PCB Kalkanı: Türler, Faydalar, ve Düzen İpuçları

Baskılı devre kartı (PCB) Tasarımcılar genellikle panoları döşerken elektromanyetik girişimle boğuşurlar. Sistem özelliklerini karşılamak için elektromanyetik uyumluluğu dikkate almaları gerekir. Düzendeki küçük ihmaller bile elektromanyetik komplikasyonları teşvik edebilir, kısa devreler veya EMI/RFI gürültüsü gibi. PCB kalkanının kullanışlı olduğu yer burasıdır!

PCB Kalkanı Nedir??

PCB kalkanı, PCB'nizi korumak ve elektriksel paraziti azaltmak için onu çevreleyen bir muhafazadır. Genellikle elektromanyetik kalkan görevi gören iletken metal malzemeden yapılır.. En yaygın kullanılan malzemeler alüminyumdur, Çelik, ve kalay.

Ekranlama, PCB'nizi diğer bileşenlerle veya yüzeylerle temastan koruyarak kısa devreleri önleyebilir. Ayrıca kısa devreye neden olabilecek toz ve döküntülerden de korur. bunlara ek olarak, elektromanyetik girişimi engeller (EMI) radyolardan, motorlar, ve hassas devrelerinizi bozabilecek diğer kaynaklar.

PCB Kalkanı Kullanmanın Faydaları

İşte PCB koruma kullanmanın temel faydalarından bazıları::

• Prevents short circuits – The shield prevents accidental shorts between lehim pedler veya elektronikleri izole ederek PCB üzerindeki bileşenler.
• Reduces EMI/RFI interference – Electromagnetic shielding blocks incoming and outgoing EMI/RFI noise that can interfere with your circuit operation.
• Protects from impacts – A rigid shield around the PCB helps protect from physical impacts, titreşim, ve diğer mekanik stresler.
• Contains emissions – It blocks electromagnetic energy generated by your PCB from radiating out and interfering with nearby electronics.
• Improves safety – Shielding can reduce the risk of electric shocks by preventing contact with live components and circuitry.
• Allows prototyping – A shield lets you safely test and revise your PCB design more easily before creating a custom enclosure.

PCB Ekranlama Türleri

İki yaygın koruma yöntemi radyo frekansıdır (RF) koruyucu ve Arduino koruyucu:

• PCB RF Koruması

RF koruması elektromanyetik alanları engeller, elektrostatik yükler, ve radyo dalgaları. Yaygın RF koruma çözümleri arasında metal kutular bulunur, elastomer malzemeler, ferrit boncuklar ve plakalar, iletken ağ, ve izole yer düzlemleri. Bu çözümler şu şekilde hareket eder: Faraday kafesleri, harici müdahalelerin hassas bileşenleri bozmasını önleme.

• Arduino Koruması

Arduino kalkanları, işlevsellik eklemek için Arduino kartlarına bağlanan modüler PCB'lerdir. Örneğin, kablosuz, ethernet, GSM, ve prototip oluşturma kalkanları Arduino yeteneklerini genişletiyor. Kalkan pinleri, I2C ve SPI veri yolları için kullanılan ayrılmış pinlerden kaçınarak istiflenebilir kartları birbirine bağlar. Önceden oluşturulmuş devreler ve kod kitaplıkları ile, Arduino kalkanları, özel tasarımlara kıyasla hızlı uygulamaya olanak sağlar.

Hem RF hem de Arduino korumanın artıları ve eksileri var. RF kalkanları sağlam EMI koruması sunar ancak uygulanması maliyetli ve karmaşık olabilir. Arduino kalkanları uygun fiyatlı ve basittir ancak daha az özel koruma sağlar. Düşünceli koruma tasarımı, korumayı dengelemenin anahtarıdır, maliyet, Belirli bir uygulama için karmaşıklık.

PCB Kalkanı Nasıl Çalışır??

