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兩分鐘搞懂接地的機(jī)理和規(guī)范

凡億PCB ? 來源:凡億PCB ? 2025-01-28 16:11 ? 次閱讀
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外殼PE與功能地Gnd二者怎么接?直連、完全斷開、跨個(gè)Y電容、跨個(gè)CY//R(1M)、只跨個(gè)R(1M),五種方案都是對(duì)的,不過是各有各的目的和用途。就好像家里來客,你遞上茶水、笤帚、拖鞋、名片、水果,包子,哪一種你都可能是對(duì)的,取決于客人的最核心需求是什么。

接地的核心知識(shí)點(diǎn)是3個(gè):地電容特性、高頻接地、單點(diǎn)串并聯(lián)。

1)地電容特性

地,到底是個(gè)什么?別聽書上說的,全是云山霧罩,他們都是生怕你聽不迷糊。我簡(jiǎn)單總結(jié)地就當(dāng)個(gè)大電容的一個(gè)極板看待即可,極板的另一端可以是任何一個(gè)導(dǎo)電的東西,甚至可以是火星月亮。有興趣做個(gè)實(shí)驗(yàn),把一個(gè)浮地的電路的Gnd,測(cè)一下地線紋波,然后找一塊大金屬板,接到Gnd上且金屬板懸浮著,再測(cè)地線紋波,看紋波是否會(huì)變小。這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)芊裾f明把地當(dāng)成電容看?雖然沒有任何的參考文獻(xiàn)可以提供,它就是我瞎編的一個(gè)名詞兒。

按這個(gè)設(shè)計(jì)電路,就是能清晰地幫助快速找到方案。電容的計(jì)算公式U=Q/C,推理得出ΔU=ΔQ/C,試想C如果足夠大,即便ΔQ有一定的值,ΔU是不是也趨近于0?所以,設(shè)計(jì)上要盡可能的制造一個(gè)較大的地電容,PE、外殼(浮地)、電源Gnd、電池Gnd,都在電路中充當(dāng)這個(gè)角色,當(dāng)然最好的是PE,殼飛在天上的時(shí)候PE沒法用,這時(shí)候浮地機(jī)殼就是在現(xiàn)有條件下我們能找到的最大的地電容。

2)高頻接地

金屬導(dǎo)體之間的連接,因?yàn)橼吥w效應(yīng)的存在,點(diǎn)連接線連接的節(jié)點(diǎn)和通路上,就會(huì)有走線電感,等于高頻泄放到地上有了個(gè)阻礙高頻噪聲的東西,不論是Gnd之間、Gnd-PE、Gnd-殼之間,都會(huì)因?yàn)檫@個(gè)電感而導(dǎo)致Gnd上難泄放干凈了或者出現(xiàn)了地電位差。全力消除這個(gè)走線電感使高頻接地阻抗Rf=wL越小越好。等于是把所有的地電容連成一大片,抱團(tuán)取暖,哪片河溝那突然灌進(jìn)一坨水,大家一起消化它,水平面是不是也能比較穩(wěn)一點(diǎn)。

3)單點(diǎn)串并聯(lián)

單點(diǎn)串并聯(lián)是一種接地結(jié)構(gòu)問題(如圖示意)。類比說明一下,加入A是包子鋪、B是理發(fā)店,兩家都排廢水,水井很厲害多少水來了都可以快速排掉。

左圖結(jié)構(gòu)中A排水量多的時(shí)候,把A到井的管路堵了,B排水不暢,B門口的水位是不是就高?A在忽快忽慢忽多忽少的波動(dòng)的時(shí)候,B的水位是不是就隨著A的排水量波動(dòng)而波動(dòng)。

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改成如右圖的接法,井在中間,A無論排水多少快慢,井直接攔住了,只是A自己的問題,B這邊隨便排,B門口的水位是不是就沒A排水兩波動(dòng)的影響了?

推理回來,如果井是電源Gnd大容性,A是功率電路,B是模擬電路,單點(diǎn)串聯(lián)接地時(shí)A的電流波動(dòng)會(huì)影響到模擬電路的Gnd電位了,測(cè)量精度還會(huì)好嗎?如果B是數(shù)字控制電路,signal-Gnd的壓差構(gòu)成了信號(hào)質(zhì)量,Gnd波動(dòng)了,信號(hào)質(zhì)量能好嗎?

所以,接地的位置很關(guān)鍵,它影響了回流路徑,形成了某兩塊電路的單點(diǎn)串聯(lián)問題,干擾就形成了。

理兒就是這么個(gè)理兒,怎么活學(xué)活用,全憑諸君悟性了。更多類似道理,盡在電路隱患分析與電磁兼容視頻:

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原文標(biāo)題:兩分鐘搞懂接地的機(jī)理和規(guī)范

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