Použijte otvory PCB ke snížení EM

Montážní otvory v PCB jsou důležitým prvkem v elektronickém designu. Každý návrhář plošných spojů porozumí účelu montážních otvorů plošných spojů a základnímu návrhu. A když je instalační otvor spojen se zemí, může to po instalaci ušetřit některé zbytečné problémy.

Jak použít otvory PCB ke snížení EMI?

Jak název napovídá, montážní otvory PCB pomáhají zajistit desku plošných spojů k pouzdru. Ale to je jeho fyzikálně mechanický účel a kromě jeho elektromagnetické funkce lze montážní otvory PCB použít také ke snížení elektromagnetického rušení (EMI). Desky plošných spojů citlivé na EMI jsou obvykle umístěny v kovových pouzdrech. Aby se účinně snížilo EMI, musí být pokovené montážní otvory PCB připojeny k zemi. Po takovém zemním stínění bude jakékoli elektromagnetické rušení směrováno z kovového pouzdra na zem.

Běžná otázka, kterou si průměrný začínající designér klade, je, ke kterému uzemnění to přesně připojujete? V běžných elektronických zařízeních jsou signály, základny pouzdra a uzemnění. Obecně platí, že nemůžete připojit montážní otvor k uzemnění signálu. Signální zem je referenční zem pro elektronické součástky ve vašem návrhu obvodu a není dobré do ní zavádět elektromagnetické rušení.

K čemu se připojujete, je kostra skříně. Toto je místo setkání všech zemních spojení skříně. Uzemnění šasi by mělo být připojeno v jednom bodě, nejlépe přes zapojení do hvězdy. Tím se zabrání vzniku zemních smyček a vícenásobných zemních spojení. Vícenásobná zemnící spojení mohou způsobit mírné rozdíly napětí a způsobit tok proudu mezi kostrou. Uzemnění podvozku je pak z bezpečnostních důvodů spojeno se zemí.

Proč je důležité mít správné uzemnění?

Pokud je skořepinová základna desky plošných spojů kovová skořepina, pak je celá kovová skořepina uzemněna, zemnící vodič 220V napájecího zdroje je připojen k zemi, všechna rozhraní musí být připojena k zemi a šrouby jsou také spojen se zemí. Tímto způsobem je rušení zadané v testu EMC přímo vybito ze země do země, aby bylo zajištěno, že nebude rušit vnitřní systém. Kromě toho musí být pro každé rozhraní k dispozici ochranná zařízení EMC a musí být blízko rozhraní.

Pokud se jedná o plastové pouzdro, je nejlepší mít v něm zapuštěnou kovovou destičku. Pokud toho nelze nijak dosáhnout, pak je třeba více přemýšlet o rozložení elektroinstalace. Citlivé signálové linky (hodiny, reset, krystalový oscilátor atd.) je potřeba zpracovat ochranou a doplnit filtrační sítě (čipy, krystalové oscilátory, napájecí zdroje).

Připojení pokovených montážních otvorů k uzemnění podvozku je osvědčený postup, ale ne jediný osvědčený postup, který je třeba dodržovat. Aby bylo zajištěno, že je vaše zařízení chráněno, musí být uzemnění šasi připojeno ke správnému uzemnění. Pokud například postavíte automatizovaný parkovací platební automat, který není řádně uzemněn, mohou si zákazníci stěžovat, že jsou při placení „elektrizováni“. To se může stát, když se zákazník dotkne neizolované kovové části skříně.

Je také možné utrpět menší úraz elektrickým proudem, když není šasi napájecího zdroje počítače správně uzemněno. Může k tomu také dojít, když je odpojen zemnící kabel, který spojuje elektrickou zásuvku se zemí budovy. To může vést k plovoucí zemi na příslušném stroji.

Principy stínění EMI spoléhají na správné uzemnění. Díky připojení s plovoucí zemí nejenže vystavujete své zákazníky menšímu úrazu elektrickým proudem, ale může ohrozit vaše uživatele, pokud dojde ke zkratu vašeho zařízení. Správné uzemnění je důležité pro bezpečnost a stínění proti EMI, jak je znázorněno na obrázku níže.

Základní tipy pro navrhování montážních otvorů PCB

Při návrhu se často používají montážní otvory PCB. Existuje několik jednoduchých základních principů při práci s montážními otvory. Nejprve věnujte pozornost souřadnicím montážních otvorů. Chyba zde přímo způsobí, že vaše PCB nebude správně nainstalováno ve svém krytu. Také se ujistěte, že montážní otvory mají správnou velikost pro šrouby, které si vyberete.

Obecně neumisťujte montážní otvory příliš daleko na okraj desky plošných spojů. Příliš málo dielektrického materiálu na okrajích může způsobit praskliny na desce plošných spojů během instalace nebo demontáže. Měli byste také ponechat dostatečnou vůli mezi montážními otvory a ostatními díly.

Skvělý software pro návrh obvodů, jako je Altium Designer, sériový software Altium, dokáže přesně umístit montážní otvory a definovat pravidla pro související bezpečné rozestupy.