়োজন৷ চিত্র 1b দেখায় যে এই ইন্ডাকট্যান্সটি 3 সেমি, একটি লাইন প্রস্থের বাইরের ব্যাস সহ উপলব্ধি করা যেতে পারে৷ 500 μm, এবং 10টি বাঁক। 5 সেমি বাইরের ব্যাস, 500 μm লাইন প্রস্থ এবং 5 টার্ন বা 1000 μm লাইন প্রস্থ এবং 7 টার্ন (চিত্রে দেখানো হয়েছে) ব্যবহার করে একই আবেশ তৈরি করা যেতে পারে। এই তিনটির প্রতিরোধের তুলনা করা। চিত্র 1c-তে সম্ভাব্য জ্যামিতি, এটি পাওয়া যাবে যে 1000 μm রেখার প্রস্থ সহ একটি 5 সেমি ইন্ডাক্টরের সর্বনিম্ন প্রতিরোধের হল 34 Ω, যা অন্য দুটির তুলনায় প্রায় 40% কম৷ একটি প্রদত্ত আবেশ অর্জনের জন্য সাধারণ নকশা প্রক্রিয়া ন্যূনতম প্রতিরোধের সাথে নিম্নরূপ সংক্ষিপ্ত করা হয়েছে: প্রথমে, অ্যাপ্লিকেশন দ্বারা আরোপিত স্থানের সীমাবদ্ধতা অনুসারে সর্বাধিক অনুমোদিত বাইরের ব্যাস নির্বাচন করুন। তারপর, উচ্চ ফিল রেট পাওয়ার জন্য প্রয়োজনীয় ইন্ডাকট্যান্স অর্জন করার সময় লাইনের প্রস্থ যতটা সম্ভব বড় হওয়া উচিত। (সমীকরণ (3))।
ধাতব ফিল্মের শীট প্রতিরোধ ক্ষমতা কমাতে পুরুত্ব বাড়ানো বা উচ্চ পরিবাহিতা সহ একটি উপাদান ব্যবহার করে, ইন্ডাকট্যান্সকে প্রভাবিত না করেই ডিসি প্রতিরোধকে আরও হ্রাস করা যেতে পারে। দুটি ইন্ডাক্টর, যাদের জ্যামিতিক পরামিতিগুলি সারণী 1 এ দেওয়া হয়েছে, যার নাম L1 এবং L2, প্রতিরোধের পরিবর্তনের মূল্যায়ন করার জন্য বিভিন্ন সংখ্যক আবরণ দিয়ে তৈরি করা হয়। কালি আবরণের সংখ্যা বাড়ার সাথে সাথে, রোধ প্রত্যাশা অনুযায়ী আনুপাতিকভাবে হ্রাস পায়, যেমন চিত্র 1d এবং e-তে দেখানো হয়েছে, যা যথাক্রমে L1 এবং L2 প্রবর্তক। চিত্র 1d এবং e দেখান যে আবরণের 6টি স্তর প্রয়োগ করে, প্রতিরোধ 6 গুণ পর্যন্ত হ্রাস করা যেতে পারে এবং স্তর 1 এবং স্তর 2 এর মধ্যে প্রতিরোধের সর্বাধিক হ্রাস (50-65%) ঘটে। যেহেতু কালির প্রতিটি স্তর তুলনামূলকভাবে পাতলা, একটি তুলনামূলকভাবে ছোট গ্রিড আকারের স্ক্রীন (প্রতি ইঞ্চিতে 400 লাইন) এই ইনডাক্টরগুলিকে প্রিন্ট করতে ব্যবহার করা হয়, যা আমাদের প্রতিরোধের উপর কন্ডাকটরের বেধের প্রভাব অধ্যয়ন করতে দেয়৷ যতক্ষণ পর্যন্ত প্যাটার্ন বৈশিষ্ট্যগুলি গ্রিডের ন্যূনতম রেজোলিউশনের চেয়ে বড় থাকে, অনুরূপ বেধ (এবং প্রতিরোধ) একটি বৃহত্তর গ্রিড আকারের সাথে একটি ছোট সংখ্যক আবরণ মুদ্রণ করে দ্রুত অর্জন করা যেতে পারে। এই পদ্ধতিটি এখানে আলোচিত 6-কোটেড ইন্ডাক্টরের মতো একই DC প্রতিরোধ অর্জন করতে ব্যবহার করা যেতে পারে, কিন্তু উচ্চ উত্পাদন গতির সাথে।
চিত্র 1d এবং e আরও দেখায় যে আরও পরিবাহী সিলভার ফ্লেক কালি ডুপন্ট 5064H ব্যবহার করে, প্রতিরোধ ক্ষমতা দুটির একটি ফ্যাক্টর দ্বারা হ্রাস করা হয়। দুটি কালি (চিত্র 1f, g) দিয়ে মুদ্রিত ফিল্মের SEM মাইক্রোগ্রাফ থেকে এটি হতে পারে দেখা গেছে যে 5028 কালির নিম্ন পরিবাহিতা তার ছোট কণার আকার এবং মুদ্রিত ফিল্মের কণার মধ্যে অনেকগুলি শূন্যতার উপস্থিতির কারণে। অন্যদিকে, 5064H-এ বড়, আরও ঘনিষ্ঠভাবে সাজানো ফ্লেক্স রয়েছে, যার ফলে এটি বাল্কের কাছাকাছি আচরণ করে। রূপালী।যদিও এই কালি দ্বারা উত্পাদিত ফিল্মটি 5028 কালির চেয়ে পাতলা, 4 μm এর একটি একক স্তর এবং 22 μm এর 6 স্তর সহ, পরিবাহিতা বৃদ্ধি সামগ্রিক প্রতিরোধ কমাতে যথেষ্ট।
