از سوراخ های PCB برای کاهش EM استفاده کنید

سوراخ های نصب در PCB یک عنصر مهم در طراحی الکترونیکی است. هر طراح PCB هدف سوراخ های نصب PCB و طراحی اولیه را درک می کند. و هنگامی که سوراخ نصب به زمین متصل می شود، می تواند از مشکلات غیر ضروری پس از نصب جلوگیری کند.

چگونه از سوراخ های PCB برای کاهش EMI استفاده کنیم؟

همانطور که از نام آن پیداست، سوراخ های نصب PCB به ایمن کردن PCB روی کیس کمک می کند. اما این هدف مکانیکی فیزیکی آن است و علاوه بر عملکرد الکترومغناطیسی، از سوراخ های نصب PCB نیز می توان برای کاهش تداخل الکترومغناطیسی (EMI) استفاده کرد. PCB های حساس به EMI معمولا در محفظه های فلزی قرار می گیرند. برای کاهش موثر EMI، سوراخ‌های نصب PCB روکش شده باید به زمین متصل شوند. پس از چنین سپر زمین، هرگونه تداخل الکترومغناطیسی از بدنه فلزی به زمین هدایت می شود.

یک سوال رایج که یک طراح معمولی تازه کار می پرسد این است که دقیقاً آن را به کدام زمین وصل می کنید؟ در تجهیزات الکترونیکی رایج، سیگنال ها، پایه های کیس و زمین وجود دارد. به عنوان یک قاعده کلی، نمی توانید سوراخ نصب را به زمین سیگنال متصل کنید. زمین سیگنال، زمین مرجع برای قطعات الکترونیکی در طراحی مدار شما است، و ایجاد تداخل الکترومغناطیسی در آن چیز خوبی نیست.

چیزی که به آن وصل می‌شوید، زمین شاسی کیس است. این نقطه ملاقات برای تمام اتصالات زمینی کابینت است. زمین شاسی باید در یک نقطه و ترجیحا از طریق اتصال ستاره متصل شود. این از حلقه های زمین و اتصالات متعدد زمین جلوگیری می کند. اتصالات چندگانه به زمین می تواند باعث اختلاف ولتاژ جزئی شود و باعث ایجاد جریان بین پایه های شاسی شود. سپس زمین شاسی برای اقدامات ایمنی به زمین متصل می شود.

چرا داشتن اتصال زمین مناسب مهم است؟

اگر پایه پوسته برد PCB یک پوسته فلزی باشد، کل پوسته فلزی زمین است، سیم زمین منبع تغذیه 220 ولت به زمین متصل است، تمام رابط ها باید به زمین متصل شوند و پیچ ها همچنین به زمین متصل است. به این ترتیب تداخل وارد شده در تست EMC مستقیماً از زمین به زمین تخلیه می شود تا از عدم تداخل با سیستم داخلی اطمینان حاصل شود. علاوه بر این، دستگاه های حفاظتی EMC باید برای هر رابط در دسترس باشد و باید به رابط نزدیک باشد.

اگر یک کیس پلاستیکی است، بهتر است یک صفحه فلزی در آن تعبیه شده باشد. اگر راهی برای دستیابی به آن وجود ندارد، پس باید در مورد طرح سیم کشی بیشتر فکر کنید. خطوط سیگنال حساس (ساعت، تنظیم مجدد، نوسان ساز کریستالی و غیره) باید با حفاظت پردازش شوند و شبکه های فیلتر (تراشه ها، نوسان سازهای کریستالی، منابع تغذیه) باید اضافه شوند.

اتصال سوراخ های نصب آبکاری شده به زمین شاسی بهترین روش است، اما تنها بهترین روشی نیست که باید دنبال شود. برای اطمینان از محافظت از تجهیزات شما، زمین شاسی شما باید به یک زمین مناسب متصل شود. به عنوان مثال، اگر یک ماشین پرداخت خودکار پارکینگ بسازید که به درستی زمین نشده باشد، ممکن است مشتریانی داشته باشید که هنگام پرداخت «برق» شده اند. این ممکن است زمانی اتفاق بیفتد که مشتری یک قسمت فلزی غیر عایق از محفظه را لمس کند.

همچنین ممکن است زمانی که شاسی منبع تغذیه کامپیوتر به درستی به زمین متصل نیست، یک شوک الکتریکی جزئی دریافت کنید. همچنین ممکن است زمانی اتفاق بیفتد که کابل زمینی که پریز برق را به زمین ساختمان متصل می کند قطع شود. این می تواند منجر به یک زمین شناور در دستگاه مربوطه شود.

اصول محافظ EMI بر اتصال زمین مناسب تکیه دارد. داشتن اتصال زمینی شناور نه تنها مشتریان شما را در معرض شوک الکتریکی جزئی قرار می دهد، بلکه در صورت قطع شدن تجهیزات شما می تواند کاربران شما را به خطر بیندازد. زمین مناسب برای ایمنی و محافظ EMI همانطور که در نمودار زیر نشان داده شده است مهم است.

نکات اساسی برای طراحی سوراخ های نصب PCB

سوراخ های نصب PCB اغلب در طراحی استفاده می شود. هنگام کار با نصب سوراخ نصب چند اصل اساسی ساده وجود دارد. ابتدا به مختصات سوراخ های نصب توجه کنید. یک اشتباه در اینجا مستقیماً باعث می شود PCB شما به درستی در محفظه خود نصب نشود. همچنین مطمئن شوید که سوراخ‌های نصب برای پیچ‌هایی که انتخاب می‌کنید اندازه مناسبی دارند.

معمولاً سوراخ های نصب را خیلی دور روی لبه PCB قرار ندهید. مواد دی الکتریک بسیار کم در لبه ها ممکن است باعث ایجاد ترک در PCB در حین نصب یا برداشتن شود. همچنین باید فاصله کافی بین سوراخ های نصب و سایر قسمت ها ایجاد کنید.

نرم‌افزار طراحی مدار عالی، مانند Altium Designer، نرم‌افزار سریال Altium، می‌تواند دقیقاً سوراخ‌های نصب را قرار دهد و قوانینی را برای فاصله ایمن مرتبط تعریف کند.