Utilizzare i fori sul PCB per ridurre le EM

I fori di montaggio in un PCB sono un elemento importante nella progettazione elettronica. Ogni progettista di PCB andrà a comprendere lo scopo dei fori di montaggio del PCB e il design di base. Inoltre, quando il foro di installazione è collegato a terra, è possibile evitare inutili problemi dopo l'installazione.

Come utilizzare i fori sul PCB per ridurre le EMI?

Come suggerisce il nome, i fori di montaggio del PCB aiutano a fissare il PCB al case. Ma questo è il suo scopo fisico-meccanico e, oltre alla funzione elettromagnetica, i fori di montaggio del PCB possono essere utilizzati anche per ridurre le interferenze elettromagnetiche (EMI). I PCB sensibili alle interferenze elettromagnetiche sono solitamente collocati in involucri metallici. Per ridurre efficacemente le EMI, i fori di montaggio placcati del PCB devono essere collegati a terra. Dopo tale schermatura di terra, qualsiasi interferenza elettromagnetica verrà diretta dalla custodia metallica a terra.

Una domanda comune che si pone il designer medio alle prime armi è: a quale massa lo colleghi esattamente? Nelle comuni apparecchiature elettroniche sono presenti segnali, basi e masse. Come regola generale, non è possibile collegare il foro di montaggio alla massa del segnale. La massa del segnale è la terra di riferimento per i componenti elettronici nella progettazione del circuito e non è una buona cosa introdurvi interferenze elettromagnetiche.

Ciò a cui ti stai collegando è la massa del telaio del case. Questo è il punto d'incontro di tutti i collegamenti di terra dell'armadio. La massa del telaio deve essere collegata in un punto, preferibilmente tramite un collegamento a stella. Ciò evita loop di terra e connessioni di terra multiple. Collegamenti di terra multipli possono causare lievi differenze di tensione e far fluire la corrente tra le masse del telaio. La massa del telaio viene quindi collegata a terra per misura di sicurezza.

Perché è importante avere un corretto collegamento a terra?

Se la base del guscio della scheda PCB è un guscio metallico, l'intero guscio metallico è la terra, il filo di terra dell'alimentatore da 220 V è collegato a terra, tutte le interfacce devono essere collegate a terra e le viti sono collegato anche alla terra. In questo modo l'interferenza inserita nel test EMC viene scaricata direttamente da terra a terra, in modo da garantire che non interferisca con il sistema interno. Inoltre, i dispositivi di protezione EMC devono essere disponibili per ciascuna interfaccia e devono essere vicini all'interfaccia.

Se si tratta di una custodia in plastica, è meglio avere una piastra metallica incorporata al suo interno. Se non è possibile ottenerlo, è necessario pensare di più al layout del cablaggio. Le linee di segnale sensibili (orologio, reset, oscillatore a cristallo, ecc.) devono essere elaborate con protezione e devono essere aggiunte reti di filtri (chip, oscillatori a cristallo, alimentatori).

Collegare i fori di montaggio placcati alla massa del telaio è una procedura consigliata, ma non l'unica da seguire. Per garantire la protezione dell'apparecchiatura, la terra del telaio deve essere collegata a una terra adeguata. Ad esempio, se costruisci un distributore automatico di pagamento per il parcheggio che non è adeguatamente collegato a terra, potresti avere clienti che si lamentano di essere "elettrificati" durante il pagamento. Ciò può accadere quando un cliente tocca una parte metallica non isolata dell'involucro.

È anche possibile ricevere una lieve scossa elettrica quando il telaio dell'alimentatore del computer non è adeguatamente messo a terra. Può verificarsi anche quando il cavo di terra che collega la presa elettrica al terreno dell'edificio è scollegato. Ciò può portare a un terreno fluttuante sulla rispettiva macchina.

I principi della schermatura EMI si basano su un corretto collegamento a terra. Avere una connessione a terra flottante non solo espone i tuoi clienti a piccole scosse elettriche, ma può mettere a repentaglio i tuoi utenti in caso di cortocircuito delle apparecchiature. Una messa a terra adeguata è importante per la sicurezza e la schermatura EMI, come mostrato nello schema seguente.

Suggerimenti di base per la progettazione dei fori di montaggio su PCB

I fori di montaggio su PCB vengono spesso utilizzati nella progettazione. Esistono alcuni semplici principi di base quando si lavora con installazioni di fori di montaggio. Innanzitutto, prestare attenzione alle coordinate dei fori di montaggio. Un errore in questo caso causerà direttamente la mancata installazione corretta del PCB nel suo alloggiamento. Assicurati inoltre che i fori di montaggio siano della dimensione giusta per le viti che scegli.

Generalmente non posizionare i fori di montaggio troppo lontano dal bordo del PCB. Una quantità insufficiente di materiale dielettrico ai bordi può causare crepe sul PCB durante l'installazione o la rimozione. Dovresti anche lasciare spazio sufficiente tra i fori di montaggio e le altre parti.

Un ottimo software di progettazione di circuiti, come Altium Designer, il software seriale di Altium, può posizionare con precisione i fori di montaggio e definire le regole per la spaziatura di sicurezza associata.