ใช้รู PCB เพื่อลด EM

การเจาะรูใน PCB เป็นองค์ประกอบสำคัญในการออกแบบทางอิเล็กทรอนิกส์ นักออกแบบ PCB ทุกคนจะต้องเข้าใจวัตถุประสงค์ของรูยึด PCB และการออกแบบพื้นฐาน และเมื่อรูติดตั้งเชื่อมต่อกับกราวด์ ก็สามารถช่วยประหยัดปัญหาที่ไม่จำเป็นหลังการติดตั้งได้

จะใช้รู PCB เพื่อลด EMI ได้อย่างไร?

ตามชื่อที่แนะนำ รูสำหรับติดตั้ง PCB ช่วยยึด PCB เข้ากับเคส แต่นั่นคือจุดประสงค์ทางกลทางกายภาพ และนอกเหนือจากฟังก์ชันแม่เหล็กไฟฟ้าแล้ว ยังสามารถใช้รูยึด PCB เพื่อลดสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) ได้อีกด้วย PCB ที่ไวต่อ EMI มักจะอยู่ในเปลือกโลหะ เพื่อลด EMI ได้อย่างมีประสิทธิภาพ จำเป็นต้องเชื่อมต่อรูยึด PCB ที่ชุบเข้ากับกราวด์ หลังจากกราวด์กราวด์ การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าจะถูกส่งตรงจากเคสโลหะลงกราวด์

คำถามทั่วไปที่นักออกแบบมือใหม่โดยเฉลี่ยถามคือ คุณเชื่อมต่อกับพื้นไหนกันแน่? ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป จะมีสัญญาณ ฐานเคส และกราวด์ ตามหลักการทั่วไป คุณไม่สามารถเชื่อมต่อรูสำหรับติดตั้งเพื่อส่งสัญญาณกราวด์ได้ กราวด์สัญญาณเป็นกราวด์อ้างอิงสำหรับส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ในการออกแบบวงจรของคุณ และไม่ใช่เรื่องดีที่จะนำสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าเข้ามา

สิ่งที่คุณกำลังเชื่อมต่ออยู่คือกราวด์แชสซีของเคส นี่คือจุดนัดพบสำหรับการเชื่อมต่อภาคพื้นดินทั้งหมดของตู้ กราวด์ของแชสซีควรเชื่อมต่อที่จุดหนึ่ง โดยควรเชื่อมต่อผ่านการเชื่อมต่อแบบดาว วิธีนี้จะหลีกเลี่ยงกราวด์กราวด์และการเชื่อมต่อกราวด์หลายอัน การเชื่อมต่อกราวด์หลายจุดอาจทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันเล็กน้อย และทำให้กระแสไหลระหว่างกราวด์ของแชสซี กราวด์ของแชสซีจะเชื่อมต่อกับกราวด์เพื่อความปลอดภัย

เหตุใดการต่อสายดินที่เหมาะสมจึงเป็นเรื่องสำคัญ?

หากฐานเปลือกของบอร์ด PCB เป็นเปลือกโลหะ ดังนั้นเปลือกโลหะทั้งหมดคือดิน สายกราวด์ของแหล่งจ่ายไฟ 220V เชื่อมต่อกับโลก อินเทอร์เฟซทั้งหมดจำเป็นต้องเชื่อมต่อกับโลก และสกรูเป็น เชื่อมต่อกับโลกด้วย ด้วยวิธีนี้ สัญญาณรบกวนที่ป้อนในการทดสอบ EMC จะถูกระบายออกจากพื้นถึงพื้นโดยตรง เพื่อให้แน่ใจว่าจะไม่รบกวนระบบภายใน นอกจากนี้ อุปกรณ์ป้องกัน EMC จะต้องพร้อมใช้งานสำหรับแต่ละอินเทอร์เฟซและต้องอยู่ใกล้กับอินเทอร์เฟซ

