PCB pierścień ochronny-Z technologią powoli rośnie i rozwija się, nowe możliwości i bardziej wydajne techniki, aby produkty są teraz wychodzi na światło dzienne. PCB lub Printed Circuit Boards odgrywają znaczącą rolę w świecie IT, jeśli chodzi o pracę.
Czy telefony, laptopy, drukarki lub inne maszyny elektroniczne, wszystkie one używają niektórych płytek drukowanych. Dziś zajmiemy się jednym z elementów, z których składa się PCB: pierścieniem ochronnym.
Pierścień ochronny stoi w nieco niepewnym miejscu, jeśli chodzi o znaczenie. Nie jest tak kluczowy jak rezystor czy bateria, ale nie jest też tak bezużyteczny jak dioda. Ludzie, którzy mają jakieś doświadczenie z płytkami drukowanymi, słyszeli o tym, czym jest pierścień ochronny, a jednak nawet niektórzy eksperci nie rozumieją, dlaczego ktoś miałby go używać.
Innym częstym problemem z pierścieniem ochronnym jest to, że ludzie nie wiedzą, jak go używać. W tym przewodniku dowiesz się o pierścieniach ochronnych, czym są, do czego są zdolne i innych częściach, które działają w połączeniu z nimi.
1、PCB pierścień ochronny-Co to jest PCB Guard?
Pierścienie ochronne są jednym z istotnych dodatków do płytki drukowanej. Ich obecność na płytce drukowanej pozwala na minimalne straty albo prądu, albo napięcia, w zależności od rodzaju konfiguracji Twojego pierścienia ochronnego. PCB Guard, przymocowany do źródła napięcia o niskiej impedancji, zapewnia, że obwód pozostaje zamknięty i żadne napięcie lub prąd nie ucieka. Chociaż pierścień ochronny to tylko cienki miedziany drut, to nadal jest on istotną częścią przebiegu.
Strażnicy PCB działają, aby zapewnić brak utraty napięcia lub prądu do innych przewodników w pobliżu obwodu. Ludzie często używają pierścieni ochronnych na obwodach AC, gdzie pierścień ochronny otacza prąd powierzchniowy z potencjalnym problemem lub jest nieszczelny.
Obrazek 1: Pierścienie ochronne PCB
Upewniając się, że prąd w pierścieniu ochronnym jest równy prądowi w obwodzie, różnica potencjałów jest wyzerowana i zatrzymuje wiatr przed wyciekiem. Ze względu na swoją liniową ścieżkę, pierścień ochronny może być używany tylko w obwodach AC; Dlatego często pojawiają się w silnikach elektrycznych i innych urządzeniach z obwodem AC.
Inną nazwą dla tych pierścieni ochronnych PCB są napędzane osłony. Ten termin jest najczęściej używany przez inżynierów lub ekspertów w dziedzinie elektroniki. Pierścienie ochronne lub napędzane osłony są jedną z najbardziej krytycznych części obwodu prądu przemiennego, zwłaszcza tego z ECG (elektrokardiografia).
W procesie takim jak elektrokardiografia, który wymaga precyzyjnych odczytów i ma niewielkie pole do błędu, pierścień ochronny jest zwykle obecny.
Pierścień ochronny pomaga utrzymać obwód zamknięty i zapobiega wyciekowi prądu lub napięcia w zależności od impedancji przebiegu.
Obrazek 2: Pierścienie ochronne PCB
Podczas gdy pierścień ochronny jest jedną z najbardziej krytycznych części obwodu AC, jest on tylko tak skuteczny, jak impedancja w przebiegu. Pierścień ochronny jest zawsze podłączony do niskoimpedancyjnego źródła napięcia, aby zniwelować wyciek prądu wytwarzanego przez węzły o wysokiej impedancji w obwodzie. Ponieważ obwody o wysokiej impedancji przepuszczają więcej napięcia niż obecne, prąd ostatecznie wycieka z przebiegu. Ten szczególny scenariusz byłby niszczący dla precyzyjnego pomiaru niskiego prądu, ponieważ wyciek wiatru może spowodować znaczne różnice w wynikach końcowych.
Prąd upływu jest powszechny w obwodach prądu zmiennego dołączonych do innych urządzeń elektronicznych, takich jak dioda lub tranzystor, poprzez kondensator. Sprawia on, że urządzenia elektroniczne przewodzą prąd, co powoduje wahania wyników. W mniejszej skali, wyciek prądu przemiennego zwiększy cały obwód; w większej skali, przebieg może całkowicie zawieść.
