Sử dụng lỗ PCB để giảm EM

Các lỗ gắn trên PCB là một yếu tố quan trọng trong thiết kế điện tử. Mỗi nhà thiết kế PCB sẽ hiểu mục đích của các lỗ lắp PCB và thiết kế cơ bản. Và khi lỗ lắp đặt được nối đất, nó có thể tránh được một số rắc rối không cần thiết sau khi lắp đặt.

Làm thế nào để sử dụng lỗ PCB để giảm EMI?

Đúng như tên gọi, các lỗ gắn PCB giúp cố định PCB vào vỏ máy. Nhưng đó là mục đích cơ học vật lý của nó, và ngoài chức năng điện từ, các lỗ gắn PCB còn có thể được sử dụng để giảm nhiễu điện từ (EMI). PCB nhạy cảm với EMI thường được đặt trong vỏ kim loại. Để giảm EMI một cách hiệu quả, các lỗ gắn PCB mạ cần được nối đất. Sau tấm chắn đất như vậy, mọi nhiễu điện từ sẽ truyền từ vỏ kim loại xuống đất.

Một câu hỏi phổ biến mà những nhà thiết kế mới vào nghề thường hỏi là bạn kết nối nó với nền tảng nào? Trong các thiết bị điện tử thông thường đều có tín hiệu, đế thùng và chân đế. Theo nguyên tắc chung, bạn không thể kết nối lỗ lắp với mặt đất tín hiệu. Mặt đất tín hiệu là nền tảng tham chiếu cho các linh kiện điện tử trong thiết kế mạch của bạn và việc đưa nhiễu điện từ vào nó là điều không tốt.

Những gì bạn đang kết nối là mặt đất của khung máy. Đây là điểm gặp gỡ của tất cả các kết nối đất của tủ. Mặt đất của khung gầm phải được kết nối tại một điểm, tốt nhất là thông qua kết nối hình sao. Điều này tránh các vòng lặp trên mặt đất và nhiều kết nối mặt đất. Nhiều kết nối mặt đất có thể gây ra sự chênh lệch điện áp nhỏ và khiến dòng điện chạy giữa các mặt đất của khung máy. Sau đó, mặt đất của khung gầm được nối với đất để đảm bảo an toàn.

Tại sao điều quan trọng là phải có một kết nối mặt đất thích hợp?

Nếu đế vỏ của bo mạch PCB là vỏ kim loại thì toàn bộ vỏ kim loại là đất, dây nối đất của nguồn điện 220V được nối đất, tất cả các giao diện cần được nối đất và các ốc vít được nối đất. cũng được kết nối với trái đất. Bằng cách này, nhiễu được đưa vào thử nghiệm EMC sẽ được thải trực tiếp từ mặt đất xuống đất để đảm bảo rằng nó không ảnh hưởng đến hệ thống bên trong. Ngoài ra, các thiết bị bảo vệ EMC phải có sẵn cho từng giao diện và phải gần với giao diện đó.

Nếu là vỏ nhựa thì tốt nhất bạn nên gắn một tấm kim loại vào bên trong. Nếu không có cách nào để đạt được điều đó thì bạn cần suy nghĩ thêm về cách bố trí hệ thống dây điện. Các đường tín hiệu nhạy cảm (đồng hồ, thiết lập lại, bộ tạo dao động tinh thể, v.v.) cần được xử lý bằng biện pháp bảo vệ và cần thêm mạng lọc (chip, bộ tạo dao động tinh thể, nguồn điện).

Kết nối các lỗ lắp mạ với mặt đất của khung là cách tốt nhất nhưng không phải là cách tốt nhất duy nhất cần tuân theo. Để đảm bảo thiết bị của bạn được bảo vệ, mặt đất khung gầm của bạn phải được kết nối với mặt đất thích hợp. Ví dụ: nếu bạn xây dựng một máy thanh toán đỗ xe tự động không được nối đất đúng cách, bạn có thể khiến khách hàng phàn nàn về việc bị "điện hóa" khi thanh toán. Điều này có thể xảy ra khi khách hàng chạm vào phần kim loại không cách điện của vỏ.

Cũng có thể xảy ra hiện tượng điện giật nhẹ khi khung nguồn máy tính không được nối đất đúng cách. Nó cũng có thể xảy ra khi cáp nối đất nối ổ cắm điện với mặt đất của tòa nhà bị ngắt kết nối. Điều này có thể dẫn đến hiện tượng nổi trên mặt đất trên máy tương ứng.

Nguyên tắc che chắn EMI dựa vào kết nối mặt đất thích hợp. Việc sử dụng kết nối mặt đất nổi không chỉ khiến khách hàng của bạn bị điện giật nhẹ mà còn có thể gây nguy hiểm cho người dùng nếu thiết bị của bạn bị chập điện. Việc nối đất thích hợp rất quan trọng để đảm bảo an toàn và che chắn EMI như thể hiện trong sơ đồ bên dưới.

Lời khuyên cơ bản để thiết kế lỗ gắn PCB

Lỗ gắn PCB thường được sử dụng trong thiết kế. Có một số nguyên tắc cơ bản đơn giản khi làm việc với việc lắp đặt lỗ lắp. Đầu tiên, hãy chú ý đến tọa độ của các lỗ lắp. Một sai sót ở đây sẽ trực tiếp khiến PCB của bạn không được lắp đặt đúng cách trong vỏ của nó. Ngoài ra, hãy đảm bảo các lỗ lắp có kích thước phù hợp với vít bạn chọn.

Nói chung, không đặt các lỗ lắp quá xa mép của PCB. Quá ít vật liệu điện môi ở các cạnh có thể gây ra vết nứt trên PCB trong quá trình lắp đặt hoặc tháo dỡ. Bạn cũng nên chừa đủ khoảng trống giữa các lỗ lắp và các bộ phận khác.

Phần mềm thiết kế mạch tuyệt vời, chẳng hạn như Altium Designer, phần mềm nối tiếp của Altium, có thể đặt chính xác các lỗ lắp và xác định các quy tắc về khoảng cách an toàn liên quan.