[Arlleex 131]

Дело такое, как решить пока не знаю.

Есть корпус из алюминиевого профиля, вот такой

Спойлер

Т.е. платы туда "заезжают" как бы с помощью ребер-направляющих. Спереди и сзади - лицевые панели.

У меня девайс имеет на одной из лицевых панелей разъемы для подключения питания и дискретных входов/выходов, а на другой лицевой панели расположен DIP-переключатель, для конфигурации блока, ну и разъем для стыковки с кросс-платой, на которой монтируется пяток разъемов подключения всяких аналоговых входов; через эту же кросс-плату передаются сигналы и питание на еще одну плату, которая так же "заезжает" в профиль. Получается, что 2 платы "заезжают" по ребрам и стыкуются в кросс, который смонтирован на одной из лицевых сторон. Но суть не в этом.

Вот как выглядит одна из плат

Здесь цветными зонами я обозначил что где разведено.

Не показаны, но подразумеваются компоненты защиты дискретных входов (и их блокирующие конденсаторы на корпусную землю), выходов, проходные конденсаторы изолированных DC/DC (между их первичными и вторичными землями) также в наличии. Аналоговые входы, так как в конечном счете "торчат наружу", защищены TVS на локальную землю (показанную фиолетовым). С этой земли я ставлю RC-цепочку на корпусное заземление, чтобы избавиться от НИП и статики "прямо по месту", чтобы помехи не летели всей своей энергией через упомянутые проходные конденсаторы. Полигон заземления (нижним слоем платы) обозначил на рисунке ниже, точку пайки заземляющего провода тоже указал (мне там удобнее ее монтировать, там короче будет расстояние до болта заземления на корпусе).

Проблема именно в том, что как ни разводи, медь заземления проходит под схемными землями (зеленая и фиолетовая). Да, площадь пересечения можно сильно сократить, но только ли в этом весь выход из ситуации. Положение разъемов и прочих лицевых компонентов определено и глобальному переселению не подлежит.

Основной посыл вопроса - как "собирать" лучи общей звезды корпусного заземления по плате, ведь это заземление является в том числе защитным, а значит там гуляют большие токи помех, а значит под микросхемами вести эти полигоны нельзя, а конструктив может быть таким, что лучей может быть много?

[HardEgor 66]

11 часов назад, Arlleex сказал:

Основной посыл вопроса - как "собирать" лучи общей звезды корпусного заземления по плате

Пишите много, но я так и не понял чем мешает площадь пересечения? Они что, замыкаются?

И лучи пририсуйте.

Я помнится просто оставлял полигоны заземления по краям, там где контачат направляющие.

[Arlleex 131]

11 часов назад, HardEgor сказал:

Пишите много, но я так и не понял чем мешает площадь пересечения? Они что, замыкаются?

Не замыкаются, но создают между собой паразитную емкость, которая может вызывать "перекосы" внутренней земли и, соответственно, сбои.

Цитата

И лучи пририсуйте.

В смысле? А на последней картинке что, по-Вашему? Синяя сетчатая зона - один луч со входов/выходов, второй с защиты аналоговых цепей. В месте их соединения паяется провод заземления, который клеммой цепляется к болту заземления на крышке корпуса.

Цитата

Я помнится просто оставлял полигоны заземления по краям, там где контачат направляющие.

Можно, но я считаю это не очень хорошей идеей, т.к. не гарантируется нормальное соприкосновение металлов платы и корпуса. А если даже как-то гарантировать хорошее соприкосновение - то надо обеспечивать переход с тела корпуса на крышку - там винт заземления, контакт должен быть хорошим и низкоиндуктивным.

[Plain 168]

22 часа назад, Arlleex сказал:

как ни разводи

Следуйте стандартному правилу — путь помехи должен быть кратчайшим. В данном случае, источников помехи — две стороны, следовательно, с обеих — по отдельному соединению с корпусом.

[Arlleex 131]

7 минут назад, Plain сказал:

...следовательно, с обеих — по отдельному соединению с корпусом.

Т.е. два отдельно запаиваемых провода?

[Plain 168]

Альтернатива — шина перпендикулярно плоскости ПП, с одной стороны на другую.

[Arlleex 131]

52 минуты назад, Plain сказал:

Альтернатива — шина перпендикулярно плоскости ПП, с одной стороны на другую.

Медную шину проложить?

Перпендикулярно, чтобы сократить емкость связи?

Хм... Идея ясна, теория тоже. А объективно, глядя на конкретную схематичную модель компоновки, имеет ли смысл идти на такие меры? Просто в зоне пересечения, по сути, только DIP-переключатель, да разъем-переход в другую плату... Сокращая плодадь перекрытия схемных земель с защитным корпусным заземлением, можно ли добиться вменяемых результатов нечувствительности к ЭМС-наводкам (НИП, например)? Вот так, как-то

Соответственно, токи в зеленой земле, индуцированные токами помех в синем заземлении, будут меньше. Если помеха и повлияет на правильность чтения DIP-переключателей микроконтроллером, не страшно, серия из 3-5 последовательных чтений с мажоритарным выбором будет надежным решением этой проблемы. DIP-контакты защищены TVS на образованный на рисунке "луч" зеленой земли. Токи помех будут проходить рядом с входным DC/DC, рядом с которым проходные конденсаторы "сольют" помеху на первичную сторону, а там, через Y-конденсаторы фильтра, на заземление. Есть в этом разумное зерно?

[smart_pic 7]

Вопрос не по теме: где такой профиль для корпуса брали? или заказной?

 

[HardEgor 66]

1 час назад, Arlleex сказал:

Перпендикулярно, чтобы сократить емкость связи?

Лучше нарисуйте точки заземления на плате, а то сложно понять конфигурацию.

