電源的地不能看成模擬地,信號地也不能看成數字地。因為電源有給模擬電路供電的,有給數字電路供電的。信號有數字信號和模擬信號。
主要是根據電路的性能來(lái)分割地,對于數字信號3.3v電路,2。5V電路和5V電路的地也可能有分開(kāi)的需要。即使是同一個(gè)供電的數字電路,有時(shí)候也有布線(xiàn)的要求,例如大電流的IO部分的地,可能需要單獨處理。
大地一般指機殼,這個(gè)部分有ESD和屏蔽的需要的。有些時(shí)候電路地通過(guò)一個(gè)1M電阻同外殼相連,有時(shí)候直接連接。要根據應用和ESD的要求來(lái)處理。
總之,地的邏輯連接特性和PCB上的物理特性是要區分來(lái)看的。理論上講地是0電壓的,但是在實(shí)際PCBA上地是有很多噪聲和反彈的。
關(guān)于接地:數字地、模擬地、信號地、交流地、直流地、屏蔽地、浮地
除了正確進(jìn)行接地設計、安裝,還要正確進(jìn)行各種不同信號的接地處理?刂葡到y中,大致有以下幾種地線(xiàn):
(1)數字地:也叫邏輯地,是各種開(kāi)關(guān)量(數字量)信號的零電位。
(2)模擬地:是各種模擬量信號的零電位。
(3)信號地:通常為傳感器的地。
(4)交流地:交流供電電源的地線(xiàn),這種地通常是產(chǎn)生噪聲的地。
(5)直流地:直流供電電源的地。
(6)屏蔽地:也叫機殼地,為防止靜電感應和磁場(chǎng)感應而設。
以上這些地線(xiàn)處理是系統設計、安裝、調試中的一個(gè)重要問(wèn)題。下面就接地問(wèn)題提出一些看法:
(1)控制系統宜采用一點(diǎn)接地。一般情況下,高頻電路應就近多點(diǎn)接地,低頻電路應一點(diǎn)接地。在低頻電路中,布線(xiàn)和元件間的電感并不是什么大問(wèn)題,然而接地形成的環(huán)路的干擾影響很大,因此,常以一點(diǎn)作為接地點(diǎn);但一點(diǎn)接地不適用于高頻,因為高頻時(shí),地線(xiàn)上具有電感因而增加了地線(xiàn)阻抗,同時(shí)各地線(xiàn)之間又產(chǎn)生電感耦合。一般來(lái)說(shuō),頻率在1MHz以下,可用一點(diǎn)接地;高于10MHz時(shí),采用多點(diǎn)接地;在1~10MHz之間可用一點(diǎn)接地,也可用多點(diǎn)接地。
(2)交流地與信號地不能共用。由于在一段電源地線(xiàn)的兩點(diǎn)間會(huì )有數mV甚至幾V電壓,對低電平信號電路來(lái)說(shuō),這是一個(gè)非常重要的干擾,因此必須加以隔離和防止。
(3)浮地與接地的比較。全機浮空即系統各個(gè)部分與大地浮置起來(lái),這種方法簡(jiǎn)單,但整個(gè)系統與大地絕緣電阻不能小于50MΩ。這種方法具有一定的抗干擾能力,但一旦絕緣下降就會(huì )帶來(lái)干擾。還有一種方法,就是將機殼接地,其余部分浮空。這種方法抗干擾能力強,安全可靠,但實(shí)現起來(lái)比較復雜。
(4)模擬地。模擬地的接法十分重要。為了提高抗共模干擾能力,對于模擬信號可采用屏蔽浮技術(shù)。對于具體模擬量信號的接地處理要嚴格按照操作手冊上的要求設計。