অবশেষে, যদিও ইন্ডাকট্যান্স (সমীকরণ (1)) বাঁকগুলির সংখ্যা (w + s) এর উপর নির্ভর করে, তবে রোধ (সমীকরণ (5)) শুধুমাত্র লাইনের প্রস্থের উপর নির্ভর করে। অতএব, s-এর তুলনায় w বৃদ্ধি করে, প্রতিরোধের আরও কমানো যেতে পারে। দুটি অতিরিক্ত ইন্ডাক্টর L3 এবং L4 কে w = 2s এবং একটি বড় বাইরের ব্যাস থাকার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, যেমনটি টেবিল 1-এ দেখানো হয়েছে। এই ইনডাক্টরগুলিকে ডুপন্ট 5064H আবরণের 6 স্তর দিয়ে তৈরি করা হয়েছে, যেমনটি আগে দেখানো হয়েছে সর্বোচ্চ পারফরম্যান্স। L3 এর আনয়ন ক্ষমতা হল 4.720 ± 0.002 μH এবং রোধ হল 4.9 ± 0.1 Ω, যখন L4-এর প্রবর্তন হল 7.839 ± 0.005 μH এবং 6.9 ± 0.1 Ω, যেগুলি ডিআই মডেলের সাথে ভাল চুক্তিতে রয়েছে বেধ, পরিবাহিতা, এবং w/s বৃদ্ধি, এর মানে হল চিত্র 1-এর মান সাপেক্ষে L/R অনুপাত একটি মাত্রার চেয়ে বেশি বৃদ্ধি পেয়েছে।
যদিও কম ডিসি রেজিস্ট্যান্স আশাব্যঞ্জক, তবে kHz-MHz রেঞ্জে চালিত পাওয়ার ইলেকট্রনিক সরঞ্জামগুলির জন্য ইন্ডাক্টরগুলির উপযুক্ততা মূল্যায়নের জন্য AC ফ্রিকোয়েন্সিগুলিতে চরিত্রায়নের প্রয়োজন হয়৷ চিত্র 2a L3 এবং L4-এর রোধ এবং প্রতিক্রিয়ার ফ্রিকোয়েন্সি নির্ভরতা দেখায়৷ 10 MHz এর নীচে ফ্রিকোয়েন্সিগুলির জন্য , প্রতিরোধ তার DC মানতে মোটামুটিভাবে স্থির থাকে, যখন বিক্রিয়াটি ফ্রিকোয়েন্সির সাথে রৈখিকভাবে বৃদ্ধি পায়, যার মানে হল প্রত্যাশিত অনুরণন স্থির থাকে। স্ব-অনুরণিত ফ্রিকোয়েন্সিটি এমন ফ্রিকোয়েন্সি হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয় যেখানে প্রতিবন্ধকতা আবেশী থেকে ক্যাপাসিটিভে পরিবর্তিত হয়। L3 হচ্ছে 35.6 ± 0.3 MHz এবং L4 হচ্ছে 24.3 ± 0.6 MHz। কোয়ালিটি ফ্যাক্টর Q এর ফ্রিকোয়েন্সি নির্ভরতা (ωL/R এর সমান) চিত্র 2b-এ দেখানো হয়েছে। L3 এবং L4 সর্বাধিক 35 ± 1 এবং 33 ± 1 গুণমানের গুণক অর্জন করে যথাক্রমে 11 এবং 16 মেগাহার্টজ ফ্রিকোয়েন্সিতে। মেগাহার্টজ ফ্রিকোয়েন্সিতে কয়েকটি μH এবং অপেক্ষাকৃত উচ্চ Q এর আবেশ এই সূচনাকারীগুলিকে কম-পাওয়ার ডিসি-ডিসি কনভার্টারগুলিতে ঐতিহ্যগত সারফেস-মাউন্ট ইন্ডাক্টরগুলিকে প্রতিস্থাপন করার জন্য যথেষ্ট করে তোলে।
পরিমাপ করা প্রতিরোধের R এবং বিক্রিয়া X (a) এবং মানের ফ্যাক্টর Q (b) inductors L3 এবং L4 কম্পাঙ্কের সাথে সম্পর্কিত।
একটি প্রদত্ত ক্যাপাসিট্যান্সের জন্য প্রয়োজনীয় পদচিহ্ন কমানোর জন্য, একটি বড় নির্দিষ্ট ক্যাপাসিট্যান্স সহ ক্যাপাসিটর প্রযুক্তি ব্যবহার করা ভাল, যা অস্তরক ধ্রুবক ε কে অস্তরক এর পুরুত্ব দ্বারা ভাগ করা হয়। এই কাজে, আমরা বেরিয়াম টাইটানেট কম্পোজিট বেছে নিয়েছি। ডাইইলেক্ট্রিক হিসাবে কারণ এতে অন্যান্য দ্রবণ-প্রক্রিয়াজাত জৈব ডাইলেকট্রিকের তুলনায় উচ্চতর এপিসিলন রয়েছে। অস্তরক স্তরটি দুটি রূপালী পরিবাহীর মধ্যে একটি ধাতু-অস্তরক-ধাতু কাঠামো গঠনের জন্য স্ক্রীন প্রিন্ট করা হয়। সেন্টিমিটারে বিভিন্ন আকারের ক্যাপাসিটর, যেমন চিত্র 3a-তে দেখানো হয়েছে। , ভাল ফলন বজায় রাখার জন্য ডাইইলেকট্রিক কালির দুই বা তিনটি স্তর ব্যবহার করে তৈরি করা হয়। চিত্র 3b একটি প্রতিনিধি ক্যাপাসিটরের একটি ক্রস-বিভাগীয় SEM মাইক্রোগ্রাফ দেখায় যা ডাইলেকট্রিকের দুটি স্তর দিয়ে তৈরি, যার মোট অস্তরক বেধ 21 μm। উপরের এবং নীচের ইলেক্ট্রোড যথাক্রমে এক-স্তর এবং ছয়-স্তর 5064H। মাইক্রোন-আকারের বেরিয়াম টাইটানেট কণাগুলি SEM ছবিতে দৃশ্যমান কারণ উজ্জ্বল অঞ্চলগুলি গাঢ় জৈব বাইন্ডার দ্বারা বেষ্টিত। অস্তরক কালি নীচের ইলেক্ট্রোডকে ভালভাবে ভিজিয়ে দেয় এবং একটি পরিষ্কার ইন্টারফেস তৈরি করে। মুদ্রিত ধাতব ফিল্ম, যেমনটি উচ্চতর বিবর্ধন সহ চিত্রণে দেখানো হয়েছে।
