Utilice orificios de PCB para reducir EM

Los orificios de montaje en una PCB son un elemento importante en el diseño electrónico. Todo diseñador de PCB comprenderá el propósito de los orificios de montaje de PCB y el diseño básico. Y, cuando el orificio de instalación está conectado con el suelo, puede evitar algunos problemas innecesarios después de la instalación.

¿Cómo utilizar los orificios de la PCB para reducir la EMI?

Como sugiere el nombre, los orificios de montaje de la PCB ayudan a asegurar la PCB a la carcasa. Pero ese es su propósito físico mecánico y, además de su función electromagnética, los orificios de montaje de PCB también se pueden usar para reducir la interferencia electromagnética (EMI). Los PCB sensibles a EMI generalmente se colocan en carcasas metálicas. Para reducir efectivamente la EMI, los orificios de montaje de PCB enchapados deben conectarse a tierra. Después de dicha protección a tierra, cualquier interferencia electromagnética se dirigirá desde la caja metálica a tierra.

Una pregunta común que hace el diseñador novato promedio es ¿a qué tierra lo conecta exactamente? En los equipos electrónicos comunes, existen señales, bases de caja y tierras. Como regla general, no se puede conectar el orificio de montaje a la señal de tierra. La tierra de la señal es la tierra de referencia para los componentes electrónicos en el diseño de su circuito, y no es bueno introducir interferencias electromagnéticas en ella.

A lo que te estás conectando es a la tierra del chasis de la caja. Este es el punto de encuentro para todas las conexiones a tierra del gabinete. La conexión a tierra del chasis debe conectarse en un punto, preferiblemente mediante una conexión en estrella. Esto evita bucles de tierra y múltiples conexiones a tierra. Múltiples conexiones a tierra pueden causar ligeras diferencias de voltaje y hacer que la corriente fluya entre las tierras del chasis. Luego, la tierra del chasis se conecta a tierra como medida de seguridad.

¿Por qué es importante tener una conexión a tierra adecuada?

Si la base de la placa PCB es una carcasa metálica, entonces toda la carcasa metálica es la tierra, el cable de tierra de la fuente de alimentación de 220 V está conectado a tierra, todas las interfaces deben estar conectadas a tierra y los tornillos están También conectado a la tierra. De esta manera, la interferencia introducida en la prueba EMC se descarga directamente desde tierra a tierra, para garantizar que no interfiera con el sistema interno. Además, para cada interfaz deben estar disponibles dispositivos de protección EMC y deben estar cerca de la interfaz.

Si se trata de una carcasa de plástico, lo mejor es que tenga incrustada una placa de metal. Si no hay forma de lograrlo, entonces debe pensar más en la disposición del cableado. Las líneas de señales sensibles (reloj, reinicio, oscilador de cristal, etc.) deben procesarse con protección y agregar redes de filtrado (chips, osciladores de cristal, fuentes de alimentación).

Conectar los orificios de montaje chapados a la tierra del chasis es una práctica recomendada, pero no la única a seguir. Para garantizar que su equipo esté protegido, la tierra de su chasis debe estar conectada a una tierra adecuada. Por ejemplo, si construye una máquina automática de pago de estacionamiento que no está conectada a tierra adecuadamente, es posible que los clientes se quejen de estar "electricizados" mientras pagan. Esto puede suceder cuando un cliente toca una parte metálica no aislada del gabinete.

También es posible recibir una descarga eléctrica leve cuando el chasis de la fuente de alimentación de la computadora no está conectado a tierra adecuadamente. También puede ocurrir cuando se desconecta el cable de tierra que conecta la toma de corriente a la tierra del edificio. Esto puede provocar que el suelo flote en la máquina correspondiente.

Los principios del blindaje EMI se basan en una conexión a tierra adecuada. Tener una conexión a tierra flotante no solo expone a sus clientes a una descarga eléctrica menor, sino que también puede ponerlos en peligro si su equipo sufre un cortocircuito. Una conexión a tierra adecuada es importante para la seguridad y el blindaje EMI, como se muestra en el siguiente diagrama.

Consejos básicos para diseñar orificios de montaje de PCB

Los orificios de montaje de PCB se utilizan a menudo en el diseño. Existen algunos principios básicos simples cuando se trabaja con instalaciones de orificios de montaje. Primero, preste atención a las coordenadas de los orificios de montaje. Un error aquí provocará directamente que su PCB no se instale correctamente en su carcasa. También asegúrese de que los orificios de montaje sean del tamaño correcto para los tornillos que elija.

Por lo general, no coloque los orificios de montaje demasiado lejos del borde de la PCB. Muy poco material dieléctrico en los bordes puede provocar grietas en la PCB durante la instalación o extracción. También debes dejar suficiente espacio entre los orificios de montaje y otras piezas.

Un excelente software de diseño de circuitos, como Altium Designer, el software en serie de Altium, puede colocar con precisión los orificios de montaje y definir las reglas para el espaciado seguro asociado.