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¿¿ qué es la puesta a tierra? Aunque este problema puede parecer simple, en realidad hay diferencias reales entre los diferentes tipos de puesta a tierra. La puesta a tierra eléctrica se refiere al conductor que actúa como un circuito público de la corriente de varios equipos eléctricos, generalmente conocido como el punto de potencial 0, el punto de referencia de todos los demás voltaje en el sistema.
El suelo del Gabinete se refiere al conductor conectado a la carcasa metálica del equipo, generalmente conectado al suelo de la señal en uno o más puntos. Determinar la ubicación y la forma en que la señal está conectada a tierra al disco inferior es crucial para minimizar el ruido y la interferencia. Un diseño adecuado de puesta a tierra del circuito puede reducir las emisiones de radiación del producto y aumentar su resistencia a los campos magnéticos externos.
En el caso de los pcb, por ejemplo, cuando el cable de entrada / salida (i / o) está montado en una carcasa metálica, genera una caída de tensión VG debido a que el circuito está conectado a tierra para llevar corriente y tiene cierta resistencia. esta tensión impulsa la corriente de modo común en el cable, lo que a su vez desencadena la radiación del cable. Si el circuito está conectado a tierra a un Gabinete al final del PCB frente al cable, todo el voltaje VG impulsará la corriente hacia el cable. Sin embargo, si el circuito está conectado a tierra al Gabinete en el conector de E / s, el voltaje que impulsa la corriente de modo común hacia el cable sería ideal cero. En este momento, todo el voltaje de tierra aparecerá en el final del PCB sin conexión por cable. Por lo tanto, es esencial establecer una conexión de baja resistencia entre el Gabinete y el circuito de tierra en el área de E / S del pcb.
Otra explicación es que el voltaje de tierra produce una corriente acústica de modo común que fluye hacia el conector de E / S. En el conector, se produce un desvío entre los puntos en los que el cable y el PCB están conectados al gabinete. Cuanto menor sea el valor de resistencia desde el suelo del PCB hasta el gabinete, menor será la corriente de modo común en el cable. La clave para lograr este método es poder obtener una baja resistencia (especialmente en el rango de frecuencia de interés) en la conexión del PCB al gabinete. Sin embargo, esto generalmente no es fácil de lograr, especialmente en un rango de frecuencia de miles de Hertz o más amplio. A alta frecuencia, esto significa que se necesita una baja inducción, que generalmente se logra a través de conexiones multipunto.
El establecimiento de una conexión de baja resistencia entre el suelo del circuito y el Gabinete en el área de E / s también ayuda a mejorar la inmunidad de radiofrecuencia (rf). Cualquier corriente acústica de alta frecuencia inducida en el cable se conduce al Gabinete en lugar de pasar por el suelo del pcb.
La conexión a tierra del chasis ofrece tres utilidades principales:
Debido a que el chasis se ha establecido como un potencial de referencia global de 0v, ahora actúa como una jaula faraday, proporcionando un amplio blindaje electromagnético.
Tiene una función de Seguridad que puede guiar eficazmente la corriente parasitaria (incluyendo descarga estática, cortocircuito o ruido) de vuelta al suelo.
En el extremo de entrada del filtro emi, proporciona una ruta de recepción de baja resistencia para el ruido de modo común, eliminando así la necesidad de usar ferritas adicionales o grandes estrangulamientos en la placa de circuito.
Sobre el diseño de la puesta a tierra de pcb:
01. disposición del suelo
Todos los componentes que requieren tierra están conectados a través de una línea pública, que es más común en diseños de PCB más antiguos o simples.
02. capas de suelo compartidas
La práctica más común en el diseño de PCB es establecer una formación de puesta a tierra compartida, en la que cualquier espacio no Alineado en el PCB o ocupado por el componente está cubierto por la formación de puesta a tierra. El plano de tierra compartido no solo mejora significativamente el rendimiento térmico de los pcb, sino que también ayuda a reducir la interferencia electromagnética (emi).
03. diseño de formación de contacto especial
En el PCB multicapa, se establece una formación de puesta a tierra especial, y los componentes se conectan a la formación de puesta a tierra a través de agujeros de puesta a tierra. Este diseño es más común en las estructuras multicapa y complejas de los pcb.
04. configuración de puesta a tierra del sistema eléctrico
Durante la instalación del sistema eléctrico, todas las conexiones de tierra se resumen en el bus de tierra. Luego, el bus se conecta al conductor de tierra y finalmente se conecta al Polo de tierra o a la red de tierra.
El bus de tierra concentra los conductores de tierra de todos los equipos en un punto común. Para garantizar una mejor puesta a tierra, la resistencia a la puesta a tierra debe ser inferior a 5 ohms en este momento y el bus de puesta a tierra debe conectarse al dispositivo de puesta a tierra (barra de puesta a tierra y red de puesta a tierra) utilizando cables de alta especificación.
05. puesta a tierra equipotential o uniforme
La puesta a tierra equipotential significa que cada elemento conductor en la reserva debe tener el mismo potencial de puesta a tierra, que se realiza a través del chasis del equipo de conexión eléctrica, tuberías metálicas y todos los dispositivos de puesta a tierra.
El equipotential garantiza que no haya diferencias significativas de potencial entre ninguno de los componentes conductores de la zona, evitando así descargas eléctricas en caso de avería.
La puesta a tierra juega un papel vital en los sistemas y equipos eléctricos, no solo proporciona una ruta de retorno segura para los equipos, sino que también reduce la interferencia electromagnética y mejora la estabilidad del sistema. Un diseño adecuado de puesta a tierra puede reducir eficazmente el ruido y la radiación de modo común, mejorando así la capacidad de resistencia a las interferencias y la fiabilidad del equipo. Discutimos la puesta a tierra del Gabinete y su aplicación en el diseño de pcb, enfatizando la importancia de la conexión de baja resistencia y varias estrategias de diseño de puesta a tierra, como la formación de puesta a tierra compartida y la formación de puesta a tierra especial.
