PCB guard trace

1.PCB走線防護-PCB guard trace

在電子電路裡面,所有的訊號走線都存在著阻抗,有時候,我們從電路圖看到的訊號與計算結果可能會與實際的結過有些微的落差,就單電壓訊號而言,造成這些落差的原因可能除了零件本身的誤差外,也可能包含實際應用上的一些物理現象。

而有些東西,透過PCB Layout的技巧可以減輕,甚至消除一些頭疼的問題。

2.高電壓的量測範例

以一個高電的取壓電路來說,我們可以用最簡易的方法使用電阻分壓進行取壓的測量,如下圖

guard-1

假設輸入電壓為1000V,我們可以用簡易的方式分壓取得一個低電壓後使用MCU進行量測,以圖來看,理想情況下,當MCU量測到3.32V時代表輸入電壓達1000V。

但實際上變成電路板的時候,會因為PCB板本身的阻抗(有時因為潮溼等其他問題)而產生漏電的情況,雖然通常漏電的電流都很小,不過就會變成這樣(如下圖)。

guard-2

 

此時,假設PCB版上有漏電的現象,則就會對分壓的結果產生影響,如上面假設的漏電情況下來看,由原本的理想電壓3.32V電壓變成3.23V,如果粗略的計算一下

3.32V×301.2倍≒999.98V

但如果因為漏電的影響使待測電壓變成3.23V時則會變成

3.23V×301.2倍≒972.88V

3.使用Guard trace降低影響

Guard trace顧名思義就是防護走線,防護我們需要保護的走線,以高電壓取信號的例子來說,漏電的原因在於電位差,所以我們只要想辦法將電位差減小,是不是就代表說漏電的情況就能減小呢?

如果沒有加入Guard trace的情況如下

20140904_093628

 

因為我們沒有辦法掌握PCB的阻抗,這個阻抗可能會隨著溫度、溼度等條件而改變,既然沒有辦法掌握,那就弄一些我們可以掌握的東西,此時就可以透過Guard trace來防護漏電的情況。

20140904_094834

 

透過Guard trace產生一個與受保護的節點相近的電壓迴路,將其圍起來,使之間電位差縮小,則就能抵制漏電產生,我們可以透過簡易的模擬得到結果。

guard-3

 

3.319V×301.2倍≒999.68V。

2 thoughts on “PCB guard trace

發表迴響