(a) পাঁচটি ভিন্ন ক্ষেত্র সহ একটি ক্যাপাসিটরের একটি ছবি। (b) একটি ক্যাপাসিটরের ক্রস-বিভাগীয় SEM মাইক্রোগ্রাফ যার দুটি স্তর অস্তরক, বেরিয়াম টাইটানেট ডাইইলেকট্রিক এবং সিলভার ইলেক্ট্রোড দেখায়। (c) 2 এবং 3 বেরিয়াম টাইটানেট সহ ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিটেন্স ডাইইলেকট্রিক স্তর এবং বিভিন্ন এলাকা, 1 MHz এ পরিমাপ করা হয়।
ক্যাপাসিট্যান্স প্রত্যাশিত এলাকার সমানুপাতিক।চিত্র 3c-তে দেখানো হয়েছে, দ্বি-স্তর অস্তরক-এর নির্দিষ্ট ক্যাপাসিট্যান্স হল 0.53 nF/cm2, এবং তিন-স্তর অস্তরক-এর নির্দিষ্ট ক্যাপাসিট্যান্স হল 0.33 nF/cm2৷ এই মানগুলি 13-এর একটি অস্তরক ধ্রুবকের সাথে মিলে যায়৷ ক্যাপাসিট্যান্স এবং ডিসিপেশন ফ্যাক্টর (DF) বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সিতেও পরিমাপ করা হয়েছিল, যেমন চিত্র 3d-এ দেখানো হয়েছে, একটি 2.25 সেমি 2 ক্যাপাসিটরের জন্য দুটি স্তরের অস্তরকযুক্ত। আমরা দেখতে পেয়েছি যে ক্যাপাসিট্যান্সটি আগ্রহের ফ্রিকোয়েন্সি পরিসরে তুলনামূলকভাবে সমতল ছিল, 20% বৃদ্ধি পেয়েছে। 1 থেকে 10 MHz পর্যন্ত, একই পরিসরে থাকাকালীন, DF 0.013 থেকে 0.023 এ বেড়েছে। যেহেতু অপচয় ফ্যাক্টর হল প্রতিটি এসি চক্রে সঞ্চিত শক্তির সাথে শক্তির ক্ষয়ক্ষতির অনুপাত, 0.02 এর একটি DF মানে হ্যান্ডেল করা শক্তির 2% ক্যাপাসিটর দ্বারা গ্রাস করা হয়। এই ক্ষতিকে সাধারণত ক্যাপাসিটরের সাথে সিরিজে সংযুক্ত ফ্রিকোয়েন্সি-নির্ভর সমতুল্য সিরিজ রেজিস্ট্যান্স (ESR) হিসাবে প্রকাশ করা হয়, যা DF/ωC এর সমান। চিত্র 3d-এ দেখানো হয়েছে, 1 MHz-এর বেশি ফ্রিকোয়েন্সির জন্য, ESR 1.5 Ω-এর চেয়ে কম, এবং 4 MHz-এর বেশি ফ্রিকোয়েন্সির জন্য, ESR 0.5 Ω-এর চেয়ে কম। যদিও এই ক্যাপাসিটর প্রযুক্তি ব্যবহার করে, DC-DC রূপান্তরকারীদের জন্য প্রয়োজনীয় μF-শ্রেণীর ক্যাপাসিটরগুলির একটি খুব বড় এলাকা প্রয়োজন, কিন্তু 100 pF- nF ক্যাপাসিট্যান্স পরিসীমা এবং এই ক্যাপাসিটরগুলির কম ক্ষতি তাদের অন্যান্য অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত করে তোলে, যেমন ফিল্টার এবং রেজোন্যান্ট সার্কিট। ক্যাপাসিট্যান্স বাড়ানোর জন্য বিভিন্ন পদ্ধতি ব্যবহার করা যেতে পারে। একটি উচ্চতর অস্তরক ধ্রুবক নির্দিষ্ট ক্যাপাসিট্যান্স 37 বৃদ্ধি করে;উদাহরণস্বরূপ, কালিতে বেরিয়াম টাইটানেট কণার ঘনত্ব বাড়িয়ে এটি অর্জন করা যেতে পারে। একটি ছোট অস্তরক বেধ ব্যবহার করা যেতে পারে, যদিও এর জন্য একটি স্ক্রীন-প্রিন্টেড সিলভার ফ্লেকের চেয়ে কম রুক্ষতা সহ নীচের ইলেক্ট্রোড প্রয়োজন। পাতলা, নিম্ন রুক্ষতা ক্যাপাসিটর। স্তরগুলি ইঙ্কজেট প্রিন্টিং 31 বা গ্র্যাভিউর প্রিন্টিং 10 দ্বারা জমা করা যেতে পারে, যা একটি স্ক্রিন প্রিন্টিং প্রক্রিয়ার সাথে একত্রিত করা যেতে পারে৷ অবশেষে, ধাতু এবং ডাইইলেকট্রিকের একাধিক পর্যায়ক্রমে স্তরগুলি স্ট্যাক করা এবং মুদ্রিত করা যায় এবং সমান্তরালভাবে সংযুক্ত করা যায়, যার ফলে প্রতি ইউনিট এলাকায় ক্যাপাসিট্যান্স 34 বৃদ্ধি পায় .