(5)屏蔽地。在控制系統中為了減少信號中電容耦合噪聲、準確檢測和控制,對信號采用屏蔽措施是十分必要的。根據屏蔽目的不同,屏蔽地的接法也不一樣。電場(chǎng)屏蔽解決分布電容問(wèn)題,一般接大地;電磁場(chǎng)屏蔽主要避免雷達、電臺等高頻電磁場(chǎng)輻射干擾。利用低阻金屬材料高導流而制成,可接大地。磁場(chǎng)屏蔽用以防磁鐵、電機、變壓器、線(xiàn)圈等磁感應,其屏蔽方法是用高導磁材料使磁路閉合,一般接大地為好。當信號電路是一點(diǎn)接地時(shí),低頻電纜的屏蔽層也應一點(diǎn)接地。如果電纜的屏蔽層地點(diǎn)有一個(gè)以上時(shí),將產(chǎn)生噪聲電流,形成噪聲干擾源。當一個(gè)電路有一個(gè)不接地的信號源與系統中接地的放大器相連時(shí),輸入端的屏蔽應接至放大器的公共端;相反,當接地的信號源與系統中不接地的放大器相連時(shí),放大器的輸入端也應接到信號源的公共端。
對于電氣系統的接地,要按接地的要求和目的分類(lèi),不能將不同類(lèi)接地簡(jiǎn)單地、任意地連接在一起,而是要分成若干獨立的接地子系統,每個(gè)子系統都有其共同的接地點(diǎn)或接地干線(xiàn),最后才連接在一起,實(shí)行總接地。
問(wèn)答
Q1:為什么要接地?
Answer:接地技術(shù)的引入最初是為了防止電力或電子等設備遭雷擊而采取的保護性措施,目的是把雷電產(chǎn)生的雷擊電流通過(guò)避雷針引入到大地,從而起到保護建筑物的作用。同時(shí),接地也是保護人身安全的一種有效手段,當某種原因引起的相線(xiàn)(如電線(xiàn)絕緣不良,線(xiàn)路老化等)和設備外殼碰觸時(shí),設備的外殼就會(huì )有危險
電壓產(chǎn)生,由此生成的故障電流就會(huì )流經(jīng)PE線(xiàn)到大地,從而起到保護作用。隨著(zhù)電子通信和其它數字領(lǐng)域的發(fā)展,在接地系統中只考慮防雷和安全已遠遠不能滿(mǎn)足
要求了。比如在通信系統中,大量設備之間信號的互連要求各設備都要有一個(gè)基準‘地’作為信號的參考地。而且隨著(zhù)電子設備的復雜化,信號頻率越來(lái)越高,因此,在接地設計中,信號之間的互擾等電磁兼容問(wèn)題必須給予特別關(guān)注,否則,接地不當就會(huì )嚴重影響系統運行的可靠性和穩定性。最近,高速信號的信號回流技術(shù)
中也引入了“地”的概念。
Q2:接地的定義
Answer:
在現代接地概念中、對于線(xiàn)路工程師來(lái)說(shuō),該術(shù)語(yǔ)的含義通常是‘線(xiàn)路電壓的參考點(diǎn)’;對于系統設計師來(lái)說(shuō),它常常是機柜或機架;對電氣工程師來(lái)說(shuō),它是綠色安全地線(xiàn)或接到大地的意思。一個(gè)比較通用的定義是“接地是電流返回其源的低阻抗通道”。注意要求是”低阻抗”和“通路”。
Q3:常見(jiàn)的接地符號
Answer:
PE,PGND,FG-保護地或機殼;BGND或DC-RETURN-直流-48V(+24V)電源(電池)回流;GND-工作地;DGND-數字地;AGND-模擬地;LGND-防雷保護地 .GND在電路里常被定為電壓參考基點(diǎn)。從電氣意義上說(shuō),GND分為電源地和信號地。PG是Power Ground(電源地)的縮寫(xiě)。另一個(gè)是 Signal Ground(信號地)。實(shí)際上它們可能是連在一起的(不一定是混在一起哦。。兩個(gè)名稱(chēng),主要是便于對電路進(jìn)行分析。進(jìn)一步說(shuō),還有因電路形式不同而必須區分的兩種“地”:數字地,模擬地.數字地和模擬地都有信號地、電源地兩種情況。數字地和模擬地之間,某些電路可以直接連接,有些電路要用電抗器連接,有些電路不可連接。
