一次跳閘事故引起的對“熱地”的認識......by矜辰所致

前言：

最近做了一個簡單的小設備，從某寶采購的便宜的成品帶外殼，自己改造一下換成帶無線通訊的產品，使用過程中忽略了阻容降壓只有 “ 熱地 ” 的問題，整得跳閘了好幾次 = =！跳閘的原因就得先了解電路中的不同的地了。所以，本文我們就來講講電路中的 “ 熱地 ” 和 “冷地 ”。

我是矜辰所致，全網同名，盡量用心寫好每一系列文章，不浮夸，不將就，認真對待學知識的我們，矜辰所致，金石為開！

本文目錄：

• 1.1 “熱地” 與 “冷地”

• 2.1 跳閘的原因

• 3.1 開關電源對地的隔離

• 3.2 示波器對220V交流的測量問題

• 前言

• 一、 “地”的基本概念

• 二、阻容降壓中的 “熱地”

• 三、關于“熱地”的一些實際問題

• 結語

一、 “地”的基本概念

在所有和電有關的設備中，都會提到一個概念：“ 地 ” 。

“地” 的經典定義是 “作為電路或系統基準的等電位點或平面”。

“接地”有設備內部的信號接地和設備接大地，兩者概念不同，目的也不同。

“地” 有設備內部的信號“地”， 和真正的地——大地。

電路中的信號“地”又稱參考“地”，它是相對而言的，是零電位的參考點，也是構成電路信號回路的公共端，我們常常把電源的負極當成信號 “地” —— GND，它不是大地，有時候我們需要將它與大地連接，有時候不需要。

對于一些 MCU 的單品設備，他們只需要保證自己的信號地連接正確就好了，但是對于一些大型的電子設備，除了考慮產品設備內部的信號接地，還會通常還將設備的信號地，機殼與大地連在一起，以大地作為設備的接地參考點。

1.1 “熱地” 與 “冷地”

我們本文主要探討一下 “熱地” ，有 “熱地” 對應的當然就是 “冷地”，下面我們來詳細了解一下。

什么是 “熱地” ？

“ 熱地 ”是指和交流電網直接或間接相連接的區域 。熱地 和大地之間是有電壓差的，如果人體站在大地上直接觸發，是有觸電危險的。

比如我們使用的阻容降壓電路，經過 整流橋，穩壓管，濾波電容的 負極 連接的 GND ，就是 “熱地” 。

在電路圖中，我們使用這個符號表示：

什么是 “冷地” ？

“ 冷地 ”是指的沒有和交流電網連接的地，經變壓器或元器件隔離后對人身不會造成傷害的接地，或者只是存在于局部的回路，一般對人體而言都不會有危險。

比如我們如果做嵌入式開發，如果不涉及強電部分，只做一些簡單的傳感器設備，與真正的大地是沒有關系的。而這種不合電網連接在一起的地，其實就是"冷地"。

在電路圖中，我們使用這個符號表示：

當然，還有下圖的這種冷地的表示：

一般來說他表示大地，就是我們真正的地。

二、阻容降壓中的 “熱地”

現在回過頭來看看，其實當時圖中也沒有注意 GND 的圖標的問題，把 “熱地” 用 “冷地” 的電路圖標表示了，我們來看看阻容降壓的電路圖如下：

上圖中的 GND 就是熱地，他可以為我們的負載設備正常使用，就比如直接給 24V 設備供電，或者通過 DC/DC 或者 LDO ，直接轉成 3.3V 給我們單片機最小系統使用。

但是因為沒有進行隔離措施，即便有穩壓二極管使得電壓變小了，但他還是直接與市電的 L 和 N 連接，存在一定的風險，這也是為什么阻容降壓安全性不高的原因。

2.1 跳閘的原因

在我使用產品的過程中，我是直接使用的樣品上的阻容降壓電路通過 DC/DC 給我的 MCU 提供的電源，當我準備給設備燒錄程序，每當我的 STLink 剛碰到板子的接口，就跳閘了…… 跳了幾次才想起來，是阻容降壓的問題，還挺尷尬的。

對于我們的燒錄器而言，他是通過 USB 連接電腦的，所以他的地是和電腦的地連接在一起的，電腦使用的三眼插頭，那么電腦的地其實就是接了地，和真正的大地連接起來的。

而我們的板子上經過阻容降壓后的地，是“熱地”，他是經過火線零線通過二極管連接的，燒錄器如果直接和板子連接，會導致火零線與大地短路！！所以導致跳閘。

三、關于“熱地”的一些實際問題

3.1 開關電源對地的隔離

那么上面說到阻容降壓不安全，因為他的地是 “熱地”，那么實際上現在使用的開關電源都是通過變壓器線圈是把冷地熱地隔離開了，直接上圖說明：

當然，除了變壓器， 光耦也是可以把冷地和熱地隔離開的。

3.2 示波器對220V交流的測量問題

我們一般用示波器測量信號，但是大家有沒有用示波器測量過220V交流電？

示波器是有地線的，示波器標配的是 3 眼插座，它的外殼是和 插座上的地線連接的，作為探針來說，他的負極其實也是和和插座上的地線連接的，那么這就會有一個問題，如果直接將將表筆測量 220V， 那么肯定會出現短路的情況。

那么我們如何可以讓示波器測量 220V 交流電呢？

1.我們可以將示波器接線頭的地線 “去掉” ，不讓示波器的地 與真正的大地連接起來，那么示波器就可以直接測量 220V 交流電，.但是注意！因為示波器的外殼是與表筆的地相連的，實際上這時候表筆的地也就是“熱地”，這樣做會導致示波器外殼帶電，有安全隱患。

2.我們也可以使用隔離變壓器，將被檢測設備隔離。但是這種方式屬于 “浮地” 測試，也有一定的安全隱患。

3.最安全的方式，應該是采用高壓差分探頭，可以直接測量，但是他也有個缺點，就是探頭比較貴= =！

所以使用示波器測量 220V 交流電，大家可以根據自己的實際情況選擇合適的方法，但是一定要注意安全。

結語

本文介紹了一下電路中的 “熱地” 和 “冷地”，通過對實際阻容降壓電路使用過程遇到的問題，讓大家了解了“熱地”，希望大家在以后的產品使用和設計的過程，能夠正確的區分“熱地” 和 “冷地”，減少使用設計過程中的問題。