একজোড়া প্রতিরোধকের সমন্বয়ে গঠিত একটি ভোল্টেজ বিভাজক সাধারণত একটি ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রকের প্রতিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণের জন্য প্রয়োজনীয় ভোল্টেজ পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হয়। এই ধরনের প্রয়োগের জন্য, মুদ্রিত প্রতিরোধকের প্রতিরোধ kΩ-MΩ সীমার মধ্যে হওয়া উচিত এবং এর মধ্যে পার্থক্য ডিভাইসগুলি ছোট। এখানে, এটি পাওয়া গেছে যে একক-স্তর স্ক্রীন-প্রিন্টেড কার্বন কালির শীট প্রতিরোধ ক্ষমতা ছিল 900 Ω/□। এই তথ্য দুটি রৈখিক প্রতিরোধক (R1 এবং R2) এবং একটি সার্পেন্টাইন প্রতিরোধক (R3) ডিজাইন করতে ব্যবহৃত হয় ) 10 kΩ, 100 kΩ, এবং 1.5 MΩ এর নামমাত্র রোধ সহ। নামমাত্র মানের মধ্যে রোধ দুটি বা তিনটি স্তরের কালি প্রিন্ট করার মাধ্যমে অর্জন করা হয়, যেমন চিত্র 4 এবং তিনটি প্রতিরোধের ফটোগুলি দেখানো হয়েছে। 8- তৈরি করুন প্রতিটি ধরনের 12 নমুনা;সব ক্ষেত্রে, প্রতিরোধের মানক বিচ্যুতি 10% বা তার কম। দুই বা তিন স্তরের আবরণ সহ নমুনার প্রতিরোধের পরিবর্তন এক স্তরের আবরণের নমুনার তুলনায় সামান্য ছোট হতে থাকে। পরিমাপ করা প্রতিরোধের ছোট পরিবর্তন এবং নামমাত্র মানের সাথে ঘনিষ্ঠ চুক্তি ইঙ্গিত করে যে এই পরিসরের অন্যান্য প্রতিরোধগুলি রোধ জ্যামিতি পরিবর্তন করে সরাসরি প্রাপ্ত করা যেতে পারে।
তিনটি ভিন্ন রোধ জ্যামিতিতে বিভিন্ন সংখ্যক কার্বন প্রতিরোধী কালি আবরণ। তিনটি প্রতিরোধকের ফটো ডানদিকে দেখানো হয়েছে।
RLC সার্কিট হল রেজিস্টর, ইনডাক্টর এবং ক্যাপাসিটর কম্বিনেশনের ক্লাসিক টেক্সটবুক উদাহরণ যা বাস্তব মুদ্রিত সার্কিটে একত্রিত প্যাসিভ উপাদানের আচরণ প্রদর্শন ও যাচাই করতে ব্যবহৃত হয়। এই সার্কিটে, একটি 8 μH ইন্ডাক্টর এবং একটি 0.8 nF ক্যাপাসিটর সিরিজে সংযুক্ত থাকে, এবং একটি 25 kΩ প্রতিরোধক তাদের সাথে সমান্তরালভাবে সংযুক্ত রয়েছে। নমনীয় সার্কিটের ফটোটি চিত্র 5a তে দেখানো হয়েছে। এই বিশেষ সিরিজ-সমান্তরাল সংমিশ্রণটি বেছে নেওয়ার কারণ হল এর আচরণ তিনটি ভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সি উপাদানের প্রতিটি দ্বারা নির্ধারিত হয়, যাতে প্রতিটি উপাদানের কর্মক্ষমতা হাইলাইট এবং মূল্যায়ন করা যেতে পারে। ইন্ডাক্টরের 7 Ω সিরিজ প্রতিরোধ এবং ক্যাপাসিটরের 1.3 Ω ESR বিবেচনা করে, সার্কিটের প্রত্যাশিত ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া গণনা করা হয়েছিল। সার্কিট ডায়াগ্রামটি চিত্র 5b এ দেখানো হয়েছে, এবং গণনা করা হয়েছে প্রতিবন্ধকতা প্রশস্ততা এবং পর্যায় এবং পরিমাপ করা মানগুলি চিত্র 5c এবং d-এ দেখানো হয়েছে। কম ফ্রিকোয়েন্সিতে, ক্যাপাসিটরের উচ্চ প্রতিবন্ধকতার মানে হল যে সার্কিটের আচরণ 25 kΩ রোধ দ্বারা নির্ধারিত হয়। ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধির সাথে সাথে এর প্রতিবন্ধকতা এলসি পাথ কমে যায়;অনুরণন ফ্রিকোয়েন্সি 2.0 মেগাহার্টজ না হওয়া পর্যন্ত সমগ্র সার্কিট আচরণ ক্যাপাসিটিভ থাকে। অনুরণন ফ্রিকোয়েন্সির উপরে, প্রবর্তক প্রতিবন্ধকতা প্রাধান্য পায়। চিত্র 5 সম্পূর্ণ ফ্রিকোয়েন্সি পরিসর জুড়ে গণনা করা এবং পরিমাপ করা মানগুলির মধ্যে চমৎকার চুক্তি দেখায়। এর মানে হল মডেলটি ব্যবহৃত এখানে (যেখানে ইন্ডাক্টর এবং ক্যাপাসিটারগুলি সিরিজ প্রতিরোধের আদর্শ উপাদান) এই ফ্রিকোয়েন্সিগুলিতে সার্কিট আচরণের পূর্বাভাস দেওয়ার জন্য সঠিক।
(a) একটি স্ক্রিন-প্রিন্ট করা RLC সার্কিটের একটি ছবি যা একটি 8 μH ইন্ডাক্টর এবং একটি 0.8 nF ক্যাপাসিটরের সমান্তরালে একটি 25 kΩ প্রতিরোধকের সাথে একটি সিরিজ সংমিশ্রণ ব্যবহার করে। (b) সূচনাকারী এবং ক্যাপাসিটরের সিরিজ প্রতিরোধ সহ সার্কিট মডেল। ,d) সার্কিটের প্রতিবন্ধকতা প্রশস্ততা (c) এবং ফেজ (d)।
