拆解“華為交換機(jī)”,學(xué)習(xí)大廠EMC設(shè)計(jì)
01 靜電抗擾
理想情況下,我們的系統(tǒng)是一個(gè)中空且密閉的金屬盒子,根據(jù)電磁場(chǎng)理論,外界的任何靜電源都不可能影響到盒子內(nèi)部的電路運(yùn)作。然而這樣的一個(gè)系統(tǒng)是沒(méi)有什么實(shí)際意義的。一個(gè)實(shí)際的系統(tǒng)必然包括對(duì)外接口(即不可能密閉)。
一個(gè)實(shí)際的(金屬外殼的)系統(tǒng)應(yīng)該能夠(在積聚起足以影響系統(tǒng)工作的靜電電荷前)足夠快地將施加在其上的靜電泄放到地。這就帶來(lái)以下幾個(gè)要求(僅針對(duì)金屬外殼設(shè)備):
① 良好的接地端子。
② 任何裸露的、可能被靜電影響的金屬都應(yīng)與接地端子之間有良好的連接。
③ 設(shè)備外殼上的任何空隙都應(yīng)足夠小,使得靜電無(wú)法通過(guò)金屬空隙“穿越”到設(shè)備內(nèi)部。
02 機(jī)箱全貌
這個(gè)機(jī)箱是有一個(gè)上蓋的,上蓋與機(jī)箱有較大(很大!)面積的金屬接觸,可惜忘了拍圖。印象中上蓋整體蓋住了機(jī)箱的左、上、右、后四個(gè)面。
03 電源輸入和AC/DC
電源輸入的地線(xiàn)直接接到了機(jī)箱外殼上,而沒(méi)有接到AC/DC上,也就是是說(shuō),將機(jī)箱這個(gè)大片金屬當(dāng)做一個(gè)比較完美的靜電放電回路(對(duì)浪涌之類(lèi)的試驗(yàn)應(yīng)該也有好處)。AC/DC電源輸入插座上方的藍(lán)色器件應(yīng)該是一個(gè)壓敏電阻?
04 AC/DC輸出
AC/DC輸出直接接到了主板上(PCB電源輸入和工作地)。
05 主板與機(jī)箱的連接
可以看到,用于固定主板的螺釘下是大面積的裸露銅箔。拆開(kāi)主板,下方的機(jī)箱殼體是這樣的:
每一個(gè)安裝孔都凸起一塊較大面積。相應(yīng)的,從機(jī)箱底部看,安裝孔部位是凹陷的。
每一個(gè)固定PCB螺釘都將PCB上的某個(gè)地(工作地或接插件地,見(jiàn)下文)連接到機(jī)箱外殼。PCB上的工作地和接插件地通過(guò)機(jī)箱外殼共地。
06 主板接插件與機(jī)箱、主板之間的連接
分兩種情況:
① 焊接在主板上的接插件與機(jī)箱外殼良好搭接
圖中機(jī)箱外殼在接插件孔處有彎角,與接插件簧片良好連接。這時(shí)將接插件外殼直接連接到PCB的工作地。
② 接插件外殼與機(jī)箱接觸不夠良好
此時(shí)接插件外殼在PCB上使用單獨(dú)的地平面(多個(gè)與機(jī)箱外殼接觸不良的接插件外殼共用地平面),然后一方面在PCB上與工作地之間跨接電容,另一方面通過(guò)上文所述螺釘和大面積銅箔連接到機(jī)箱外殼。PCB上的接插件地和工作地通過(guò)機(jī)箱共地。
在PCB上這兩者不直接連接(兩者之間有電容連接)。這樣,當(dāng)對(duì)著此類(lèi)接插件進(jìn)行靜電放電時(shí),靜電將首先通過(guò)機(jī)箱外殼泄放掉,而不會(huì)跑到PCB的工作地上。
07 其他雜項(xiàng)
① 輕觸開(kāi)關(guān)
(通過(guò)面板操作的輕觸開(kāi)關(guān))的接地腳連接到接插件地,因此在不安裝進(jìn)機(jī)箱的情況下,輕觸開(kāi)關(guān)是不起作用的。
② 網(wǎng)絡(luò)接口保護(hù)
除常用的本地側(cè)TVS外,變壓器側(cè)的地通過(guò)壓敏電阻(阻值不詳)連接到接插件地(最終通過(guò)機(jī)箱連接到工作地)。
網(wǎng)絡(luò)指示燈放置于PCB上,通過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)光柱引出,而不使用帶LED的RJ45座,避免靜電通過(guò)LED信號(hào)線(xiàn)干擾到系統(tǒng)運(yùn)作。