使用PCB孔来减少EMI,接地连接非常重要

电子设计 2018-03-02 09:07 次阅读

   很多小朋友喜欢吃甜甜圈。 每每在那些轻松惬意的亲子时刻,可爱的小宝贝们难免会好奇地开启十万个为什么的连环问题。然后就会有问到它们这些甜甜圈是如何制作的,以及为什么它们在中心形成一个洞。 作为家长遇到这种时候,一定会尽力满足他的好奇心,但往往会心有余而力不足。我们也不是百科全书万事通,也不知道为什么甜甜圈会有孔。不过幸运的是,我们可以习惯性的打开手机浏览器,网上百度或Google来找到答案。

       除非你有一个好奇的孩子,你会为了回答他的“为什么”而去上网百度。不然你可能不会关心甜甜圈为什么会有一个洞。类似的,作为一个电子行业从业人员,你会去了解为什么PCB中会放置有安装孔。也可能会去Google或者百度来搜索这些类型的孔洞相关知识。PCB中的安装孔是电子设计中的重要元素。每个PCB设计师都会去了解PCB安装孔的用途以及基本设计。并且,当安装孔与地面连接时,可以节省安装后的一些不必要的麻烦。

如何使用PCB孔来减少EMI?

       顾名思义,PCB安装孔有助于将PCB固定到外壳上。不过这是它的物理机械用途,此外,在电磁功能方面,PCB安装孔还可用于降低电磁干扰(EMI)。对EMI敏感的PCB通常放置在金属外壳中。为了有效降低EMI,电镀PCB安装孔需要连接到地面。这样接地屏蔽之后,任何电磁干扰将从金属外壳被导向到地面。

      一般的新手设计师会问的常见问题是你究竟将其连接到哪个地面?在常见的电子设备中,有信号,外壳基座和接地。根据经验,不能将安装孔连接到信号地。信号地是您的电路设计中电子元件的参考地,将电磁干扰引入其中不是件好事。

      您要连接的是外壳机箱接地。这是机柜的所有接地连接的汇合点。机箱接地应连接在一个点,最好是通过星形连接。这样可以避免引起接地回路和多个接地连接。多个接地连接可导致轻微的电压差,并导致电流在机箱接地之间流动。然后将机箱接地连接到大地,以实现安全措施。

110601.png

为什么具有适当的接地连接是非常重要的?

        如果PCB板的外壳基座是金属壳体,那么整个金属壳体就是大地,220V电源的地线与大地相连,所有接口都需要与大地相连,螺丝也要与大地相连。这样EMC测试中进入的干扰直接从大地泄放至大地,而保证其不干扰内部系统。另外EMC的保护器件必要每个接口都有,且要贴近接口。

       如果是塑料壳体,那么最好有个金属板嵌入其中。如果没有办法实现,那么就需要在布线布局上多多考虑了,敏感信号(时钟、复位、晶振等)线需要保地处理,增加滤波网络(芯片、晶振、电源)。

       将电镀安装孔连接到机箱地是最佳做法,但并不是唯一遵守的最佳做法。为确保您的设备受到保护,您的机箱接地必须连接到适当的接地端。例如,如果您构建一个没有正确接地的自动停车支付机器,您可能会有客户在付款时抱怨发生“触电”。当客户触摸外壳的非绝缘金属部分时,可能会发生这种情况。

       当计算机电源的机箱未正确接地时,也可能会受到轻微的电击。当将电源插座连接到建筑物的地面的接地电缆断开时,也可能发生这种情况。这可能导致相应机器上的浮动接地。

       EMI屏蔽的原理依赖于适当的接地连接。具有浮动接地连接不仅会使您的客户受到轻微的电击,如果您的设备短路,则可能会危及用户的安全。如下图所示,正确的接地对于安全性和EMI屏蔽很重要。

110602.png

设计PCB安装孔的基本技巧

        PCB安装孔在设计中会经常用到。 当进行安装孔的安装时,有几条简单的基本原则。 首先要注意安装孔的坐标。 这里出现错误将直接导致您的PCB不能被正确安装在其外壳中。 另外还需要确保安装孔的尺寸适合您选择的螺丝。

        一般不要把安装孔放在PCB的边缘上太远。 在边缘处的介质材料太少可能会在安装或拆卸过程中导致PCB上的裂纹。 您还应该在安装孔和其他部件之间留出足够的间隙。

       伟大的电路设计软件,如Altium公司的序列软件Altium Designer,可以精确地放置安装孔,并定义相关的安全间距的规则。

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