অবশেষে, প্রিন্ট করা ইন্ডাক্টর এবং রেজিস্টরগুলি বুস্ট রেগুলেটরে প্রয়োগ করা হয়৷ এই প্রদর্শনীতে ব্যবহৃত IC হল মাইক্রোচিপ MCP1640B14, যা একটি PWM-ভিত্তিক সিঙ্ক্রোনাস বুস্ট রেগুলেটর যার অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সি 500 kHz৷ সার্কিট ডায়াগ্রামটি চিত্র 6a এ দেখানো হয়েছে৷ 4.7 μH ইন্ডাক্টর এবং দুটি ক্যাপাসিটর (4.7 μF এবং 10 μF) শক্তি সঞ্চয় উপাদান হিসাবে ব্যবহৃত হয়, এবং প্রতিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণের আউটপুট ভোল্টেজ পরিমাপ করতে একজোড়া প্রতিরোধক ব্যবহার করা হয়। আউটপুট ভোল্টেজকে 5 V এ সামঞ্জস্য করতে প্রতিরোধের মান নির্বাচন করুন। সার্কিটটি PCB-তে তৈরি করা হয় এবং বিভিন্ন চার্জিং অবস্থায় লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিকে অনুকরণ করতে লোড রেজিস্ট্যান্স এবং 3 থেকে 4 V ইনপুট ভোল্টেজ রেঞ্জের মধ্যে এর কার্যক্ষমতা পরিমাপ করা হয়। মুদ্রিত ইন্ডাক্টর এবং প্রতিরোধকের দক্ষতা তুলনা করা হয় SMT inductors এবং resistors এর দক্ষতা। SMT ক্যাপাসিটরগুলি সব ক্ষেত্রেই ব্যবহার করা হয় কারণ এই অ্যাপ্লিকেশনটির জন্য প্রয়োজনীয় ক্যাপাসিট্যান্সটি প্রিন্টেড ক্যাপাসিটরগুলির সাথে সম্পূর্ণ করা যায় না।
(a) ভোল্টেজ স্ট্যাবিলাইজিং সার্কিটের ডায়াগ্রাম। (b–d) (b) Vout, (c) Vsw, এবং (d) ইন্ডাক্টরে প্রবাহিত কারেন্টের তরঙ্গরূপ, ইনপুট ভোল্টেজ হল 4.0 V, লোড রেজিস্ট্যান্স হল 1 kΩ, এবং প্রিন্টেড ইনডাক্টর পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হয়। এই পরিমাপের জন্য সারফেস মাউন্ট প্রতিরোধক এবং ক্যাপাসিটর ব্যবহার করা হয়। (ঙ) বিভিন্ন লোড রেজিস্টেন্স এবং ইনপুট ভোল্টেজের জন্য, সমস্ত পৃষ্ঠ মাউন্ট উপাদান এবং প্রিন্ট করা ইন্ডাক্টর এবং প্রতিরোধক ব্যবহার করে ভোল্টেজ রেগুলেটর সার্কিটের দক্ষতা। ) সারফেস মাউন্ট এবং প্রিন্টেড সার্কিটের দক্ষতার অনুপাত (ই) এ দেখানো হয়েছে।
4.0 V ইনপুট ভোল্টেজ এবং 1000 Ω লোড প্রতিরোধের জন্য, প্রিন্টেড ইন্ডাক্টর ব্যবহার করে পরিমাপ করা তরঙ্গরূপগুলি চিত্র 6b-d-এ দেখানো হয়েছে। চিত্র 6c IC-এর Vsw টার্মিনালে ভোল্টেজ দেখায়;ইন্ডাক্টর ভোল্টেজ হল Vin-Vsw। চিত্র 6d ইনডাক্টরে প্রবাহিত কারেন্ট দেখায়। SMT এবং মুদ্রিত উপাদান সহ সার্কিটের কার্যকারিতা চিত্র 6e তে ইনপুট ভোল্টেজ এবং লোড প্রতিরোধের একটি ফাংশন হিসাবে দেখানো হয়েছে এবং চিত্র 6f কার্যক্ষমতা অনুপাত দেখায়। মুদ্রিত উপাদানগুলির এসএমটি উপাদানগুলিতে। SMT উপাদানগুলি ব্যবহার করে পরিমাপ করা দক্ষতা নির্মাতার ডেটা শীটে প্রদত্ত প্রত্যাশিত মানের অনুরূপ 14. উচ্চ ইনপুট কারেন্টে (কম লোড প্রতিরোধ এবং কম ইনপুট ভোল্টেজ), মুদ্রিত ইন্ডাক্টরগুলির কার্যকারিতা উল্লেখযোগ্যভাবে কম উচ্চ সিরিজ প্রতিরোধের কারণে এসএমটি ইন্ডাক্টর। তবে, উচ্চতর ইনপুট ভোল্টেজ এবং উচ্চতর আউটপুট কারেন্টের সাথে, প্রতিরোধের ক্ষতি কম গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে এবং মুদ্রিত ইন্ডাক্টরগুলির কার্যকারিতা এসএমটি ইন্ডাক্টরের কাছে আসতে শুরু করে। লোড প্রতিরোধের জন্য >500 Ω এবং ভিন = 4.0 V বা >750 Ω এবং Vin = 3.5 V, মুদ্রিত ইন্ডাক্টরগুলির দক্ষতা SMT ইন্ডাক্টরের 85% এর বেশি।
চিত্র 6d-এর বর্তমান তরঙ্গরূপকে পরিমাপ করা পাওয়ার লসের সাথে তুলনা করলে দেখা যায় যে প্রিন্টেড সার্কিট এবং এসএমটি সার্কিটের মধ্যে প্রত্যাশিত দক্ষতার পার্থক্যের প্রধান কারণ হল ইন্ডাক্টরের প্রতিরোধের ক্ষতি। ইনপুট এবং আউটপুট শক্তি 4.0 V এ পরিমাপ করা হয়েছে। ইনপুট ভোল্টেজ এবং 1000 Ω লোড রেজিস্ট্যান্স হল SMT উপাদান সহ সার্কিটের জন্য 30.4 mW এবং 25.8 mW, এবং মুদ্রিত উপাদানগুলির সাথে সার্কিটের জন্য 33.1 mW এবং 25.2 mW। অতএব, মুদ্রিত সার্কিটের ক্ষতি 7.9 mW, যা m4 এর চেয়ে বেশি। SMT উপাদান সহ সার্কিট। চিত্র 6d-এ তরঙ্গরূপ থেকে গণনা করা আরএমএস ইন্ডাক্টর কারেন্ট হল 25.6 mA।যেহেতু এর সিরিজ রেজিস্ট্যান্স 4.9 Ω, তাই প্রত্যাশিত পাওয়ার লস হল 3.2 mW। এটি পরিমাপকৃত 3.4 mW DC পাওয়ার পার্থক্যের 96%। উপরন্তু, সার্কিটটি প্রিন্ট করা ইন্ডাক্টর এবং প্রিন্টেড রেসিস্টর এবং মুদ্রিত ইন্ডাক্টর এবং SMT রেসিস্টর দিয়ে তৈরি করা হয়, এবং তাদের মধ্যে কোন উল্লেখযোগ্য দক্ষতা পার্থক্য পরিলক্ষিত হয় না।
