Utilisez des trous de PCB pour réduire les EM

Les trous de montage dans un PCB sont un élément important dans la conception électronique. Chaque concepteur de PCB comprendra le but des trous de montage de PCB et la conception de base. Et, lorsque le trou d'installation est connecté au sol, cela peut éviter des problèmes inutiles après l'installation.

Comment utiliser les trous des PCB pour réduire les interférences électromagnétiques ?

Comme son nom l'indique, les trous de montage du PCB aident à fixer le PCB au boîtier. Mais c'est là son objectif physique et mécanique, et en plus de sa fonction électromagnétique, les trous de montage sur PCB peuvent également être utilisés pour réduire les interférences électromagnétiques (EMI). Les PCB sensibles aux EMI sont généralement placés dans des boîtiers métalliques. Pour réduire efficacement les interférences électromagnétiques, les trous de montage plaqués du PCB doivent être connectés à la terre. Après un tel blindage au sol, toute interférence électromagnétique sera dirigée du boîtier métallique vers le sol.

Une question courante que se pose le concepteur débutant moyen est la suivante : à quelle masse le connectez-vous exactement ? Dans les équipements électroniques courants, il existe des signaux, des bases de boîtier et des masses. En règle générale, vous ne pouvez pas connecter le trou de montage à la terre du signal. La masse du signal est la masse de référence pour les composants électroniques dans la conception de votre circuit, et ce n'est pas une bonne chose d'y introduire des interférences électromagnétiques.

Ce à quoi vous vous connectez est la masse du châssis du boîtier. C'est le point de rencontre de toutes les connexions à la terre de l'armoire. La masse du châssis doit être connectée en un point, de préférence via une connexion en étoile. Cela évite les boucles de terre et les multiples connexions à la terre. Plusieurs connexions à la terre peuvent provoquer de légères différences de tension et faire circuler du courant entre les masses du châssis. La masse du châssis est ensuite reliée à la terre par mesure de sécurité.

Pourquoi est-il important d’avoir une bonne connexion à la terre ?

Si la base de la coque de la carte PCB est une coque métallique, alors toute la coque métallique est la terre, le fil de terre de l'alimentation 220 V est connecté à la terre, toutes les interfaces doivent être connectées à la terre et les vis sont également relié à la terre. De cette manière, les interférences entrées dans le test CEM sont directement évacuées du sol vers le sol, afin de garantir qu'elles n'interfèrent pas avec le système interne. De plus, des dispositifs de protection CEM doivent être disponibles pour chaque interface et doivent être proches de l'interface.

S'il s'agit d'un boîtier en plastique, il est préférable d'y intégrer une plaque métallique. S'il n'y a aucun moyen d'y parvenir, vous devez alors réfléchir davantage au schéma de câblage. Les lignes de signaux sensibles (horloge, réinitialisation, oscillateur à cristal, etc.) doivent être traitées avec protection et des réseaux de filtres (puces, oscillateurs à cristal, alimentations) doivent être ajoutés.

La connexion des trous de montage plaqués à la masse du châssis est une bonne pratique, mais ce n'est pas la seule bonne pratique à suivre. Pour garantir la protection de votre équipement, la masse de votre châssis doit être connectée à une terre appropriée. Par exemple, si vous construisez un distributeur automatique de paiement de stationnement qui n'est pas correctement mis à la terre, des clients risquent de se plaindre d'être « électrifiés » lorsqu'ils paient. Cela peut se produire lorsqu'un client touche une partie métallique non isolée du boîtier.

Il est également possible de recevoir un léger choc électrique lorsque le châssis de l'alimentation de l'ordinateur n'est pas correctement mis à la terre. Cela peut également se produire lorsque le câble de terre qui relie la prise électrique à la terre du bâtiment est débranché. Cela peut conduire à un sol flottant sur la machine concernée.

Les principes du blindage EMI reposent sur une connexion à la terre appropriée. Avoir une connexion à la terre flottante expose non seulement vos clients à un choc électrique mineur, mais peut également mettre vos utilisateurs en danger en cas de court-circuit de votre équipement. Une mise à la terre appropriée est importante pour la sécurité et le blindage EMI, comme indiqué dans le schéma ci-dessous.

Conseils de base pour la conception de trous de montage de PCB

Les trous de montage de PCB sont souvent utilisés dans la conception. Il existe quelques principes de base simples pour travailler avec des installations avec trous de montage. Tout d’abord, faites attention aux coordonnées des trous de montage. Une erreur ici entraînera directement une installation incorrecte de votre PCB dans son boîtier. Assurez-vous également que les trous de montage sont de la bonne taille pour les vis que vous choisissez.

En règle générale, ne placez pas les trous de montage trop loin sur le bord du PCB. Trop peu de matériau diélectrique sur les bords peut provoquer des fissures sur le PCB lors de l'installation ou du retrait. Vous devez également laisser suffisamment d'espace entre les trous de montage et les autres pièces.

Un excellent logiciel de conception de circuits, tel qu'Altium Designer, le logiciel série d'Altium, peut placer avec précision les trous de montage et définir les règles d'espacement de sécurité associé.