Χρησιμοποιήστε οπές PCB για να μειώσετε το EM

Οι οπές στερέωσης σε ένα PCB είναι ένα σημαντικό στοιχείο στον ηλεκτρονικό σχεδιασμό. Κάθε σχεδιαστής PCB θα κατανοήσει τον σκοπό των οπών στερέωσης PCB και τον βασικό σχεδιασμό. Και, όταν η οπή εγκατάστασης είναι συνδεδεμένη με το έδαφος, μπορεί να γλιτώσει κάποια περιττά προβλήματα μετά την εγκατάσταση.

Πώς να χρησιμοποιήσετε τις τρύπες PCB για να μειώσετε το EMI;

Όπως υποδηλώνει το όνομα, οι οπές στερέωσης PCB βοηθούν στη στερέωση του PCB στη θήκη. Αλλά αυτός είναι ο φυσικός μηχανικός σκοπός του, και εκτός από την ηλεκτρομαγνητική του λειτουργία, οι οπές στερέωσης PCB μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τη μείωση των ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών (EMI). Τα ευαίσθητα στο EMI PCB τοποθετούνται συνήθως σε μεταλλικά περιβλήματα. Για να μειωθεί αποτελεσματικά το EMI, οι οπές στερέωσης με επίστρωση PCB πρέπει να συνδεθούν στη γείωση. Μετά από μια τέτοια θωράκιση γείωσης, οποιαδήποτε ηλεκτρομαγνητική παρεμβολή θα κατευθυνθεί από τη μεταλλική θήκη στο έδαφος.

Μια συνηθισμένη ερώτηση που κάνει ο μέσος αρχάριος σχεδιαστής είναι σε ποια γείωση ακριβώς το συνδέετε; Στον κοινό ηλεκτρονικό εξοπλισμό, υπάρχουν σήματα, βάσεις θήκης και βάσεις. Κατά κανόνα, δεν μπορείτε να συνδέσετε την οπή στερέωσης στη γείωση σήματος. Η γείωση σήματος είναι η γείωση αναφοράς για ηλεκτρονικά εξαρτήματα στο σχεδιασμό του κυκλώματος σας και δεν είναι καλό να εισάγετε ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές σε αυτό.

Αυτό στο οποίο συνδέετε είναι η γείωση του πλαισίου της θήκης. Αυτό είναι το σημείο συνάντησης για όλες τις συνδέσεις γείωσης του ντουλαπιού. Η γείωση του πλαισίου πρέπει να συνδεθεί σε ένα σημείο, κατά προτίμηση μέσω σύνδεσης με αστέρι. Αυτό αποφεύγει βρόχους γείωσης και πολλαπλές συνδέσεις γείωσης. Πολλαπλές συνδέσεις γείωσης μπορεί να προκαλέσουν μικρές διαφορές τάσης και να προκαλέσουν τη ροή ρεύματος μεταξύ των γειώσεων του πλαισίου. Στη συνέχεια, η γείωση του πλαισίου συνδέεται στη γείωση για ένα μέτρο ασφαλείας.

Γιατί είναι σημαντικό να υπάρχει σωστή σύνδεση γείωσης;

Εάν η βάση του κελύφους της πλακέτας PCB είναι μεταλλικό κέλυφος, τότε ολόκληρο το μεταλλικό κέλυφος είναι η γη, το καλώδιο γείωσης του τροφοδοτικού 220 V είναι συνδεδεμένο στη γη, όλες οι διεπαφές πρέπει να συνδεθούν στη γη και οι βίδες είναι συνδέεται επίσης με τη γη. Με αυτόν τον τρόπο, η παρεμβολή που εισάγεται στη δοκιμή EMC εκκενώνεται απευθείας από το έδαφος στο έδαφος, έτσι ώστε να διασφαλίζεται ότι δεν παρεμβαίνει στο εσωτερικό σύστημα. Επιπλέον, οι συσκευές προστασίας EMC πρέπει να είναι διαθέσιμες για κάθε διεπαφή και πρέπει να βρίσκονται κοντά στη διεπαφή.