PCB kalkanı, PCB'den gelen elektromanyetik alanları sınırlayarak ve diğer kaynaklardan gelen harici EMI'yi engelleyerek çalışır.. İletken muhafaza, elektroniklerin etrafında bir Faraday kafesi oluşturur, EMI'yi kalkanın dışından akmaya zorlamak. Bu, korumalı alan içindeki bileşenlere müdahaleyi önler.

Kalkanın uygun şekilde topraklanması aynı zamanda yayılan emisyonların emilmesine ve toprağa yönlendirilmesine de yardımcı olur. Test noktalarına erişime izin vermek için genellikle küçük açıklıklar bulunur, görüntüler, ve kontroller. Boşluklar mümkün olduğunca en aza indirilir.

6 PCB Düzenlerinde EMI Koruma Tasarımına İlişkin İpuçları

Baskılı devre kartı tasarımlarında elektromanyetik parazitin azaltılması dikkatli yerleşim teknikleri gerektirir. Bunları takip ederek 6 temel stratejiler elektromanyetik parazitin kontrol altına alınmasına yardımcı olabilir:

1. Düşük endüktanslı bir yer düzlemi kullanın.

Bir katmanın tamamını buna ayırın çok katmanlı panolar yer düzlemi olarak. Endüktif döngü alanını azaltmak için yer düzlemi alanını maksimuma çıkarın. Bu, mevcut dönüş yolunun empedansını düşürür, Ortak mod gürültüsünü ve yayılan emisyonları azaltmak. Dönüş yolu antenlerini önlemek için tüm sinyalleri vialar kullanarak doğrudan yer düzlemine bağlayın.

2. Korumaya duyarlı bileşenler.

Parazite duyarlı bileşenlerin çevresinde topraklanmış iletken muhafazalar kullanın. EM alanları, kalkanda yansıma ve soğurma yoluyla çarpan alanları iptal eden akımları indükler.. Kutular gibi uygun koruyucuları seçin, contalar, veya gerekli zayıflamaya dayalı ekranlar.

3. Eşleşen iletim hatlarıyla empedansı kontrol edin.

Genişlik/boşluk oranı kurallarını kullanarak iz empedansını kaynak ve yük empedansıyla eşleştirin. Bu, çınlamaya ve EMI'ye neden olan yansımaları ve rezonansları önler. Takip etmek kontrollü empedans yüksek hızlı izler üzerinde tasarım. Gerektiğinde empedans ayarlama saplamalarını ve sonlandırma dirençlerini kullanın.

4. Dekuplaj kapasitörleriyle güç raylarını baypas edin.

Düşük endüktanslı seramik dekuplaj kapaklarını her bir IC güç pimine yerleştirin. Bu, hızlı anahtarlama gürültüsünü gidermek için bir şarj deposu sağlar, Güç raylarını temiz tutmak. Geniş bir frekans aralığını hedeflemek için farklı değerlere sahip birden fazla kapasitör kullanın.

5. Pano bölümlerini ayırın ve filtreleyin.

Bölme kartını analoga bölme, dijital, yüksek hız, vb. ve sinyalleri yerel tutun. Sinyallerin etki alanlarını geçmesi gerektiğinde, ferrit kullanarak filtreleme, ortak mod bobinleri ve kapasitörler. Bu, her bölümde gürültü içerir.

6. Bileşen yerleşimini organize edin.

Grup, bileşenleri bir araya getirdi ve eşit şekilde yönlendirdi. Gürültülü dijital devreleri hassas analog devrelerden uzağa yerleştirin. Uzunluğu ve kesişmeyi en aza indirmek için izleri verimli bir şekilde yönlendirin. Zemine periyodik geçişlerle anten etkilerini azaltın.

paketler

Projenize uygun bir PCB koruması eklemek, kısa devrelerden kaynaklanan sorunların önlenmesine yardımcı olabilir, EMI/RFI gürültüsü, ve statik şoklar. İstenmeyen elektromanyetik paraziti tamamen kontrol altına almak için dikkatli bir koruma tasarımına ihtiyaç vardır.. PCB düzenine ve muhafazaya entegre edilmiş sağlam ekranlama ile, elektroniklerinizin güvenilir çalışmasını sağlayabilirsiniz.