Q4:合適的接地方式
Answer:
接地有多種方式,有單點(diǎn)接地,多點(diǎn)接地以及混合類(lèi)型的接地。而單點(diǎn)接地又分為串聯(lián)單點(diǎn)接地和并聯(lián)單點(diǎn)接地。一般來(lái)說(shuō),單點(diǎn)接地用于簡(jiǎn)單電路,不同功能模塊之間接地區分,以及低頻(f<1MHz)電子線(xiàn)路。當設計高頻(f>10MHz)電路時(shí)就要采用多點(diǎn)接地了或者多層板(完整的地平面層)。
Q5:信號回流和跨分割的介紹
Answer:對于一個(gè)電子信號來(lái)說(shuō),它需要尋找一條最低阻抗的電流回流到地的途徑,所以如何處理這個(gè)信號回流就變得非常的關(guān)鍵。
第一,根據公式可以知道,輻射強度是和回路面積成正比的,就是說(shuō)回流需要走的路徑越長(cháng),形成的環(huán)越大,它對外輻射的干擾也越大,所以,PCB布板的時(shí)候要
盡可能減小電源回路和信號回路面積。
第二,對于一個(gè)高速信號來(lái)說(shuō),提供有好的信號回流可以保證它的信號質(zhì)量,這是因為PCB上傳輸線(xiàn)的特性阻抗一般是以地層(或電源層)為參考來(lái)計算的,如果
高速線(xiàn)附近有連續的地平面,這樣這條線(xiàn)的阻抗就能保持連續,如果有段線(xiàn)附近沒(méi)有了地參考,這樣阻抗就會(huì )發(fā)生變化,不連續的阻抗從而會(huì )影響到信號的完整性。所以,布線(xiàn)的時(shí)候要把高速線(xiàn)分配到靠近地平面的層,或者高速線(xiàn)旁邊并行走一兩條地線(xiàn),起到屏蔽和就近提供回流的功能。
第三,為什么說(shuō)布線(xiàn)的時(shí)候盡量不要跨電源分割,這也是因為信號跨越了不同電源層后,它的回流途徑就會(huì )很長(cháng)了,容易受到干擾。當然,不是嚴格要求不能跨越電源分割,對于低速的信號是可以的,因為產(chǎn)生的干擾相比信號可以不予關(guān)心。對于高速信號就要認真檢查,盡量不要跨越,可以通過(guò)調整電源部分的走線(xiàn)。(這是針對多層板多個(gè)電源供應情況說(shuō)的)
Q6:為什么要將模擬地和數字地分開(kāi),如何分開(kāi)?
Answer:模擬信號和數字信號都要回流到地,因為數字信號變化速度快,從而在數字地上引起的噪聲就會(huì )很大,而模擬信號是需要一個(gè)干凈的地參考工作的。如果模擬地和數字地混在一起,噪聲就會(huì )影響到模擬信號。
一般來(lái)說(shuō),模擬地和數字地要分開(kāi)處理,然后通過(guò)細的走線(xiàn)連在一起,或者單點(diǎn)接在一起?偟乃枷胧潜M量阻隔數字地上的噪聲竄到模擬地上。當然這也不是非常嚴格的要求模擬地和數字地必須分開(kāi),如果模擬部分附近的數字地還是很干凈的話(huà)可以合在一起。
Q7:?jiǎn)伟迳系男盘柸绾谓拥?
Answer:對于一般器件來(lái)說(shuō),就近接地是最好的,采用了擁有完整地平面的多層板設計后,對于一般信號的接地就非常容易了,基本原則是保證走線(xiàn)的連續性,減少過(guò)孔數量;靠近地平面或者電源平面,等等。
Q8:?jiǎn)伟宓慕涌谄骷绾谓拥?