Проще приделать второй проводок на корпус, чем какую-то фольгу.

[Michael58 2]

Я правильно понял, что у Вас 4 земли гальванически изолированных друг от друга (первый рисунок)?

1. входного питания - серая

2. дискретные входы - желтая

3. схемы выходов и изолированные аналоговые схемы - розовая

4. внутренние схемы - зеленая.

Поправьте, если ошибаюсь.

Ваш прибор может не пройти тест на radiated emission, потому что вторичные земли у изолированных DC/DC ведут себя как излучающие антенны до сотен MHz (y-capacitors между землями на таких частотах недостаточно эффективны), поэтому я бы провел первичную (серую) землю под модулем изолированного DC/DC, а также увеличил площадь перекрытия ее со всеми изолированными землями, особенно где находятся входные/выходные разьемы.

[Arlleex 131]

1 час назад, smart_pic сказал:

Вопрос не по теме: где такой профиль для корпуса брали? или заказной?

Раньше покупали готовый у немцев (Bopla), сейчас кто-то давит через пресс-форму в России (почему было не так изначально для меня загадка).
 

1 час назад, HardEgor сказал:

Проще приделать второй проводок на корпус, чем какую-то фольгу.

Наверное проще, но тут как посмотреть. Если честно, мне не доводилось видеть плат с несколькими торчащими проводами, подключаемыми к одному болту заземленияНо, опять же, многосторонняя компоновка соединителей не очень часто встречается. Обычно все размещено в одном месте. Соответственно, такое и разводить проще и вопросов меньше. Если тянуть провод с нижней части платы (по рисунку) и не крепить как-то на плате, то он "ляжет" на какие-нибудь компоненты, это не хорошо. Вот и чешу я репу, что есть колхоз, а что разумное в пределах погрешности.

Цитата

Лучше нарисуйте точки заземления на плате, а то сложно понять конфигурацию.

В примере с медной шиной, предложенной Plain, я показал точку впайки этой шины

Спойлер

2 часа назад, Arlleex сказал:

Т.е. внизу островок защитной земли через медную шину протаскивается наверх, поближе к болту заземления, и впаивается в плату там. Можно было бы этот конец шины сразу на болт заземления крепить, но разбирать/собирать не удобно будет.
 

1 час назад, Michael58 сказал:

Я правильно понял, что у Вас 4 земли гальванически изолированных друг от друга (первый рисунок)?

Это, скорее, зоны. Зоны трассировки тех или иных логически выделенных блоков. Серая зона - там находятся компоненты обеспечения ЭМС входного питания (это МИП/НИП/помехоподавляющий фильтр) и трассируются банальные шины входного "+" и "-" питания. Розовая и желтая - зоны разводки цепей дискретных входов и выходов. Как таковых полигонов там вообще даже нету. Просто с двух сторон платы распаяны всякие мощные резисторы, реле и оптопары. Зеленая зона - там разводится микроконтроллер и все что ему требуется по схеме. Эта зеленая зона очерчивает и примерные формы локального полигона схемной (внутренней) земли - той, относительно которой работает микроконтроллер и т.д. Зеленая земля гальванически изолирована от всего - потому что входной DC/DC - изолированный. А тот DC/DC, который по рисунку слева - тоже изолированный, делает питания для аналоговой схемы, которая будет торчать разъемом наружу. У меня требование такое - изолированные аналоговые входы измерения напряжения. Соответственно, фиолетовая зона размещает в себе всякие операционники и т.д. Между этой зоной и зеленой - изолирующие ОУ. Вот и получилось, что снизу по рисунку должен быть остров заземления (чтобы работали компоненты защиты аналоговых входов), и сверху - там входной синфазный фильтр должен опираться на заземление и компоненты защиты входов/выходов тоже.

[Arlleex 131]

Тут изобразил как планирую трассировать земли.

Зеленый луч по верху подает питание на DC/DC аналоговой части. Это чтобы импульсные токи преобразователя не проходили под МК, ведь у него АЦП и хотелось бы поточнее без посторонних шумов измерять. Второй сверху луч - это земля под МК - "чистая" земля, к ней подключены изолирующие ОУ, разумеется. Центральный луч - через него подается питание на нижний разъем. Ну и луч справа - для DIP-переключателя.

Фиолетовая область тоже разделена на лучи - через один питание (силовое) подается на разъем внизу, а другой нужен для нежнх аналоговых цепей. Для примера показал, зачем сюда тянуть корпусную землю. Контакт аналогового входа с нижнего разъема защищается TVS-ограничителем на фиолетовую землю, с фиолетовой земли конденсатором помеха сливается на синюю корпусную землю. То же самое - для входов/выходов, DIP-переключателя (защита на локальную землю, с локальной земли конденсатором на заземление корпуса).

[HardEgor 66]

3 часа назад, Arlleex сказал:

Наверное проще, но тут как посмотреть. Если честно, мне не доводилось видеть плат с несколькими торчащими проводами, подключаемыми к одному болту заземления

Да просто второй проводок, так же как и первый, клеммой присоединить рядом к корпусу - он у вас имеет минимальное сопротивление.

А точек на картинке я не заметил, ну это ваши проблемы)

[Plain 168]

15 часов назад, Arlleex сказал:

Сокращая плодадь перекрытия схемных земель с защитным корпусным заземлением

Наоборот, третий вариант — слой защитного общего во всю площадь ПП, тут уже посоветовали. И с размером "звезды" не переборщите, межсоединения должны идти через неё.

По-прежнему не понятно, какие проблемы с вариантом с двумя проводвами — ведь уже есть две панели, каждая долго и нудно прикручивается четырьмя винтами, под один из которых, вместо шайбы, идёт лепесток провода.

[Александр77 1]

А не боитесь гальванопары медь-алюминий?