Ze względu na potencjalne niebezpieczeństwo upływu prądu, większość ekspertów dodaje pierścień ochronny, aby odpowiednio osłonić obwód i uniknąć prądu upływu. Dzięki różnicy potencjałów pierścienia ochronnego, która jest równoważna różnicy potencjałów węzła o wysokiej impedancji, wynikowy prąd jest równy zeru. Prowadzi to do precyzyjnych pomiarów zarówno w dokładnej wielkości niskoprądowej, jak i w procesie elektrokardiografii.
Teraz, gdy rozumiesz, jak istotny jest pierścień ochronny, musisz również wiedzieć, że pierścień ochronny jest niepotrzebny. Racja, pierścień ochronny zatrzymuje wyciek prądu, jeden z najbardziej znaczących problemów, z jakimi może spotkać się osoba pracująca z obwodami AC, ale wyciek prądu nie zawsze jest dużym problemem.
W większych urządzeniach, takich jak generatory, wyciek prądu jest prawie niemożliwy do zatrzymania, dlatego często na generatorach AC znajduje się ostrzeżenie, aby nie dotykać ich, gdy są sprawne. Kiedy nie ma innego sprzętu elektronicznego do przewodzenia prądu, prąd zaczyna płynąć do metalowej obudowy generatora.
Teraz, gdy rozumiesz zastosowanie pierścienia ochronnego lub napędzanej osłony, nadszedł czas, aby przejść do układu pierścienia ochronnego i gdzie jest on umieszczony.
2、PCB pierścień ochronny-Układ pierścienia ochronnego
Układ pierścienia ochronnego różni się w zależności od jego przeznaczenia i obwodu, w którym jest używany. W przypadku obwodu analogowego AC o wysokiej impedancji, istnieją pewne czynniki, które musisz wziąć pod uwagę dodając pierścień ochronny.
Obrazek 3: Czerwona maska lutownicza
2.1 PCB pierścień ochronny-Efekt termopary
Aby uzyskać odczyty tak dokładne jak mikrowolt, należy wziąć pod uwagę efekt termopary. Efekt termoelektryczny jest jednym z najważniejszych czynników decydujących o układzie obwodu i powinien mieć najwyższy priorytet.
Efekt termopary obraca się wokół trzech różnych zjawisk, z których każde jest ze sobą powiązane. Kiedy dwa niepodobne metale łączą się, tworzą termoelektryczny węzeł. Ten termoelektryczny junction zaczyna generować swoje małe napięcie, które jest zależne od temperatury. Wielu odnosi się do tego procesu jako "Efekt Seebecka," Jest to jedna z istotnych przyczyn błędu w obwodzie pomiarowym o małym natężeniu prądu.
Wielu kandydatów może doprowadzić do błędów termopary w końcowym odczycie. Komponenty takie jak gniazda, styki przekaźnika, rezystory, przełączniki i złącza to tylko kilka z wielu czynników, które będziesz musiał wziąć pod uwagę podczas tworzenia układu obwodu. Nawet miedziany drut pierścieni ochronnych może generować EMF termiczny o wartości prawie 200nV/°C, co jest wystarczającym zakłóceniem, aby zakłócić końcowy odczyt o prawie 2nV.
Aby zapewnić minimalne zakłócenia termopary, musisz zwrócić szczególną uwagę na układ i komponenty, których używasz. Różne marki dają różne poziomy zakłóceń termopar, a niektóre nie dają prawie żadnych EMF w czasie odczytów.
Po uzyskaniu odpowiedniej marki komponentów, musisz również uważać na to, ile z nich możesz dodać do obwodu. Staraj się unikać używania elementów takich jak przełączniki, gniazda i złącza, kiedy tylko jest to możliwe. Jeśli jednak użycie jednego z tych komponentów jest nieuniknione, upewnij się, że używasz marki, która ma niskie zakłócenia termiczne EMF.
Po rozważeniu wielu czynników, które mogą zniekształcić odczyty, pozostaje tylko jedna ostatnia rzecz, którą należy zrobić, aby uzyskać prawidłowe i dokładne odczyty, a mianowicie umieścić pierścienie ochronne.
2.2 Umieszczenie pierścieni ochronnych
Ponieważ już znasz i rozumiesz cel pierścieni ochronnych, nie będziemy szczegółowo opisywać jak działają one w celu poprawy obwodu. Zamiast tego, omówimy jego najbardziej idealną lokalizację na płytce drukowanej, aby był najbardziej efektywny.
Ponieważ każdy producent ma swoją niestandardową płytkę drukowaną, nie może określić jednego miejsca dla pierścienia ochronnego. Tak więc, aby określić ich właściwe umiejscowienie, musimy zobaczyć, jakie komponenty owinąć pierścieniem ochronnym.