Εάν πρόκειται για πλαστική θήκη, είναι καλύτερο να έχετε ενσωματωμένη μια μεταλλική πλάκα. Εάν δεν υπάρχει τρόπος να το πετύχετε, τότε πρέπει να σκεφτείτε περισσότερο τη διάταξη καλωδίωσης. Οι γραμμές ευαίσθητου σήματος (ρολόι, επαναφορά, κρυσταλλικός ταλαντωτής κ.λπ.) πρέπει να υποβάλλονται σε επεξεργασία με προστασία και να προστεθούν δίκτυα φίλτρων (τσιπ, κρυσταλλικοί ταλαντωτές, τροφοδοτικά).

Η σύνδεση των επιμεταλλωμένων οπών στερέωσης με τη γείωση του πλαισίου είναι μια βέλτιστη πρακτική, αλλά όχι η μόνη βέλτιστη πρακτική που πρέπει να ακολουθήσετε. Για να διασφαλίσετε ότι ο εξοπλισμός σας προστατεύεται, η γείωση του πλαισίου σας πρέπει να είναι συνδεδεμένη σε σωστή γείωση. Για παράδειγμα, εάν κατασκευάσετε μια αυτοματοποιημένη μηχανή πληρωμής στάθμευσης που δεν είναι σωστά γειωμένη, μπορεί να έχετε πελάτες να παραπονιούνται ότι «ηλεκτροδοτήθηκαν» κατά την πληρωμή. Αυτό μπορεί να συμβεί όταν ένας πελάτης αγγίξει ένα μη μονωμένο μεταλλικό μέρος του περιβλήματος.

Είναι επίσης πιθανό να λάβετε μια μικρή ηλεκτροπληξία όταν το πλαίσιο του τροφοδοτικού του υπολογιστή δεν είναι σωστά γειωμένο. Μπορεί επίσης να συμβεί όταν αποσυνδεθεί το καλώδιο γείωσης που συνδέει την πρίζα με το έδαφος του κτιρίου. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε ένα επιπλέον έδαφος στο αντίστοιχο μηχάνημα.

Οι αρχές της θωράκισης EMI βασίζονται σε μια σωστή σύνδεση γείωσης. Η σύνδεση πλωτής γείωσης όχι μόνο εκθέτει τους πελάτες σας σε μικρή ηλεκτροπληξία, αλλά μπορεί να θέσει σε κίνδυνο τους χρήστες σας εάν ο εξοπλισμός σας εξαντληθεί. Η σωστή γείωση είναι σημαντική για την ασφάλεια και τη θωράκιση EMI όπως φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα.

Βασικές συμβουλές για το σχεδιασμό οπών στερέωσης PCB

Οι οπές στερέωσης PCB χρησιμοποιούνται συχνά στο σχεδιασμό. Υπάρχουν μερικές απλές βασικές αρχές όταν εργάζεστε με εγκαταστάσεις οπών στερέωσης. Αρχικά, δώστε προσοχή στις συντεταγμένες των οπών στερέωσης. Ένα λάθος εδώ θα προκαλέσει άμεσα τη μη σωστή εγκατάσταση του PCB στο περίβλημά του. Βεβαιωθείτε επίσης ότι οι οπές στερέωσης έχουν το σωστό μέγεθος για τις βίδες που θα επιλέξετε.

Γενικά μην τοποθετείτε τις οπές στερέωσης πολύ μακριά στην άκρη του PCB. Πολύ λίγο διηλεκτρικό υλικό στις άκρες μπορεί να προκαλέσει ρωγμές στο PCB κατά την εγκατάσταση ή την αφαίρεση. Θα πρέπει επίσης να αφήσετε αρκετή απόσταση μεταξύ των οπών στερέωσης και άλλων εξαρτημάτων.

Το εξαιρετικό λογισμικό σχεδιασμού κυκλωμάτων, όπως το Altium Designer, το σειριακό λογισμικό της Altium, μπορεί να τοποθετήσει με ακρίβεια οπές στερέωσης και να καθορίσει τους κανόνες για τη σχετική ασφαλή απόσταση.