接地?zé)o小事,熱議4個(gè)接地案例(下)
發(fā)布時(shí)間:2014-06-10 責(zé)任編輯:sherryyu
【導(dǎo)讀】前面小編帶給大家了關(guān)于接地的一些案例《接地?zé)o小事,熱議4個(gè)接地案例(上)》。本文將繼續(xù)為大家解惑:接地到底是什么、有哪些?結(jié)合案例來展示給大家,看看接地有哪些要害,給我們工程師帶來哪些苦頭?
案例二:屏蔽接地
屏蔽接地:一般我們把屏蔽分為兩種,一種是磁場(chǎng)屏蔽,這時(shí),我們不太關(guān)注是否真的要接地,我們只關(guān)注磁場(chǎng)對(duì)屏蔽后方的均勻程度,也即是否會(huì)變成差模的干擾;另一種是電場(chǎng)屏蔽,也是基于靜電屏蔽原理,這里我們一般要求必須接地;總體上,這段話提到的接地都是指信號(hào)返回路徑的地(即噪聲要返回到噪聲源的途徑),而并非一定要接到地球。
講到屏蔽接地,就想到生活中最普通的臺(tái)式電腦。電腦機(jī)箱主要用著承重構(gòu)架和屏蔽的,夏天天氣熱,胳膊腿都裸露著,偶爾碰到電腦機(jī)箱,猛地一下被電到。這樣的經(jīng)歷你有沒有??
電腦機(jī)殼電人,到底是一種什么現(xiàn)象,是靜電?是漏電?
我給出的答案是:大多數(shù)情況下是漏電,而非靜電。這和你家墻插有沒有真正的地線有關(guān)。當(dāng)墻插沒有地線時(shí),而你的電腦主機(jī)和電源都是正品的時(shí)候,往往你會(huì)被不停地電一下的!
在主機(jī)內(nèi)部電源一般都是開關(guān)電源,為了保證EMC各項(xiàng)指標(biāo)合格(安規(guī)測(cè)試),一般正規(guī)廠家都會(huì)在交流輸入級(jí)加入線路濾波器見下圖,其中C1、C2為共模電容也叫Y電容,C3為差模電容也叫X電容。此電源濾波器目的是解決供電設(shè)備EMS和EMI問題而設(shè)立的,但是它的存在勢(shì)必引入人身安全隱患。所以這類電容必須從耐壓、漏電流、到失效效果上被特殊制作,被稱為安規(guī)電容。這個(gè)電路也是保護(hù)地、噪聲返回路徑結(jié)合的一個(gè)例子。
LNG分別對(duì)應(yīng)墻插的火線零線和地線,同時(shí)機(jī)箱也是和G相連接的。常規(guī)市電供電,火線L對(duì)大地大概220V電壓,這個(gè)和墻插有沒有接地?zé)o關(guān)。當(dāng)墻插沒接地線時(shí),也就是說機(jī)殼未接地,那么L對(duì)G(機(jī)殼)就會(huì)呈現(xiàn)110V左右電壓,G(機(jī)殼)對(duì)N(即大地,基于TN-S、TN-C-S供電系統(tǒng))呈現(xiàn)110V電壓,這也就是我們用測(cè)電筆點(diǎn)在電腦機(jī)殼上,筆會(huì)一直亮著的原因。當(dāng)你碰到機(jī)箱的一瞬間,那么漏電流就會(huì)通過L到C1到人體到大地再到N形成回路。當(dāng)然這個(gè)電流也是瞬間的,畢竟人體阻抗是很低的,人體接觸后會(huì)與C2并聯(lián),從而打破原來C1、C2的分壓值,進(jìn)而拉低機(jī)殼電位,也就是說瞬間被電后就沒什么感覺了,當(dāng)然你手拿開后再次觸摸機(jī)殼還是會(huì)被電一下的。
上面提到了安規(guī),就規(guī)定了這個(gè)Y電容必須有足夠高的耐壓,足夠小的漏電流,即足夠小的容值,從而保證漏電流不至于威脅到人身安全。
通過上面的分析,大概知道,當(dāng)自己碰到這樣的電腦機(jī)箱,很可能說明自己買到的是正品,是針對(duì)安規(guī)進(jìn)行設(shè)計(jì)過的!但也不要忘了,盡量給他來個(gè)接地(球)的線,不然,就會(huì)經(jīng)常被電的!