তারপর ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রক নমনীয় PCB-তে তৈরি করা হয় (সার্কিটের মুদ্রণ এবং SMT উপাদানের কার্যকারিতা পরিপূরক চিত্র S1-এ দেখানো হয়েছে) এবং শক্তির উৎস হিসেবে নমনীয় লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি এবং লোড হিসেবে OLED অ্যারের মধ্যে সংযুক্ত করা হয়।লোচনার এট আল অনুসারে।9 OLED তৈরি করতে, প্রতিটি OLED পিক্সেল 5 V এ 0.6 mA খরচ করে। ব্যাটারি যথাক্রমে ক্যাথোড এবং অ্যানোড হিসাবে লিথিয়াম কোবাল্ট অক্সাইড এবং গ্রাফাইট ব্যবহার করে এবং ডাক্তার ব্লেড আবরণ দ্বারা তৈরি করা হয়, যা ব্যাটারি মুদ্রণের সবচেয়ে সাধারণ পদ্ধতি।7 ব্যাটারির ক্ষমতা হল 16mAh, এবং পরীক্ষার সময় ভোল্টেজ হল 4.0V৷ চিত্র 7 নমনীয় PCB-তে সার্কিটের একটি ছবি দেখায়, যা তিনটি OLED পিক্সেলকে সমান্তরালভাবে সংযুক্ত করে৷ প্রদর্শনটি অন্যান্য মুদ্রিত পাওয়ার উপাদানগুলির সাথে একত্রিত হওয়ার সম্ভাবনা প্রদর্শন করে৷ আরও জটিল ইলেকট্রনিক সিস্টেম গঠনের জন্য নমনীয় এবং জৈব ডিভাইস।
তিনটি জৈব এলইডি পাওয়ার জন্য নমনীয় লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি ব্যবহার করে মুদ্রিত ইন্ডাক্টর এবং প্রতিরোধক ব্যবহার করে একটি নমনীয় পিসিবিতে ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রক সার্কিটের একটি ছবি।
আমরা নমনীয় PET সাবস্ট্রেটে বিভিন্ন মান সহ স্ক্রীন প্রিন্টেড ইন্ডাক্টর, ক্যাপাসিটর এবং প্রতিরোধক দেখিয়েছি, যার লক্ষ্য পাওয়ার ইলেকট্রনিক সরঞ্জামগুলিতে পৃষ্ঠ মাউন্ট উপাদানগুলি প্রতিস্থাপন করা। , এবং লাইন প্রস্থ-স্পেস প্রস্থের অনুপাত, এবং কম-প্রতিরোধের কালির একটি পুরু স্তর ব্যবহার করে। এই উপাদানগুলি সম্পূর্ণ মুদ্রিত এবং নমনীয় RLC সার্কিটে একত্রিত হয় এবং kHz-MHz ফ্রিকোয়েন্সি পরিসরে পূর্বাভাসযোগ্য বৈদ্যুতিক আচরণ প্রদর্শন করে, যা সর্বাধিক। পাওয়ার ইলেকট্রনিক্সের প্রতি আগ্রহ।
প্রিন্টেড পাওয়ার ইলেকট্রনিক ডিভাইসগুলির জন্য সাধারণ ব্যবহারের ক্ষেত্রে পরিধানযোগ্য বা পণ্য-সমন্বিত নমনীয় ইলেকট্রনিক সিস্টেম, নমনীয় রিচার্জেবল ব্যাটারি (যেমন লিথিয়াম-আয়ন) দ্বারা চালিত, যা চার্জের অবস্থা অনুযায়ী পরিবর্তনশীল ভোল্টেজ তৈরি করতে পারে। যদি লোড (মুদ্রণ সহ জৈব বৈদ্যুতিন সরঞ্জাম) একটি ধ্রুবক ভোল্টেজ প্রয়োজন বা ব্যাটারি দ্বারা ভোল্টেজ আউটপুট এর চেয়ে বেশি, একটি ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রক প্রয়োজন৷ এই কারণে, প্রিন্টেড ইন্ডাক্টর এবং প্রতিরোধকগুলিকে একটি বুস্ট রেগুলেটরে OLED-কে একটি ধ্রুবক ভোল্টেজের সাথে পাওয়ার জন্য প্রথাগত সিলিকন আইসিগুলির সাথে একত্রিত করা হয়৷ একটি পরিবর্তনশীল ভোল্টেজ ব্যাটারি পাওয়ার সাপ্লাই থেকে 5 V। লোড কারেন্ট এবং ইনপুট ভোল্টেজের একটি নির্দিষ্ট পরিসরের মধ্যে, এই সার্কিটের কার্যকারিতা সারফেস মাউন্ট ইন্ডাক্টর এবং রেসিস্টর ব্যবহার করে একটি কন্ট্রোল সার্কিটের দক্ষতার 85% ছাড়িয়ে যায়। উপাদান এবং জ্যামিতিক অপ্টিমাইজেশন সত্ত্বেও, ইন্ডাক্টরের প্রতিরোধক ক্ষতি এখনও উচ্চ কারেন্ট লেভেলে সার্কিট পারফরম্যান্সের জন্য সীমিত ফ্যাক্টর (প্রায় 10 এমএ-এর বেশি ইনপুট কারেন্ট)। তবে, নিম্ন স্রোতে, ইন্ডাক্টরের ক্ষতি হ্রাস পায় এবং সামগ্রিক কর্মক্ষমতা দক্ষতার দ্বারা সীমিত হয়। যেহেতু অনেক মুদ্রিত এবং জৈব ডিভাইসের জন্য অপেক্ষাকৃত কম কারেন্টের প্রয়োজন হয়, যেমন আমাদের প্রদর্শনে ব্যবহৃত ছোট OLED, মুদ্রিত পাওয়ার ইনডাক্টরগুলিকে এই ধরনের অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত বলে মনে করা যেতে পারে। নিম্ন বর্তমান স্তরে সর্বোচ্চ দক্ষতার জন্য ডিজাইন করা IC ব্যবহার করে, উচ্চ সামগ্রিক রূপান্তরকারী দক্ষতা অর্জন করা যেতে পারে.
