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兩分鐘搞懂接地的機理和規范

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Y電容、跨個CY//R(1M)、只跨個R(1M),五種方案都是對的,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的,取決于客人的最核心需求是什么。

接地的核心知識點是3個:地電容特性、高頻接地、單點串并聯。

1)地電容特性

地,到底是個什么?別聽書上說的,全是云山霧罩,他們都是生怕你聽不迷糊。我簡單總結地就當個大電容的一個極板看待即可,極板的另一端可以是任何一個導電的東西,甚至可以是火星月亮。有興趣做個實驗,把一個浮地的電路的Gnd,測一下地線紋波,然后找一塊大金屬板,接到Gnd上且金屬板懸浮著,再測地線紋波,看紋波是否會變小。這個實驗能否說明把地當成電容看?雖然沒有任何的參考文獻可以提供,它就是我瞎編的一個名詞兒。

按這個設計電路,就是能清晰地幫助快速找到方案。電容的計算公式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,設計上要盡可能的制造一個較大的地電容,PE、外殼(浮地)、電源Gnd、電池Gnd,都在電路中充當這個角色,當然最好的是PE,殼飛在天上的時候PE沒法用,這時候浮地機殼就是在現有條件下我們能找到的最大的地電容。

2)高頻接地

金屬導體之間的連接,因為趨膚效應的存在,點連接線連接的節點和通路上,就會有走線電感,等于高頻泄放到地上有了個阻礙高頻噪聲的東西,不論是Gnd之間、Gnd-PE、Gnd-殼之間,都會因為這個電感而導致Gnd上難泄放干凈了或者出現了地電位差。全力消除這個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,抱團取暖,哪片河溝那突然灌進一坨水,大家一起消化它,水平面是不是也能比較穩一點。

3)單點串并聯

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

左圖結構中A排水量多的時候,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的時候,B的水位是不是就隨著A的排水量波動而波動。

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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,單點串聯接地時A的電流波動會影響到模擬電路的Gnd電位了,測量精度還會好嗎?如果B是數字控制電路,signal-Gnd的壓差構成了信號質量,Gnd波動了,信號質量能好嗎?

所以,接地的位置很關鍵,它影響了回流路徑,形成了某兩塊電路的單點串聯問題,干擾就形成了。

理兒就是這么個理兒,怎么活學活用,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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原文標題:兩分鐘搞懂接地的機理和規范

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