EMC第三次授课.docVIP

2.2 接地 所谓“地”一般定义为电路或系统的零电位参考点。直流电压的零电位点或零电位面不一定为实际的大地（建筑地面），可以是设备的外壳或其他金属板线。 “接地”一般指电路或系统与“地”之间建立低阻通路，其中一点通常是系统的一个电气或电子元件，而另一点则是称之为“地”的参考点。例如当所说的系统组件是设备中的一个电路，则参考点就是设备的外壳或接地平面。 2.2.1 接地平面的要求 1、接地平面应是零电位，它作为系统中各电路任何位置所有电信号的公共电位参考点。 2、理想的接地平面应是零电阻的实体，电流在接地平面中流过时应没有压降，即各接地点之间没有电位差，或者说各接地点间电压与线路中任何功能部分的电位比较均可忽略不计。 3、良好的接地平面与布线间将有大的分布电容，而平面本身的引线电感将很小，理论上它必须能吸收所有信号，而使设备稳定地工作，接地平面应采用低阻抗材料制成，并且有足够的长度、宽度和厚度，以保证在所有频率上它的两边之间均呈现低阻抗。用于安装固定式装备的接地平面应由整块铜板或铜网组成。 4、良好的接地平面尽量减低多电路公共接地阻抗上所产生的干扰电压，同时还要尽量避免形成不必要的地回路。 2.2.2 安全接地与信号接地 电路和电设备的接地，按其作用可分为安全接地与信号接地。所谓安全接地就是将电器、电子设备的外壳利用低阻导体连至大地上，使人员触及外壳时不易发生电击危险。 图2-8 机壳带电的两种情况 例如，机壳通过杂散阻抗带电，或因绝缘击穿而带电，如图2-8所示。在图（a）中，U1为电子设备中电路的电压，Z1为电路与机壳间的杂散阻抗，Z2为机壳与地之间的杂散阻抗，U2为机壳与地之间的电压。U2是由机壳对地的阻抗Z2上的分压形成的，即式中U1和U2均为电压向量，当机壳与地绝缘，即Z2 》Z1时，则U2=U1。如果U1足够大，人触及机壳时就会发生危险。所以，为了人身安全，机壳应接地，使Z2→0，从而使U2→0。 （2—10） 图2-9 交流配电电路 又如，室内交流配线可采用如图2-9所示的接法。图中“火线”上接有保险丝，负载电流经“火线”至负载再经“中线”返回。还有一根线是安全地线，该线与设备机壳相连并与“中线”连接于一点。因而线上平时没有电流，所以没有电压降，与之相连的机壳都是地电位，只有发生故障，即绝缘被击穿时，安全地线上才会有电流。但该电流是瞬时的，因为保险丝或电流断路器在发生故障时会立即切断电路。 信号接地的目的是为信号电压提供一个零电位的参考点。对于电子设备，将它的底座或外壳接地，除了用于防止内部高压回路与外壳相连以保证安全外，更重要的是为了在电子设备内部提供一个作为电位基准的导体，以保证设备的工作稳定，这个导体称为接地面，设备的底座和外壳往往通过它来接地。该大面积导体相对大地的电位一旦出现不稳定，就会引起设备工作的不稳定，例如图2-10所示的电路，在放大器输入回路的导体和大地之间，由于寄生电容耦合而感应出干扰电压，如果将设备底座和机壳等大面积导体与大地连接，就会使之保持真正的零电位，这种措施对工作稳定和防止电场干扰有重要作用。 图2-10 设备外壳不接地时的干扰 2.2.3 信号接地的接地方式 图2-11 信号地线的接地方式 信号地线是指信号电路的地线或有信号电流流通的地线，交流电源的地线不能用作信号地线，因为一段电源地线的两点间会有数百微伏，甚至几伏的电压，这对低电平的信号电路来说是一个非常严重的干扰。信号地线的接线方式有共用地线串联一点接地、独立地线并联一点接地和独立地线并联多点接地等。如图2-11。 1、共用地线串联一点接地 图2-12为一共用地线串联一点接地的示例。图中自点A到接地点G的一段地线为电路1、2、3的共用地线，AB段为电路2、3的共用地线。 图2-12 共用地线串联一点接地 设R1、R2、R3分别为接地点G至A点，AB段，BC段的地线的阻抗，I1、I2、I3分别为电路1、2、3的电流，则： A点的电位为： UA=（I1+I2+I3）R1 B点的电位为： UB=（I1+I2+I3）R1+（I2+I3）R2 C点的电位为： UC=（I1+I2+I3）R1+（I2+I3）R2+I3R3 由此可见，A、B、C点的电位不为零，且受到其它电路电流的影响，从防止噪声和抑制干扰的角度出发，这种接地方式是最不适用的。但由于比较简单，用的场合仍然较多，当各电路的电平相差不大时可以使用。若各电路的电平相差很大，因为高电平电路将会产生很大的地电流，形成大的地电位差并干扰到低电平电路，因而不可使用。 使用串联一点接地方式时，要把低电平电路放在距接地点最近的地方，即图2-12中的A点，因为该点最接近地电位，受其它电路影响最小。 2、独立地线并联一点接地 图2-13 独立地线的一点