本文要點

接地、EMI 和電能質量之間的關系。

安全接地與 EMC 接地的區別。

EMC 接地的設計考慮因素。

接地、EMI 和電能質量是密切相關的；電能質量會受到各種事件的影響，包括電磁干擾 (EMI)。幸運的是，電路接地可以減輕 EMI 的不良影響。接地為電磁干擾提供了一個低阻抗的路徑。當系統正確接地時，EMI 就會脫離關鍵設備，從而改善電能質量。在這篇文章中，我們將進一步詳細探討接地、EMI 和電能質量之間的關系。

接地、EMI 和電能質量

動態環境中的敏感設備和裝置很容易受到電磁干擾。電子設備、控制電路、信號和電力電纜以及其他產生電磁場的相關系統通過電磁干擾相互作用，擾亂正常運行。與電氣和電子電路相互作用的 EMI 對電能質量構成了嚴重威脅。

當電氣和電子電路獲得特定幅值、頻率和相位的電力時，設備能夠按照預期的方式運行，電能質量也得到了保證。如果電路中的 EMI 干擾了系統電壓的幅值、頻率或相位，那么電能質量就會受到影響。

接地是通過減少 EMI 來確保電能質量的方法之一。正確接地可以消除電磁干擾，確保安全操作和電磁兼容性。接地決定了系統應如何對意外故障、瞬態和電磁干擾作出反應，并為高頻 EMI 電流和電壓提供低阻抗路徑，以此控制電子電路中的傳導和輻射干擾。

安全接地與電磁兼容接地的區別

在討論電磁兼容 (EMC) 接地之前，我們首先要把它和安全接地區分開來。電磁兼容接地與安全接地是不同的。安全接地是為了保護操作設備的人員。在安全接地中，設備的金屬外殼通常與大地的接地線相連，以便短路或故障電流流向大地，而不會傷害用戶。然而，EMC 接地的目的是為 EMI 和噪聲電流提供一個低阻抗的電流路徑。EMC 接地的參照物不一定是大地的接地線，而是屏蔽層或導電平面。

接地和電磁兼容

EMC 接地定義了一個零電壓參考，通過低阻抗連接將電路和其他金屬外殼及部件與這個參考連接起來。接地結構防止了意外干擾，并減輕了設備對 EMI 的敏感性。在出現傳導干擾和抗擾性問題時，接地系統既提供了零電壓的接地參考，又為不明顯的 EMI 電流提供了阻抗最低的路徑。電磁兼容接地結構只能承受 EMI 的噪聲電流和故障電流。正確利用接地結構，可以形成一個阻抗足夠低的回路來承載 EMI 電流和故障電流，從而控制 EMI 產生的意外電壓。

EMC 接地的設計考慮因素

在目標頻率上利用導體搭建接地結構。接地結構的設計重點應該是定義系統頻率下的局部零電壓參考。

將接地結構設計為電子電路中大型金屬部件的參考接地平面。接地結構的設計不應該與設備屏蔽外殼的設計混為一談。

切勿將接地結構設計為承載電路中的相電流或工作電流。流過接地結構的電流會引起磁通量包裹，從而誘發電壓。感應電壓能夠驅動相對于其他部件的接地結構，特別是在高頻率下。接地結構的設計只需要承載意外電流。

了解接地、EMI 和電能質量之間的關系有助于設計人員在電氣和電子設備中實現電磁兼容。EMC 設計工程師在產品設計中創建的參考地平面，在消除意外 EMI 和噪聲電流方面起著關鍵作用。

來源：Cadence楷登PCB及封裝資源中心

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審核編輯 黃宇