Новости PCB - Что такое заземление корпуса и PCB заземление

Что такое заземление? Хотя эта проблема может показаться простой, на самом деле существуют реальные различия между различными типами заземления. Электрическое заземление относится к проводнику, который действует как общий контур различных электрических токов, обычно называемый точкой нулевого потенциала, точкой отсчета для всех других напряжений в системе.

Заземление коробки относится к проводнику, подключенному к металлической оболочке устройства и обычно подключенному к заземлению сигнала в одной или нескольких точках. Определение местоположения и способа подключения сигнала к концевому диску имеет решающее значение для минимизации шума и помех. Соответствующая конструкция заземления цепи может уменьшить излучение продукта и увеличить его сопротивление внешнему электромагнитному полю.

Например, в случае PCB, когда входной / выходной (I / O) кабель собран в металлической оболочке, он производит падение напряжения VG из - за заземления цепи, несущей ток и обладающей определенным сопротивлением. Это напряжение приводит к конформному току на кабеле, что, в свою очередь, вызывает излучение кабеля. Если цепь заземлена соединена с корпусом, противоположным кабелю на конце PCB, то напряжение VG будет приводить ток к кабелю. Однако, если цепь заземлена в разъеме ввода / вывода соединена с корпусом, то в идеале напряжение, ведущее к току конформного тока к кабелю, будет равняться нулю. В этот момент все напряжение заземления будет появляться в конце PCB без кабельного соединения. Поэтому крайне важно установить соединение с низким сопротивлением между корпусом и заземлением схемы в зоне ввода / вывода PCB.

Другое объяснение заключается в том, что напряжение заземления создает комодовый шумовой ток, который течет к разъему I / O. В разъеме происходит шунтирование между точками, где кабель и PCB заземлены и соединены с корпусом. Чем ниже значение сопротивления от заземления PCB до коробки, тем ниже ток конформного тока на кабеле. Ключом к реализации этого метода является возможность получения низкого сопротивления (особенно в интересующем частотном диапазоне) при соединении PCB с корпусом. Однако это часто нелегко сделать, особенно в диапазоне нескольких тысяч Гц или более. При высоких частотах это означает, что требуется низкая индуктивность, которая обычно требуется для многоточечного соединения.

Установка низкоимпедансных соединений между заземлением схемы и корпусом в зоне ввода / вывода также способствует повышению помехоустойчивости радиочастот (RF). Любой высокочастотный шумовой ток, который индуцируется кабелем, передается в коробку, а не через заземление PCB.

Подключение шасси к земле обеспечивает три основных утилиты:

Поскольку шасси было установлено как глобальный эталонный потенциал 0V, он теперь служит клеткой Фарадея, обеспечивая широкий спектр электромагнитных экранов.

Он имеет функцию безопасности, которая эффективно направляет паразитный ток (включая электростатический разряд, короткое замыкание или шум) обратно на землю.

На входном конце EMI - фильтра он обеспечивает путь приема с низким сопротивлением для гомомольного шума, тем самым устраняя необходимость использования дополнительных ферритов или больших дросселей на платы.

Проектирование заземления PCB:

01. Наземная компоновка

Все компоненты, требующие заземления, соединены общей линией, что чаще встречается в более старых или более простых конструкциях PCB.

02. Общий наземный слой

Наиболее распространенной практикой при проектировании PCB является установка общего заземления, в котором любое пространство на PCB, которое не было выровнено или занято компонентами, покрыто заземлением. Общая плоскость заземления не только значительно улучшает тепловые свойства PCB, но и помогает уменьшить электромагнитные помехи (EMI).

03. Специальное проектирование заземления

В многослойном PCB устанавливается специальный заземленный слой, к которому компоненты подключаются через заземленные отверстия. Эта конструкция более распространена в многослойных и сложных структурах PCB.

04. Подземная конфигурация энергосистемы

Во время монтажа энергосистемы все заземленные соединения объединены на заземленной шине. Затем шина соединяется с заземленным проводником и в конечном итоге с заземленным полюсом или сетью заземления.

Заземленная шина концентрирует заземленные проводники всех устройств в одной общей точке. Для обеспечения лучшего заземления сопротивление заземления в это время должно быть меньше 5 Ом, и шины заземления должны быть подключены к устройству заземления (заземленные стержни и сети заземления) с использованием высокопроизводительных проводов.

05. Равнопотенциальное или равномерное заземление

Заземление равного потенциала означает, что каждый проводящий элемент в охраняемой зоне должен иметь один и тот же потенциал заземления, который достигается с помощью шасси электросоединительного оборудования, металлических трубопроводов и всех заземленных устройств.

Равноэлектрический потенциал обеспечивает отсутствие существенной разницы потенциалов между любыми проводящими компонентами в регионе, тем самым предотвращая попадание электричества в случае отказа.

Заземление играет решающую роль в электрических системах и оборудовании, обеспечивая не только безопасный путь возвращения оборудования, но и уменьшая электромагнитные помехи и повышая стабильность системы. Надлежащая конструкция заземления может эффективно снижать шум и излучение в комодах, тем самым повышая помехоустойчивость и надежность оборудования. Мы обсудили заземление в корпусе и его применение в проектировании PCB, подчеркнув важность соединений с низким сопротивлением и различных стратегий проектирования заземления, таких как совместное и выделенное заземление.