Use furos de PCB para reduzir EM

Os furos de montagem em uma PCB são um elemento importante no design eletrônico. Todo projetista de PCB compreenderá a finalidade dos furos de montagem da PCB e o design básico. E, quando o orifício de instalação está conectado ao solo, pode evitar alguns problemas desnecessários após a instalação.

Como usar furos de PCB para reduzir EMI?

Como o nome sugere, os orifícios de montagem da PCB ajudam a fixar a PCB ao gabinete. Mas esse é o seu propósito físico-mecânico e, além de sua função eletromagnética, os orifícios de montagem da PCB também podem ser usados ​​para reduzir a interferência eletromagnética (EMI). PCBs sensíveis a EMI são geralmente colocados em gabinetes de metal. Para reduzir efetivamente a EMI, os orifícios de montagem da placa de circuito impresso precisam ser conectados ao terra. Após tal blindagem de aterramento, qualquer interferência eletromagnética será direcionada da caixa metálica para o solo.

Uma pergunta comum que o designer novato comum faz é a qual terra você o conecta exatamente? Em equipamentos eletrônicos comuns, existem sinais, bases de caixas e aterramentos. Como regra geral, você não pode conectar o orifício de montagem ao aterramento do sinal. O aterramento do sinal é o aterramento de referência para componentes eletrônicos em seu projeto de circuito e não é uma boa ideia introduzir interferência eletromagnética nele.

O que você está conectando é o aterramento do chassi do gabinete. Este é o ponto de encontro para todas as conexões de aterramento do gabinete. O aterramento do chassi deve ser conectado em um ponto, preferencialmente através de uma conexão em estrela. Isso evita loops de aterramento e múltiplas conexões de aterramento. Múltiplas conexões de aterramento podem causar pequenas diferenças de tensão e fazer com que a corrente flua entre os aterramentos do chassi. O aterramento do chassi é então conectado ao terra por medida de segurança.

Por que é importante ter uma conexão de aterramento adequada?

Se a base da placa PCB for uma carcaça de metal, então toda a carcaça de metal é a terra, o fio terra da fonte de alimentação de 220V está conectado à terra, todas as interfaces precisam ser conectadas à terra e os parafusos são também conectado à terra. Desta forma, a interferência inserida no teste EMC é descarregada diretamente do solo para o solo, de forma a garantir que não interfira no sistema interno. Além disso, os dispositivos de proteção EMC devem estar disponíveis para cada interface e devem estar próximos da interface.

Se for uma caixa de plástico, é melhor ter uma placa de metal embutida nela. Se não houver como conseguir isso, você precisará pensar mais sobre o layout da fiação. Linhas de sinais sensíveis (relógio, reset, oscilador de cristal, etc.) precisam ser processadas com proteção e redes de filtros (chips, osciladores de cristal, fontes de alimentação) precisam ser adicionadas.

Conectar furos de montagem revestidos ao aterramento do chassi é uma prática recomendada, mas não a única prática recomendada a ser seguida. Para garantir que seu equipamento esteja protegido, o aterramento do chassi deve estar conectado a um aterramento adequado. Por exemplo, se você construir uma máquina automática de pagamento de estacionamento que não esteja devidamente aterrada, poderá ter clientes reclamando de serem "eletricizados" durante o pagamento. Isto pode acontecer quando um cliente toca uma parte metálica não isolada do gabinete.

Também é possível receber um pequeno choque elétrico quando o chassi da fonte de alimentação do computador não estiver devidamente aterrado. Também pode acontecer quando o cabo terra que liga a tomada elétrica ao terra do edifício está desconectado. Isto pode causar um solo flutuante na respectiva máquina.

Os princípios da blindagem EMI dependem de uma conexão de aterramento adequada. Ter uma conexão de aterramento flutuante não apenas expõe seus clientes a um pequeno choque elétrico, mas também pode colocar seus usuários em risco se o equipamento entrar em curto. O aterramento adequado é importante para segurança e blindagem EMI, conforme mostrado no diagrama abaixo.

Dicas básicas para projetar furos de montagem de PCB

Furos de montagem de PCB são frequentemente usados ​​em projetos. Existem alguns princípios básicos simples ao trabalhar com instalações de furos de montagem. Primeiro, preste atenção nas coordenadas dos furos de montagem. Um erro aqui fará com que seu PCB não seja instalado corretamente em seu alojamento. Certifique-se também de que os orifícios de montagem sejam do tamanho certo para os parafusos escolhidos.

Geralmente não coloque os furos de montagem muito longe da borda da PCB. Muito pouco material dielétrico nas bordas pode causar rachaduras na PCB durante a instalação ou remoção. Você também deve deixar espaço suficiente entre os orifícios de montagem e outras peças.

Ótimos softwares de projeto de circuitos, como o Altium Designer, o software serial da Altium, podem posicionar furos de montagem com precisão e definir as regras para espaçamento seguro associado.