Answer:有些單板會(huì )有對外的輸入輸出接口,比如串口連接器,網(wǎng)口RJ45連接器等等,如果對它們的接地設計得不好也會(huì )影響到正常工作,例如網(wǎng)口互連有誤碼,丟包等,并且會(huì )成為對外的電磁干擾源,把板內的噪聲向外發(fā)送。一般來(lái)說(shuō)會(huì )單獨分割出一塊獨立的接口地,與信號地的連接采用細的走線(xiàn)連接,可以串上 0歐姆或者小阻值的電阻。細的走線(xiàn)可以用來(lái)阻隔信號地上噪音過(guò)到接口地上來(lái)。同樣的,對接口地和接口電源的濾波也要認真考慮。
Q9:帶屏蔽層的電纜線(xiàn)的屏蔽層如何接地?
Answer:屏蔽電纜的屏蔽層都要接到單板的接口地上而不是信號地上,這是因為信號地上有各種的噪聲,如果屏蔽層接到了信號地上,噪聲電壓會(huì )驅動(dòng)共模電流沿屏蔽層向外干擾,所以設計不好的電纜線(xiàn)一般都是電磁干擾的最大噪聲輸出源。當然前提是接口地也要非常的干凈混合電路里面做標示用的,VCC表示模擬信號電源,GND表示模擬信號地,VDD表示數字信號電源,VSS表示數字電源地
。VCC主要表示Bipolar電路的電源,C表示Collector集電極,電源一般接在NPN的集電極(或PNP的發(fā)射極),集成電路剛出現時(shí)只有NPN管,后來(lái)才有集成進(jìn)去的PNP管。VDD/VSS一般表示MOS電路的電源和“地”,D/S分別表示MOS管的Drain(漏)/Source(源)。
一、解釋 VCC:C=circuit 表示電路的意思, 即接入電路的電壓;
VDD:D=device表示器件的意思, 即器件內部的工作電壓;
VSS:S=series表示公共連接的意思,通常指電路公共接地端電壓。
二、說(shuō)明
1、對于數字電路來(lái)說(shuō),VCC是電路的供電電壓,VDD是芯片的工作電壓(通常Vcc>Vdd),VSS是接地點(diǎn)。
2、有些IC既有VDD引腳又有VCC引腳,說(shuō)明這種器件自身帶有電壓轉換功能。
3、在場(chǎng)效應管(或COMS器件)中,VDD為漏極,VSS為源極,VDD和VSS指的是元件引腳,而不表示供電電壓。
VDD:電源電壓(單極器件);電源電壓(4000系列數字電 路);漏極電壓(場(chǎng)效應管)
VCC:電源電壓(雙極器件);電源電壓(74系列數字電路);聲控載波(Voice
ControlledCarrier
VSS:地或電源負極
VEE:負電壓供電;場(chǎng)效應管的源極(S)
VPP:編程/擦除電壓。
詳解:
在電子電路中,VCC是電路的供電電壓, VDD是芯片的工作電壓:
VCC:C=circuit表示電路的意思, 即接入電路的電壓,
D=device 表示器件的意思, 即器件內部的工作電壓,在普通的電子電路中,一般Vcc>Vdd !
VSS:S=series表示公共連接的意思,也就是負極。
有些IC 同時(shí)有VCC和VDD,
這種器件帶有電壓轉換功能。
在“場(chǎng)效應”即COMS元件中,VDD乃CMOS的漏極引腳,VSS乃CMOS的源極引腳,
這是元件引腳符號,它沒(méi)有“VCC”的名稱(chēng),你的問(wèn)題包含3個(gè)符號,VCC / VDD /VSS,
這顯然是電路符號
電磁兼容中的接地技術(shù)
摘要:討論了電磁兼容中的接地技術(shù),包括接地的種類(lèi)和目的、接地方式、接地電阻的計算以及設備和系統的接地等。其主要目的在于提高電力電子設備的電磁兼容能力。
關(guān)鍵詞:接地技術(shù);電磁兼容;干擾
1 引言