Aby pierścień ochronny był skuteczny, należy otoczyć nim wejścia obwodu. Taka bariera minimalizuje upływ prądu z urządzeń wejściowych. Po związaniu jednego końca z węzłem o niskiej impedancji, musisz zachować ostrożność przed podłączeniem drugiego. Zanim połączysz drugi koniec pierścienia ochronnego, musisz rozważyć, czy chcesz mieć konfiguracje odwracające, czy nieodwracające.
W przypadku konfiguracji odwracających, musisz związać drugi koniec z potencjałem dodatniego wejścia. Z drugiej strony, jeśli preferujesz konfiguracje nieodwracające, wtedy możesz podłączyć drugi koniec do potencjału wejścia ujemnego. W zależności od wyboru, jakiego dokonasz w odniesieniu do konfiguracji, twój wynik może się znacznie różnić.
Efekt termopary i umieszczenie pierścienia ochronnego to dwa z najczęstszych błędów popełnianych przez ludzi podczas tworzenia obwodów drukowanych. Po uporaniu się z tymi dwoma problemami, można łatwo stworzyć doskonałą płytkę drukowaną, która daje dokładne odczyty aż do nanowoltów.
Teraz płytka może działać bez dodatku pierścienia ochronnego, jak wiele różnych urządzeń zrobić, ale nie dostaniesz dokładne odczyty. Głównym celem układu pierścienia ochronnego jest zminimalizowanie wycieku prądu, co nie wpłynie na wyższe odczyty, ale niższe lekcje, które schodzą do miliampera lub nanowolta. Sprawia to, że jest to niezbędny element w maszynach, gdzie potrzebne są niesamowicie dokładne odczyty, a margines błędu jest mizerny.
3、PCB pierścień ochronny-PCB Guard Trace
Teraz, gdy masz obwód gotowy z pierścieniem ochronnym w tempie, aby uniknąć wycieku prądu i podjęli wszystkie środki ostrożności, aby zmniejszyć termiczne indukowane EMF, w odniesieniu do tworzenia niezawodnego obwodu, jest tylko jedna rzecz brakuje, a to jest śladu Guard. Ślad ochronny jest jedną z najbardziej krytycznych części kursu, ponieważ redukuje przesłuchy w obwodzie.
Aby zrozumieć jak działa ślad ochronny i co czyni go tak ważnym, konieczne jest zrozumienie koncepcji przesłuchu i sprzężenia pojemnościowego.
Te dwa zjawiska - przesłuch i sprzężenie pojemnościowe - są sercem i duszą śladu ochronnego i są powodem jego powstania. Aby lepiej zrozumieć, jak oba te zjawiska działają, zaczniemy od sprzężenia pojemnościowego i będziemy pracować na naszej drodze do przesłuchu, a następnie na tym, jak działa ślad ochronny.
Obrazek 4: Pierścienie ochronne PCB
3.1 Sprzężenie pojemnościowe
Sprzężenie pojemnościowe występuje wtedy, gdy energia jest przekazywana w odległych sieciach lub systemach elektrycznych poprzez przesunięcie prądu. W obwodzie AC, sprzężenie pojemnościowe zapobiega przechodzeniu prądu stałego z jednego przebiegu do drugiego.
Sprzężenie pojemnościowe może mieć albo przypadkowy efekt, albo zamierzony wpływ na wynik. To kładzie podwaliny pod przesłuch, zjawisko, w którym występuje niezamierzone sprzężenie przewodzące i wpływa na obwód. Przesłuchy są powszechnym problemem w elektronice audio, okablowaniu strukturalnym i projektowaniu układów scalonych.
3.2 PCB pierścień ochronny-Cel śladu ochronnego
Cel śladu ochronnego jest prosty: zapobiega on przesłuchowi lub redukuje jego skutki. Każdy obwód posiada dwa lub więcej śladów ochronnych po każdej stronie równoległego sygnału, co czyni je bardzo użytecznymi w blokowaniu przesłuchów z innych przebiegów. Ścieżki ochronne są stosowane głównie w obwodach analogowych, a niewiele w obwodach cyfrowych; nawet małe i uproszczone płytki mają wiele ścieżek ochronnych rozrzuconych po całym obwodzie.
Ścieżki ochronne składają się z trzech różnych komponentów, które pomagają jej zmniejszyć przesłuch w obwodzie. Pierwszym komponentem w śladzie ochronnym jest agresor. Agresor przenosi sygnał w jednym kierunku i prąd w drugim; to tworzy EMI.