এই কাজে, ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রকটি প্রথাগত PCB, নমনীয় PCB এবং পৃষ্ঠ মাউন্ট কম্পোনেন্ট সোল্ডারিং প্রযুক্তির উপর তৈরি করা হয়, যখন মুদ্রিত উপাদানটি একটি পৃথক স্তরে তৈরি করা হয়। তবে, কম-তাপমাত্রা এবং উচ্চ-সান্দ্রতা কালি স্ক্রিন তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। মুদ্রিত ফিল্মগুলিকে প্যাসিভ কম্পোনেন্ট, সেইসাথে ডিভাইস এবং সারফেস মাউন্ট কম্পোনেন্ট কনট্যাক্ট প্যাডের মধ্যে আন্তঃসংযোগকে যেকোন সাবস্ট্রেটে প্রিন্ট করার অনুমতি দেওয়া উচিত৷ এটি পৃষ্ঠ মাউন্ট উপাদানগুলির জন্য বিদ্যমান নিম্ন-তাপমাত্রার পরিবাহী আঠালো ব্যবহারের সাথে মিলিত হওয়ার অনুমতি দেবে৷ পিসিবি এচিং-এর মতো বিয়োগমূলক প্রক্রিয়ার প্রয়োজন ছাড়াই সস্তা সাবস্ট্রেটের (যেমন পিইটি) উপর সম্পূর্ণ সার্কিট তৈরি করা হবে। অতএব, এই কাজে বিকশিত স্ক্রিন-প্রিন্টেড প্যাসিভ উপাদানগুলি নমনীয় ইলেকট্রনিক সিস্টেমের জন্য পথ প্রশস্ত করতে সাহায্য করে যা শক্তি এবং লোডকে একীভূত করে। উচ্চ-কর্মক্ষমতা পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স সহ, সস্তা সাবস্ট্রেট ব্যবহার করে, প্রধানত সংযোজন প্রক্রিয়া এবং ন্যূনতম পৃষ্ঠ মাউন্ট উপাদানের সংখ্যা।
Asys ASP01M স্ক্রিন প্রিন্টার এবং Dynamesh Inc. দ্বারা প্রদত্ত একটি স্টেইনলেস স্টীল স্ক্রীন ব্যবহার করে, প্যাসিভ উপাদানগুলির সমস্ত স্তর 76 μm পুরুত্ব সহ একটি নমনীয় PET সাবস্ট্রেটে স্ক্রীন প্রিন্ট করা হয়েছিল। ধাতব স্তরটির জাল আকার প্রতি ইঞ্চিতে 400 লাইন এবং 250 অস্তরক স্তর এবং প্রতিরোধ স্তরের জন্য প্রতি ইঞ্চি লাইন। 55 N এর একটি স্কুইজি বল, 60 মিমি/সেকেন্ডের একটি মুদ্রণ গতি, 1.5 মিমি ব্রেকিং দূরত্ব এবং 65 এর কঠোরতা সহ একটি সেরিলর স্কুইজি ব্যবহার করুন (ধাতু এবং প্রতিরোধের জন্য স্তর) বা 75 (অস্তরক স্তরের জন্য) স্ক্রিন প্রিন্টিংয়ের জন্য।
পরিবাহী স্তরগুলি-প্রবর্তক এবং ক্যাপাসিটর এবং প্রতিরোধকের পরিচিতিগুলি- DuPont 5082 বা DuPont 5064H সিলভার মাইক্রোফ্লেক কালি দিয়ে প্রিন্ট করা হয়৷ প্রতিরোধকটি DuPont 7082 কার্বন কন্ডাক্টর দিয়ে মুদ্রিত হয়৷ ক্যাপাসিটরের অস্তরক এর জন্য, পরিবাহী যৌগটি BT-1010 বার ইলেকট্রিক বার ইলেকট্রিক ব্যবহার করা হয়। ডাইইলেক্ট্রিকের প্রতিটি স্তর ফিল্মের অভিন্নতা উন্নত করার জন্য একটি টু-পাস (ওয়েট-ওয়েট) মুদ্রণ চক্র ব্যবহার করে উত্পাদিত হয়। প্রতিটি উপাদানের জন্য, উপাদান কর্মক্ষমতা এবং পরিবর্তনশীলতার উপর একাধিক মুদ্রণ চক্রের প্রভাব পরীক্ষা করা হয়েছিল। একই উপাদানের একাধিক আবরণ 70 ডিগ্রি সেলসিয়াসে 2 মিনিটের জন্য শুকানো হয়েছিল। প্রতিটি উপাদানের শেষ আবরণ প্রয়োগ করার পরে, সম্পূর্ণ শুকানোর জন্য নমুনাগুলি 140 ডিগ্রি সেলসিয়াসে 10 মিনিটের জন্য বেক করা হয়েছিল। পর্দার স্বয়ংক্রিয় প্রান্তিককরণ ফাংশন পরবর্তী স্তরগুলিকে সারিবদ্ধ করতে প্রিন্টার ব্যবহার করা হয়৷ ইনডাক্টরের কেন্দ্রের সাথে যোগাযোগটি ডুপন্ট 5064H কালি দিয়ে সাবস্ট্রেটের পিছনে কেন্দ্রের প্যাডের একটি থ্রু হোল এবং স্টেনসিল প্রিন্টিং ট্রেস কেটে অর্জিত হয়৷ মুদ্রণ সরঞ্জামগুলির মধ্যে আন্তঃসংযোগও ডুপন্ট ব্যবহার করে৷ 5064H স্টেনসিল প্রিন্টিং। চিত্র 7-এ দেখানো নমনীয় PCB-তে মুদ্রিত উপাদান এবং SMT উপাদানগুলি প্রদর্শন করার জন্য, মুদ্রিত উপাদানগুলি সার্কিট ওয়ার্কস CW2400 পরিবাহী ইপোক্সি ব্যবহার করে সংযুক্ত করা হয়েছে এবং SMT উপাদানগুলি ঐতিহ্যগত সোল্ডারিং দ্বারা সংযুক্ত করা হয়েছে।
লিথিয়াম কোবাল্ট অক্সাইড (LCO) এবং গ্রাফাইট-ভিত্তিক ইলেক্ট্রোড যথাক্রমে ব্যাটারির ক্যাথোড এবং অ্যানোড হিসাবে ব্যবহৃত হয়। ক্যাথোড স্লারি 80% LCO (MTI Corp.), 7.5% গ্রাফাইট (KS6, Timcal), 2.5 এর মিশ্রণ। % কার্বন ব্ল্যাক (Super P, Timcal) এবং 10% পলিভিনাইলাইডিন ফ্লোরাইড (PVDF, Kureha Corp.)