[page]
案例三:隔離型開關(guān)電源供電設(shè)備接地
防靜電接地:摩擦、感應(yīng)和傳導(dǎo)都會(huì)都會(huì)產(chǎn)生靜電,針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)合,靜電防護(hù)的方式也不同,比如有的可以直接接地;有的可以高阻接地,比如機(jī)房常用的防靜電地板;還有的直接懸空,利用尖端釋放電荷,比如無線防靜電環(huán)。
這里指針對(duì)常見的防靜電措施說一下,通常防靜電想達(dá)到的目的是:
① 要限制靜電的積累,隨著靜電荷的積累,勢(shì)必產(chǎn)生越來越高的電壓,對(duì)人和設(shè)備都是安全隱患;
② 不能存在大的泄放電流;
這樣就需要一個(gè)平衡度的掌握,既想放掉又不至于放的太快。所以一般都是高阻接地的;比如防靜電工作臺(tái)和防靜電地板。
做產(chǎn)品的無論是固定式、便攜式還是手持式的設(shè)備,一般都面臨防浪涌保護(hù)接地、靜電防護(hù)接地、屏蔽外殼接地、板級(jí)接地等設(shè)計(jì);外殼和PCB板的工作地之間的連接關(guān)系,往往很重要。那么這兩種地的連接方式無非是“不連”、“短接”、“阻抗相連”三類情況。這里主要考慮設(shè)備接地?zé)o論前后都是和電源繞不開的,無論保護(hù)接地還是工作接地。下面僅針對(duì)隔離型開關(guān)電源供電設(shè)備進(jìn)行接地分析(無論是DC-DC還是AC-DC,其抗干擾分析是一致的)。
上圖是隔離型AC-DC開關(guān)電源原理簡圖,其中Cs為變壓器初次級(jí)之間的雜散電容,C1為保護(hù)地和熱地之間的安規(guī)電容,C4為工作地與保護(hù)地(機(jī)殼地)之間的安規(guī)電容。圖片01.jpg是保護(hù)地,圖片02.jpg是熱地,圖片03.jpg是負(fù)載設(shè)備的工作地。
[page]
案例四:金屬外殼與板級(jí)工作地
首先我們分析這幾個(gè)電容的必要性,也就是作用。開關(guān)電源最大優(yōu)點(diǎn)是效率高,最大的缺點(diǎn)就是紋波噪聲大;那么分析這三個(gè)電容就從開關(guān)噪聲回路開始。
開關(guān)噪聲是開關(guān)管在飽和和截止瞬間能量轉(zhuǎn)換問題引發(fā)的衰減振蕩噪聲,這類噪聲的頻率可以預(yù)測(cè),幅值可以通過RCD吸收等方式吸收一部分,但傳導(dǎo)干擾本省還是比較嚴(yán)重的,尤其針對(duì)模擬微弱信號(hào)處理的負(fù)載板。
這種噪聲傳導(dǎo)必然通過隔離變壓器的雜散電容CS耦合到次級(jí),那么我們?cè)趯ふ议_關(guān)噪聲的返回路徑時(shí)發(fā)現(xiàn),如果沒有C1,噪聲勢(shì)必會(huì)通過L-N回路返回,并污染電網(wǎng),造成對(duì)外電磁輻射超標(biāo)。同時(shí)向后,通過雜散電容CS耦合到次級(jí)板級(jí)供電處,必然也有有一條返回路徑C4的存在,才能保證噪聲對(duì)后級(jí)負(fù)載影響盡量降低。其實(shí)這種通過電容連接的方式我們也叫做高頻接地或浮地設(shè)計(jì),這種接地對(duì)低頻而言是浮置的。
以上高頻接地依然存在一個(gè)靜電防護(hù)問題,就是當(dāng)PCB負(fù)載為浮地設(shè)計(jì)時(shí),可能會(huì)有靜電積累,那么勢(shì)必會(huì)使C4右端電勢(shì)不斷抬高,這樣的靜電隱患必須解決,不然對(duì)設(shè)備是很大的威脅。方法是有的,我們可以衍生出高頻加靜電釋放接地方式,也就是將電容C4并聯(lián)一個(gè)釋放電阻一般選擇兆歐級(jí)或者壓敏器件。
以上說明了PCB的工作地和外殼地的兩種連接方式---通過電容進(jìn)行連接或者阻容進(jìn)行連接以及它們的作用;那如果直接把PCB的工作地直接和保護(hù)地(外殼)進(jìn)行短接,會(huì)有什么問題呢?要分情況了:如果保護(hù)地很“干凈”,這種方法很實(shí)用;如果保護(hù)地很“雜亂”,那么最直接的隱患就是大地上的很多干擾,同時(shí)都有可能通過這種直接傳導(dǎo)方式進(jìn)入電路板,通過共模轉(zhuǎn)差模的方式,進(jìn)而干擾電路板上的正常信號(hào)。
當(dāng)然還存在低頻接地、高頻懸浮的方式連接二者,比如PCB通過電感連接外殼接地。
總之,接地是因地制宜的,要考慮實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)所,清楚自己接地的目的,然后指導(dǎo)自己用合適接地方式來處理自己的系統(tǒng),達(dá)到安全和電磁兼容的雙重效果。這樣設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品接地才是合格的!
再強(qiáng)調(diào)一番:這一切的前提是你對(duì)接地要有個(gè)系統(tǒng)概念。
相關(guān)閱讀:
特別推薦
- 利用自動(dòng)化技術(shù)賦能中國基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)代化
- 三極管電路輸入電壓阻抗
- 晶振怎么用,你真的知道嗎?
- 康佳特推出搭載AMD 銳龍嵌入式 8000系列的COM Express緊湊型模塊
- 村田推出3225尺寸車載PoC電感器LQW32FT_8H系列
- 思特威推出超星光級(jí)系列4MP圖像傳感器SC485SL
- HOLTEK新推出HT32F59045脈搏血氧儀MCU
技術(shù)文章更多>>
- 貿(mào)澤推出針對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施和智慧城市的工程技術(shù)資源中心
- “扒開”超級(jí)電容的“外衣”,看看超級(jí)電容“超級(jí)”在哪兒
- DigiKey 誠邀各位參會(huì)者蒞臨SPS 2024?展會(huì)參觀交流,體驗(yàn)最新自動(dòng)化產(chǎn)品
- 提前圍觀第104屆中國電子展高端元器件展區(qū)
- 高性能碳化硅隔離柵極驅(qū)動(dòng)器如何選型,一文告訴您
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
濾波電感
濾波器
路由器設(shè)置
鋁電解電容
鋁殼電阻
邏輯IC
馬達(dá)控制
麥克風(fēng)
脈沖變壓器
鉚接設(shè)備
夢(mèng)想電子
模擬鎖相環(huán)
耐壓測(cè)試儀
逆變器
逆導(dǎo)可控硅
鎳鎘電池
鎳氫電池
紐扣電池
歐勝
耦合技術(shù)
排電阻
排母連接器
排針連接器
片狀電感
偏光片
偏轉(zhuǎn)線圈
頻率測(cè)量儀
頻率器件
頻譜測(cè)試儀
平板電腦