在直流電源PCB上,設計人員經常會碰到一些帶有金屬外殼的器件.比如復位鍵、USB接口、網口等等,可是這些器件的外殼,要不要直流電源接地?接什么地?如何界定一直是設計工程師感到比較困難的,并且有時候還會受到一些錯誤認識的誤導.
一、無金屬外殼的直流電源接地設計無金屬外殼, 直流電源PCB直流電源電路設計板中元器件一般不要求直流電源接地,正常情況下也無法直流電源接地.對于單板上高速、大功率的芯片,有時設計工程師可以設計一種直流電源接地的散熱片.將散熱片安裝在直流電源PCB上,并且與單板的地層連接.
二、有金屬外殼的直流電源接地設計在直流電源PCB單板上,如果碰到有金屬外殼的器件,一定要直流電源接地,并且外殼應該是大面積直流電源接地.否則將難滿足設備的電磁兼容性要求,筆者曾經遇到過一個無線終端設備.
直流電源PCB上一個有金屬外殼的無線網卡,網卡本身是通過EMC實驗的,上面貼有CE標識的,但是用在無線終端設備里,就出現了問題.對設備進行靜電放電實驗時通訊就會中斷,檢查發現單板直流電源PCB設計時就沒有給該網卡下面留有直流電源接地面.而是將整個網卡的金屬外殼浮空處理.正確的處理方式應該,在直流電源PCB表層,有金屬外殼的器件鋪設一塊與單板上工作地良好搭接的銅,將器件的金屬外殼緊貼在上面,用壓板或螺絲釘固定好.
直流電源PCB上一些重要元器件的鋪銅和接地設計具有金屬外殼的接插件,其金屬外殼應與直流電源接地的機殼或底板緊密相連.如果接插件在后背板上,則把所有接插件布局在靠近一個固定螺絲的部位.在后背板單獨設立一直流電源接地母線.
該直流電源接地母線與接插件的金屬外殼相連并通過背板的固定螺絲與直流電源接地的機殼相連,該直流電源接地母線與后背板的其他直流電源接地線或直流電源接地面要隔開一定距離.地線插針應足夠多且應縱向安排,直流電源接地線與地線插針連接要有足夠粗.以免形成直流電源接地瓶頸.對于高頻信號尤其是高頻時鐘信號,周圍應用地線插針包圍.
對于有金屬外殼的器件,比如RS232接口、復位鍵、USB接口、網口等.設計工程師需要對其外殼進行直流電源接地處理,但直流電源接地不當又會引起問題.對于這些金屬外殼的器件,直流電源接地一定要大面積,單點直流電源接地.
有時候一些非金屬外殼的小型設備,有一些對外接口,如控制口、網口等.特別是金屬外殼的無線終端設備和掛壁式設備.本身不便于實現直流電源接地.對于這些接口器件,建議最好選擇不帶金屬外殼的元器件.
三、印制板上空余區域的直流電源接地設計.
直流電源PCB上有時可能會有部分區域沒有布設元器件,也沒有走線,有時設計人員將會將這部分區域進行鋪銅,并且定義成工作地.甚至有人在直流電源PCB的表層和底層沒有導線的地方全部鋪銅.
這樣做對嗎?要如何鋪銅呢?下面我就講一下:
在多層板中間層的布線大片空曠區域,如果不敷銅.在直流電源PCB板制造過程中,由于一邊沒有銅箔,在壓合時,容易產生翹曲度,也就使整塊線路板不平整.
如果大面積銅箔直流電源接地,那么在平時單板正常工作時,一些地上確實是穩定的低電位.但當外界電磁干擾的時候,如靜電放電或者射頻干擾時,這些面積相對較小的銅箔,不能及時排除上面的電磁場,就形成了輻射干擾源,也就是我們常說的天線效應,引起直流電源電路設計板電磁兼容性不合格.
推薦閱讀：
三相電零線電流過大如何處理?三相電零線電流的
北汽新能源擬建400座充換電站 推續航400公里以上
關于5G的消息,本期知乎周刊上都有
無人機電源管理方案淺析.