Ten EMI będzie miał wpływ na inny ślad na płytce drukowanej, który jest nazywany śladem ofiary. Ponieważ ślad ofiary jest bardziej oddalony od śladu agresora, EMI jest znacznie niższe. Jednakże, aby również obniżyć ten EMI, należy dodać trzeci i ostatni ślad, który jest znany jako ślad strażniczy. Jest on podłączony do VCC i znajduje się pomiędzy agresorem a ofiarą.
W przypadku braku śladu ochronnego, szczególnie przy niskich częstotliwościach audio, przesłuchy wewnątrz obwodu mogą wzrosnąć o wielkość. Pokazuje to, że ślad wartowniczy w konkretnych okolicznościach ma znaczenie.
4、PCB pierścień ochronny-PCB guard ring EMI
EMI jest jednym z najtrudniejszych do zmierzenia i rozwiązania zaburzeń, ponieważ prawie każdy komponent podłączony do źródła zasilania ma swoje zakłócenia bez względu na to jak małe mogą być. Jednak tylko dlatego, że jest małe nie oznacza, że można całkowicie zignorować jego obecność.
Na małą skalę, EMI może spowodować, że twój obwód spowolnić lub dać niedokładne wyniki; na większą skalę, EMI może zapobiec kurs od funkcjonowania. To sprawia, że jest to istotny czynnik do rozważenia podczas tworzenia twojej płytki drukowanej.
Każdy komponent ma swoje własne zakłócenia termiczne i elektromagnetyczne. Te zakłócenia mogą być tak niskie jak 50 kHz, co nie jest w ogóle niepokojące, lub mogą być tak wysokie jak 50 MHz, co może zakłócić lub nawet wyłączyć twój obwód. Tak więc, aby właściwie przeciwdziałać i radzić sobie z problemem EMI, musisz spojrzeć na wszystkie powyższe komponenty.
Aby lepiej pomóc Ci zrozumieć znaczenie zredukowanego EMI i śladu ochronnego, spójrzmy wstecz na przesłuch. Przesłuch jest jednym z najbardziej znaczących problemów, które mogą wystąpić w twoim obwodzie, ponieważ wytwarza on największe zakłócenia elektromagnetyczne. Tak więc, aby właściwie zwalczyć te zakłócenia, będziesz potrzebował ścieżek ochronnych. Jak wiecie, ścieżki ochronne eliminują przesłuch; znacznie zmniejszają EMI powstałe w wyniku przesłuchów.
5、Wniosek
Pierścień ochronny jest jednym z najbardziej krytycznych elementów w obwodzie niskiego napięcia. Jego miedziane okablowanie, które otacza przebieg jest dość korzystne dla całego obwodu napięcia przemiennego. Dzięki miedzianym przewodom otaczającym wejścia obwodu, pierścień ochronny obniża ryzyko upływu prądu. Czyni to poprzez przepuszczanie napięcia wewnątrz przewodów, które jest równe napięciu na wejściu. Daje to podobną różnicę potencjałów w obwodzie i znacznie zmniejsza prąd upływu.
Jednak skuteczność pierścienia ochronnego zależy w dużej mierze od tego, gdzie go umieścimy. Otaczanie wejść obwodu jest najlepszym miejscem na dodanie pierścienia ochronnego, ponieważ pomaga on skuteczniej eliminować upływ prądu.
Dwa najbardziej znaczące problemy, z jakimi może spotkać się człowiek w obwodzie, to upływ prądu i EMI. W zależności od typu, który próbujesz stworzyć, EMI może znacząco wpłynąć na twoją trajektorię. Niezależnie od tego, czy zakłócenia są małe czy duże, zawsze najlepiej jest podjąć środki ochronne przed nimi, a najlepszymi z nich są ślady ochronne. Z pomocą śladu strażniczego oraz śladu agresora i ofiary, możesz zniweczyć zakłócenia elektromagnetyczne w obrębie obwodu.
PCB pierścień ochronny-Mając na uwadze wszystkie powyższe informacje, pierścienie ochronne należą do najcenniejszych elementów obwodu niskiego napięcia. Jego zdolność do znacznego zmniejszenia upływu prądu czyni go bardzo cennym przy pomiarach płytkich jednostek prądu lub napięcia.
Pierścienie ochronne są tylko tak przydatne, jak układ płytki drukowanej, co sprawia, że bardzo ważne jest, aby znaleźć firmę, która może drukować PCB do swoich upodobań. Outsourcing drukowania PCB, aby odpowiednio dopasować rozmieszczenie pierścieni ochronnych, to miejsce, w którym my wchodzimy do gry. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o nas i jak możemy pomóc Twojej firmie w rozwoju, możesz się z nami skontaktować.