หากเป็นกล่องพลาสติก ทางที่ดีควรมีแผ่นโลหะฝังอยู่ในนั้น หากไม่มีวิธีใดที่จะบรรลุผลได้ คุณต้องคิดเพิ่มเติมเกี่ยวกับโครงร่างการเดินสาย สายสัญญาณที่มีความละเอียดอ่อน (นาฬิกา การรีเซ็ต คริสตัลออสซิลเลเตอร์ ฯลฯ) จำเป็นต้องได้รับการประมวลผลโดยมีการป้องกัน และจำเป็นต้องเพิ่มเครือข่ายตัวกรอง (ชิป คริสตัลออสซิลเลเตอร์ อุปกรณ์จ่ายไฟ)

การเชื่อมต่อรูยึดแบบชุบเข้ากับพื้นแชสซีเป็นแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุด แต่ไม่ใช่แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดเพียงอย่างเดียวที่ควรปฏิบัติตาม เพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ของคุณได้รับการปกป้อง กราวด์ของแชสซีจะต้องเชื่อมต่อกับกราวด์ที่เหมาะสม ตัวอย่างเช่น หากคุณสร้างเครื่องชำระเงินที่จอดรถอัตโนมัติที่ไม่ได้ต่อสายดินอย่างเหมาะสม คุณอาจมีลูกค้าบ่นว่าถูก "ไฟฟ้า" ในขณะชำระเงิน กรณีนี้อาจเกิดขึ้นได้เมื่อลูกค้าสัมผัสชิ้นส่วนโลหะที่ไม่หุ้มฉนวนของตัวเครื่อง

นอกจากนี้ยังอาจเกิดไฟฟ้าช็อตเล็กน้อยได้เมื่อแชสซีของแหล่งจ่ายไฟของคอมพิวเตอร์ไม่ได้ต่อสายดินอย่างเหมาะสม นอกจากนี้ยังอาจเกิดขึ้นได้เมื่อถอดสายดินที่เชื่อมต่อเต้ารับไฟฟ้าเข้ากับพื้นอาคารออก สิ่งนี้สามารถนำไปสู่การลอยตัวบนเครื่องที่เกี่ยวข้องได้

หลักการของการป้องกัน EMI ขึ้นอยู่กับการเชื่อมต่อภาคพื้นดินที่เหมาะสม การเชื่อมต่อภาคพื้นดินแบบลอยไม่เพียงแต่ทำให้ลูกค้าของคุณถูกไฟฟ้าช็อตเล็กน้อยเท่านั้น แต่ยังอาจเป็นอันตรายต่อผู้ใช้หากอุปกรณ์ของคุณลัดวงจร การต่อสายดินที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญสำหรับความปลอดภัยและการป้องกัน EMI ดังแสดงในแผนภาพด้านล่าง

เคล็ดลับพื้นฐานสำหรับการออกแบบรูยึด PCB

รูยึด PCB มักใช้ในการออกแบบ มีหลักการพื้นฐานง่ายๆ บางประการเมื่อทำงานกับการติดตั้งรูยึด ขั้นแรก ให้ความสนใจกับพิกัดของรูยึด ข้อผิดพลาดจะทำให้ PCB ของคุณไม่ได้รับการติดตั้งอย่างถูกต้องในตัวเครื่องโดยตรง ตรวจสอบให้แน่ใจด้วยว่ารูยึดมีขนาดที่เหมาะสมสำหรับสกรูที่คุณเลือก

โดยทั่วไปอย่าวางรูยึดไว้บนขอบ PCB มากเกินไป วัสดุอิเล็กทริกที่ขอบน้อยเกินไปอาจทำให้เกิดรอยแตกบน PCB ระหว่างการติดตั้งหรือถอดออก คุณควรเว้นระยะห่างระหว่างรูยึดและชิ้นส่วนอื่นๆ ไว้เพียงพอ

ซอฟต์แวร์ออกแบบวงจรที่ยอดเยี่ยม เช่น Altium Designer ซึ่งเป็นซอฟต์แวร์ซีเรียลของ Altium สามารถวางรูยึดได้อย่างแม่นยำ และกำหนดกฎเกณฑ์สำหรับระยะห่างที่ปลอดภัยที่เกี่ยวข้อง