Leiterplattentechnisch - Verwenden von Leiterplattenlöchern zur Reduzierung von EMI Tutorial

Das Montageloch in Leiterplatte ist ein wichtiges Element im elektronischen Design. Jeder PCB-Designer wird den Zweck der PCB-Montagelöcher und das grundlegende Design verstehen. Auch, wenn das Montageloch mit dem Boden verbunden ist, einige unnötige Probleme können nach der Installation eingespart werden.

Wie kann man Leiterplattenlöcher verwenden, um EMI zu reduzieren?

Wie der Name schon sagt, helfen PCB-Montagelöcher, die Leiterplatte am Gehäuse zu befestigen. Dies ist jedoch die physikalische mechanische Verwendung, neben der elektromagnetischen Funktion können Leiterplattenmontageohrungen auch verwendet werden, um elektromagnetische Störungen (EMI) zu reduzieren. Emi-sensitive PCBS sind in der Regel in Metallgehäusen untergebracht. Um EMI effektiv zu reduzieren, müssen plattierte Leiterplatten-Montagelöcher mit dem Boden verbunden werden. Nach diesem Erdungsschild werden elektromagnetische Störungen vom Metallgehäuse auf den Boden geleitet.

Eine häufige Frage, die der durchschnittliche neue Designer stellt, ist, mit welchem Boden du ihn verbindest? In gängigen elektronischen Geräten gibt es Signale, Gehäusebasen und Erdung. Als Faustregel gilt: Verbinden Sie keine Montagelöcher mit Signalmasse. Signalerde ist die Bezugsmasse für elektronische Komponenten in Ihrem Schaltungsdesign, und elektromagnetische Störungen in sie einzuführen ist keine gute Idee.

Was Sie anschließen möchten, ist die Gehäuseerdung. Hier laufen alle Erdungsanschlüsse des Gehäuses zusammen. Die Erdung des Chassis sollte an einem Punkt angeschlossen werden, der durch einen Stern verbunden ist. Dadurch werden Erdungsschleifen und mehrere Erdungsverbindungen vermieden. Mehrere Erdungsanschlüsse können einen leichten Spannungsunterschied verursachen und dazu führen, dass Strom zwischen der Chassis-Erdung fließt. Das Fahrgestell wird dann für Sicherheitsmaßnahmen am Boden geerdet.

Warum ist es wichtig, richtige Erdungsanschlüsse zu haben?

Wenn die Schalenbasis der Leiterplatte eine Metallschale ist, dann ist die gesamte Metallschale die Erde. Das Erdungskabel der 220V Stromversorgung ist mit der Erde verbunden. Alle Schnittstellen müssen mit der Erde verbunden werden, und die Schrauben sollten ebenfalls mit der Erde verbunden sein. Auf diese Weise werden eingehende Störungen bei der EMV-Prüfung direkt vom Boden auf den Boden geleitet, ohne das interne System zu stören. Darüber hinaus müssen EMV-Schutzeinrichtungen über jede Schnittstelle verfügen und sich in der Nähe der Schnittstelle befinden.

Wenn es ein Kunststoffgehäuse ist, ist eine Metallplatte darin eingebettet. Wenn es keine Möglichkeit gibt, zu erreichen, dann ist es notwendig, mehr im Verdrahtungslayout zu berücksichtigen, empfindliche Signal (Takt, Reset, Kristalloszillator, etc.) Linie muss die Erdverarbeitung schützen, das Filternetzwerk (Chip, Kristalloszillator, Stromversorgung) erhöhen.

Das Verbinden des Montagelochs mit dem Chassis-Boden ist eine Praxis, aber keine Praxis, die es zu befolgen gilt. Um sicherzustellen, dass Ihr Gerät geschützt ist, muss Ihre Chassis-Erdung mit dem entsprechenden Erdungsterminal verbunden sein. Wenn Sie zum Beispiel einen automatischen Parkplatz-Bezahlautomat bauen, der nicht ordnungsgemäß geerdet ist, können Sie Kunden haben, die sich während der Zahlung über einen "elektrischen Schlag" beschweren. Dies kann auftreten, wenn der Kunde den nicht isolierenden Metallteil des Gehäuses berührt.

Ein leichter Stromschlag kann auch auftreten, wenn das Computergehäuse nicht ordnungsgemäß geerdet ist. Dies kann auch passieren, wenn Erdungskabel, die Steckdosen mit dem Boden eines Gebäudes verbinden, getrennt werden. Dies kann zu einer schwimmenden Erdung auf der entsprechenden Maschine führen.

Das Prinzip der EMI-Abschirmung hängt von den richtigen Erdungsverbindungen ab. Eine schwimmende Erdverbindung setzt Ihren Kunden nicht nur einem leichten Stromschlag aus, sondern kann auch die Sicherheit Ihres Kunden beeinträchtigen, wenn Ihr Gerät zu kurz kommt. Wie in der Abbildung unten gezeigt, ist die richtige Erdung wichtig für Sicherheit und EMI-Abschirmung.

Grundlegende Techniken zum Entwerfen von Leiterplatten-Montagelöchern

PCB-Montagelöcher werden häufig im Design verwendet. Es gibt ein paar einfache Grundregeln, wenn es um die Montage von Löchern geht. Achten Sie zuerst auf die Koordinaten der Montagelöcher. Ein Fehler führt direkt dazu, dass Ihre Leiterplatte nicht korrekt in ihrem Gehäuse installiert wird. Achten Sie auch darauf, dass das Montageloch die richtige Größe für die von Ihnen gewählte Schraube hat.

Platzieren Sie Montagelöcher nicht zu weit am Rand der Leiterplatte. Zu wenig dielektrisches Material an den Kanten kann Risse in der Leiterplatte während der Montage oder Demontage verursachen. Auch zwischen den Montagelöchern und anderen Teilen sollte genügend Platz gelassen werden.

Große Schaltungsdesign-Software, wie die Sequenzsoftware von Altium Designer, kann Montagelöcher platzieren und Regeln für sichere Abstände definieren.