Gebruik PCB-gaten om EM te verminderen

Montagegaten in een printplaat zijn een belangrijk element in elektronisch ontwerp. Elke PCB-ontwerper zal het doel van PCB-montagegaten en het basisontwerp gaan begrijpen. En als het installatiegat met de grond is verbonden, kan dit na de installatie enkele onnodige problemen besparen.

Hoe PCB-gaten gebruiken om EMI te verminderen?

Zoals de naam al doet vermoeden, helpen de PCB-montagegaten de PCB aan de behuizing te bevestigen. Maar dat is het fysiek-mechanische doel ervan, en naast de elektromagnetische functie kunnen PCB-montagegaten ook worden gebruikt om elektromagnetische interferentie (EMI) te verminderen. EMI-gevoelige PCB's worden meestal in metalen behuizingen geplaatst. Om EMI effectief te verminderen, moeten geplateerde PCB-montagegaten met aarde worden verbonden. Na een dergelijk aardscherm wordt eventuele elektromagnetische interferentie van de metalen behuizing naar de grond geleid.

Een veel voorkomende vraag die de gemiddelde beginnende ontwerper stelt, is op welke massa je hem precies aansluit? In gewone elektronische apparatuur zijn er signalen, behuizingsbasissen en aardingen. Als vuistregel geldt dat u het montagegat niet op signaalaarde kunt aansluiten. Signaalaarde is de referentieaarde voor elektronische componenten in uw circuitontwerp, en het is geen goede zaak om daarin elektromagnetische interferentie te introduceren.

Waar u verbinding mee maakt, is de chassisaarde van de behuizing. Dit is het ontmoetingspunt voor alle aardaansluitingen van de kast. De chassisaarde moet op één punt worden aangesloten, bij voorkeur via een sterverbinding. Dit vermijdt aardlussen en meerdere aardverbindingen. Meerdere aardverbindingen kunnen kleine spanningsverschillen veroorzaken en ervoor zorgen dat er stroom vloeit tussen de chassismassa's. De chassisaarde wordt vervolgens voor een veiligheidsmaatregel met de aarde verbonden.

Waarom is het belangrijk om een ​​goede aardverbinding te hebben?

Als de schaalbasis van de printplaat een metalen omhulsel is, dan is de gehele metalen omhulsel de aarde, is de aardedraad van de 220V-voeding met de aarde verbonden, moeten alle interfaces op de aarde worden aangesloten en zijn de schroeven bevestigd. ook verbonden met de aarde. Op deze manier wordt de interferentie die in de EMC-test wordt ingevoerd, rechtstreeks van de grond naar de grond afgevoerd, om ervoor te zorgen dat deze niet interfereert met het interne systeem. Bovendien moeten voor elke interface EMC-beveiligingsapparaten beschikbaar zijn en zich dichtbij de interface bevinden.

Als het een plastic behuizing is, kun je er het beste een metalen plaat in laten inwerken. Als het niet mogelijk is om dit te bereiken, moet u meer nadenken over de lay-out van de bedrading. Gevoelige signaallijnen (klok, reset, kristaloscillator, enz.) moeten beschermd worden verwerkt en filternetwerken (chips, kristaloscillatoren, voedingen) moeten worden toegevoegd.

Het verbinden van geplateerde montagegaten met de chassisaarde is een best practice, maar niet de enige best practice die moet worden gevolgd. Om ervoor te zorgen dat uw apparatuur beschermd is, moet uw chassisaarde op de juiste aarde zijn aangesloten. Als u bijvoorbeeld een automatische parkeerbetaalautomaat bouwt die niet goed is geaard, kunnen klanten klagen dat ze tijdens het betalen 'geëlektriseerd' worden. Dit kan gebeuren wanneer een klant een niet-geïsoleerd metalen deel van de behuizing aanraakt.

Het is ook mogelijk dat u een kleine elektrische schok krijgt als het chassis van de computervoeding niet goed is geaard. Het kan ook gebeuren wanneer de aardkabel die het stopcontact met de aarde van het gebouw verbindt, is losgekoppeld. Dit kan leiden tot een zwevende grond op de betreffende machine.

De principes van EMI-afscherming zijn afhankelijk van een goede aardverbinding. Het hebben van een zwevende aardverbinding stelt uw klanten niet alleen bloot aan een kleine elektrische schok, het kan uw gebruikers ook in gevaar brengen als uw apparatuur kortsluiting veroorzaakt. Een goede aarding is belangrijk voor de veiligheid en EMI-afscherming, zoals weergegeven in het onderstaande diagram.

Basistips voor het ontwerpen van PCB-montagegaten

PCB-montagegaten worden vaak gebruikt in het ontwerp. Er zijn een paar eenvoudige basisprincipes bij het werken met montagegatinstallaties. Let eerst op de coördinaten van de montagegaten. Een fout hier zal er direct toe leiden dat uw printplaat niet correct in de behuizing wordt geïnstalleerd. Zorg er ook voor dat de montagegaten de juiste maat hebben voor de schroeven die u kiest.

Plaats de montagegaten over het algemeen niet te ver op de rand van de printplaat. Te weinig diëlektrisch materiaal aan de randen kan tijdens installatie of verwijdering scheuren in de printplaat veroorzaken. Zorg er ook voor dat er voldoende ruimte is tussen de montagegaten en andere onderdelen.

Geweldige circuitontwerpsoftware, zoals Altium Designer, de seriële software van Altium, kan montagegaten nauwkeurig plaatsen en de regels definiëren voor de bijbehorende veilige afstanden.