।) অ্যানোড হল 84wt% গ্রাফাইট, 4wt% কার্বন ব্ল্যাক এবং 13wt% PVDF.N-Methyl-2-pyrrolidone (NMP, Sigma Aldrich) এর মিশ্রণ PVDF বাইন্ডারকে দ্রবীভূত করতে এবং স্লারিকে ছড়িয়ে দিতে ব্যবহৃত হয়৷ স্লারিটি হোমোজেন দ্বারা তৈরি করা হয়েছিল একটি ঘূর্ণি মিক্সার দিয়ে রাতারাতি নাড়াচাড়া করুন। একটি 0.0005 ইঞ্চি পুরু স্টেইনলেস স্টিল ফয়েল এবং একটি 10 ​​μm নিকেল ফয়েল যথাক্রমে ক্যাথোড এবং অ্যানোডের জন্য বর্তমান সংগ্রাহক হিসাবে ব্যবহৃত হয়। কালিটি 20 এর মুদ্রণ গতিতে স্কুইজি দিয়ে বর্তমান সংগ্রাহকের উপর মুদ্রিত হয়। মিমি/সে. দ্রাবক অপসারণের জন্য একটি ওভেনে ইলেক্ট্রোডকে 80 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় 2 ঘন্টা গরম করুন৷ শুকানোর পরে ইলেক্ট্রোডের উচ্চতা প্রায় 60 μm হয় এবং সক্রিয় উপাদানের ওজনের উপর ভিত্তি করে, তাত্ত্বিক ক্ষমতা হল 1.65 mAh /cm2. ইলেক্ট্রোডগুলিকে 1.3 × 1.3 cm2 মাত্রায় কেটে একটি ভ্যাকুয়াম ওভেনে 140°C তাপমাত্রায় রাতারাতি উত্তপ্ত করা হয়েছিল, এবং তারপরে সেগুলিকে একটি নাইট্রোজেন-ভরা গ্লাভ বাক্সে অ্যালুমিনিয়াম ল্যামিনেট ব্যাগ দিয়ে সিল করা হয়েছিল৷ পলিপ্রোপিলিন বেস ফিল্মের একটি সমাধান EC/DEC (1:1) তে অ্যানোড এবং ক্যাথোড এবং 1M LiPF6 ব্যাটারি ইলেক্ট্রোলাইট হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
সবুজ OLED-তে পলি(9,9-ডিওক্টাইলফ্লুরিন-কো-এন-(4-বুটিলফেনাইল)-ডিফেনিলামাইন) (টিএফবি) এবং পলি(9,9-ডিওকটাইলফ্লুরিন-2,7- (2,1,3-বেনজোথিয়াডিয়াজল-) রয়েছে। 4, 8-diyl)) (F8BT) লোচনার এট আল 9-এ বর্ণিত পদ্ধতি অনুসারে।
ফিল্ম বেধ পরিমাপ করতে Dektak স্টাইলাস প্রোফাইলার ব্যবহার করুন। ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (SEM) স্ক্যান করে তদন্তের জন্য একটি ক্রস-বিভাগীয় নমুনা প্রস্তুত করার জন্য ফিল্মটি কাটা হয়েছিল। FEI Quanta 3D ফিল্ড ইমিশন গান (FEG) SEM মুদ্রিত কাঠামোর বৈশিষ্ট্য চিহ্নিত করতে ব্যবহৃত হয়। ফিল্ম এবং বেধ পরিমাপ নিশ্চিত করুন। SEM গবেষণাটি 20 keV এর একটি ত্বরিত ভোল্টেজ এবং 10 মিমি একটি সাধারণ কাজের দূরত্বে পরিচালিত হয়েছিল।
ডিসি রেজিস্ট্যান্স, ভোল্টেজ এবং কারেন্ট পরিমাপ করতে একটি ডিজিটাল মাল্টিমিটার ব্যবহার করুন। ইন্ডাক্টর, ক্যাপাসিটর এবং সার্কিটের এসি প্রতিবন্ধকতা 1 মেগাহার্টজের নিচে ফ্রিকোয়েন্সিগুলির জন্য Agilent E4980 LCR মিটার ব্যবহার করে পরিমাপ করা হয় এবং Agilent E5061A নেটওয়ার্ক বিশ্লেষক kUse. 5000 এর উপরে ফ্রিকোয়েন্সি পরিমাপের জন্য ব্যবহৃত হয়। ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রক তরঙ্গরূপ পরিমাপ করতে Tektronix TDS 5034 অসিলোস্কোপ।
এই নিবন্ধটি কীভাবে উদ্ধৃত করবেন: Ostfeld, AE, ইত্যাদি। নমনীয় পাওয়ার ইলেকট্রনিক যন্ত্রপাতির জন্য স্ক্রিন প্রিন্টিং প্যাসিভ উপাদান।science.Rep.5, 15959;doi: 10.1038/srep15959 (2015)।
নাথান, এ. এট আল. নমনীয় ইলেকট্রনিক্স: পরবর্তী সর্বব্যাপী প্ল্যাটফর্ম। প্রক্রিয়া IEEE 100, 1486-1517 (2012)।
Rabaey, JM Human Intranet: একটি জায়গা যেখানে দলগুলো মানুষের সাথে মিলিত হয়। 2015 সালের ইউরোপীয় সম্মেলন এবং ডিজাইন, অটোমেশন এবং টেস্টিং, গ্রেনোবল, ফ্রান্সে প্রদর্শনীতে প্রকাশিত কাগজ। সান জোসে, ক্যালিফোর্নিয়া: EDA জোট।637-640 (2015, মার্চ 9- 13)।
Krebs, FC etc.OE-A OPV demonstrator anno domini 2011.Energy environment.science.4, 4116–4123 (2011)।
আলী, এম., প্রকাশ, ডি., জিলগার, টি., সিং, পিকে এবং হাবলার, এসি প্রিন্টেড পাইজোইলেকট্রিক শক্তি সংগ্রহের ডিভাইস। উন্নত শক্তি উপকরণ।4।1300427 (2014)।
চেন, এ., মদন, ডি., রাইট, পিকে এবং ইভান্স, জেডব্লিউ ডিসপেনসার-মুদ্রিত ফ্ল্যাট পুরু ফিল্ম থার্মোইলেকট্রিক শক্তি জেনারেটর।মাইক্রোমেকানিক্স মাইক্রোইঞ্জিনিয়ারিং 21, 104006 (2011)।
Gaikwad, AM, Steingart, DA, Ng, TN, Schwartz, DE & Whiting, GL একটি নমনীয় উচ্চ-সম্ভাব্য মুদ্রিত ব্যাটারি যা প্রিন্ট করা ইলেকট্রনিক ডিভাইসগুলিকে পাওয়ার জন্য ব্যবহৃত হয়৷ App Physics Wright.102, 233302 (2013)৷
Gaikwad, AM, Arias, AC & Steingart, DA মুদ্রিত নমনীয় ব্যাটারির সর্বশেষ উন্নয়ন: যান্ত্রিক চ্যালেঞ্জ, মুদ্রণ প্রযুক্তি এবং ভবিষ্যতের সম্ভাবনা। শক্তি প্রযুক্তি।3, 305–328 (2015)।
Hu, Y. ইত্যাদি। একটি বৃহৎ-স্কেল সেন্সিং সিস্টেম যা স্ট্রাকচারাল হেলথ মনিটরিংয়ের জন্য বৃহৎ-ক্ষেত্রের ইলেকট্রনিক ডিভাইস এবং CMOS ICs-কে একত্রিত করে। IEEE J. সলিড স্টেট সার্কিট 49, 513–523 (2014)।