電磁兼容對策和接地設計
1、接地(接參考地)
“接地”一詞在不同場合有不同理解:一種是真正意義上的接地(也就是我們平常所說的接大地);另一種是接參考地(設備里的一個公共參考電位點)。
設備接大地不一定是必須的,之所以讓設備接大地,這更多的是與設備的安全以及與人員的安全聯系在一起。
設備接參考地則是必須的,以便在設備里建立一個穩定可靠的基準電位點。
2、參考地的概念
理想的參考地是一個零電位、零阻抗的物理實體,任何電流通過它時都不會產生壓降。因此,理想的參考地可以為設備中的任何信號提供公共的參考電位,而不必擔心各接地點之間是否存在電位差。
理想的參考地并不存在,但參考地的概念對于設備的電磁兼容性仍有重要意義,在實用中,設備的參考地可以是一塊金屬薄板(在實際設備中,往往是一塊大面積的金屬板,如設備的底板、專用接地銅排、甚至是由設備的框架來擔當的。),這塊金屬板在設備里作為部分或全部電路的信號參考平面。
3、設備參考地的接法
設備有三種基本的參考接地方法:,即浮地、單點接地和多點接地。
及由單點接地和多點接地派生出來的混合接地。
電磁兼容接地方法:
1、浮地
采用浮地的目的是將設備或電路與公共地或可能引起環流的公共導體隔離開來。浮地還可以使不同電位的電路間配合(通過光耦或變壓器)變得容易。
浮地方式的大優點是抗干擾性能好,浮地的主要缺點是設備不與公共地直接連接,容易產生靜電積累,當電荷積累到一定程度,會在設備與公共地之間的電位差會引起強烈的靜電放電,成為破壞性很強的干擾源。作為折衷,可在采用浮地的設備與公共地之間接進一個阻值很大的電阻,以便泄放掉所積累的電荷。
2、單點接地
單點接地是在一個電路或設備中,只有一個物理點被定義為參考接地點,其他凡是需要接地的點都被連接到這一點上,如果在一個系統中包含有許多機柜,則每個機柜的“地”都是獨立的(即機柜內的電路采用自己的單點接地),然后各機柜的“地”再被連到系統中唯一的參考點上。
單點接地的優點是簡單,但是單點接地的大缺點是,當系統工作頻率很高,以致波長小到與系統接地線長度可以比擬時(如達到入/4時),就不能再用單點接地了。此時,這根接地線就好像是一根天線,通過它向外輻射電磁波,影響周圍設備和電路的工作,在這種情況下,我們應當轉而采用多點接地。
3、多點接地
多點接地是指設備(或系統)中凡是需要接地的點都是直接接到離它近的接地平面上(就近接地),以便使接地線的長度為短。這里所說的接地平面可以是設備的底板、專用接地母線、甚至是設備的框架。多點接地的這一特點使得它在高頻場合下的應用有上佳表現(而單點接地在低頻時的性能為好)。多點接地的形式看似比較簡單,但對系統中的眾多接地線的維護提出了更高的要求。因為任何接地點上的腐蝕、松動都會使接地系統出現高阻抗,從而使接地效果變差。
4、.混合接地
單點接地的優點和多點接地的缺點,促使人們想到了混合接地:即個別要求高頻接地的點選擇多點接地(就近接地),其余各點都采用單點接地。所謂混合接地,要求設計人員對系統各部分工作情況作一個分析,只將那些需要就近接地的點直接(或需要高頻接地的點通過旁路電容)與接地平面相連。而其余各點都采用單點接地的辦法。對用高頻電容做旁路接地的情況,要注意電容本身可能與引線電感之間產生諧振。
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