接地技術(shù)最早是應用在強電系統(電力系統、輸變電設備、電氣設備)中,為了設備和人身的安全,將接地線(xiàn)直接接在大地上。由于大地的電容非常大,一般情況下可以將大地的電位視為零電位。后來(lái),接地技術(shù)延伸應用到弱電系統中。對于電力電子設備將接地線(xiàn)直接接在大地上或者接在一個(gè)作為參考電位的導體上,當電流通過(guò)該參考電位時(shí),不應產(chǎn)生電壓降。然而由于不合理的接地,反而會(huì )引入了電磁干擾,比如共地線(xiàn)干擾、地環(huán)路干擾等,從而導致電力電子設備工作不正常?梢(jiàn),接地技術(shù)是電力電子設備電磁兼容技術(shù)的重要內容之一,有必要對接地技術(shù)進(jìn)行詳細探討。
2 接地的種類(lèi)和目的
電力電子設備一般是為以下幾種目的而接地:
2.1 安全接地
安全接地即將機殼接大地。一是防止機殼上積累電荷,產(chǎn)生靜電放電而危及設備和人身安全;二是當設備的絕緣損壞而使機殼帶電時(shí),促使電源的保護動(dòng)作而切斷電源,以便保護工作人員的安全。
2.2 防雷接地
當電力電子設備遇雷擊時(shí),不論是直接雷擊還是感應雷擊,電力電子設備都將受到極大傷害。為防止雷擊而設置避雷針,以防雷擊時(shí)危及設備和人身安全。
上述兩種接地主要為安全考慮,均要直接接在大地上。
2.3 工作接地
工作接地是為電路正常工作而提供的一個(gè)基準電位。該基準電位可以設為電路系統中的某一點(diǎn)、某一段或某一塊等。當該基準電位不與大地連接時(shí),視為相對的零電位。這種相對的零電位會(huì )隨著(zhù)外界電磁場(chǎng)的變化而變化,從而導致電路系統工作的不穩定。當該基準電位與大地連接時(shí),基準電位視為大地的零電位,而不會(huì )隨著(zhù)外界電磁場(chǎng)的變化而變化。但是不正確的工作接地反而會(huì )增加干擾。比如共地線(xiàn)干擾、地環(huán)路干擾等。
為防止各種電路在工作中產(chǎn)生互相干擾,使之能相互兼容地工作。根據電路的性質(zhì),將工作接地分為不同的種類(lèi),比如直流地、交流地、數字地、模擬地、信號地、功率地、電源地等。上述不同的接地應當分別設置。
2.3.1 信號地
信號地是各種物理量的傳感器和信號源零電位的公共基準地線(xiàn)。由于信號一般都較弱,易受干擾,因此對信號地的要求較高。
2.3.2 模擬地
模擬地是模擬電路零電位的公共基準地線(xiàn)。由于模擬電路既承擔小信號的放大,又承擔大信號的功率放大;既有低頻的放大,又有高頻放大;因此模擬電路既易接受干擾,又可能產(chǎn)生干擾。所以對模擬地的接地點(diǎn)選擇和接地線(xiàn)的敷設更要充分考慮。
2.3.3 數字地
數字地是數字電路零電位的公共基準地線(xiàn)。由于數字電路工作在脈沖狀態(tài),特別是脈沖的前后沿較陡或頻
率較高時(shí),易對模擬電路產(chǎn)生干擾。所以對數字地的接地點(diǎn)選擇和接地線(xiàn)的敷設也要充分考慮。
2.3.4 電源地
電源地是電源零電位的公共基準地線(xiàn)。由于電源往往同時(shí)供電給系統中的各個(gè)單元,而各個(gè)單元要求的供電性質(zhì)和參數可能有很大差別,因此既要保證電源穩定可靠的工作,又要保證其它單元穩定可靠的工作。
2.3.5 功率地
功率地是負載電路或功率驅動(dòng)電路的零電位的公共基準地線(xiàn)。由于負載電路或功率驅動(dòng)電路的電流較強、電壓較高,所以功率地線(xiàn)上的干擾較大。因此功率地必須與其它弱電地分別設置,以保證整個(gè)系統穩定可靠的工作。
2.4 屏蔽接地
屏蔽與接地應當配合使用,才能起到屏蔽的效果。
比如靜電屏蔽。當用完整的金屬屏蔽體將帶正電導體包圍起來(lái),在屏蔽體的內側將感應出與帶電導體等量的負電荷,外側出現與帶電導體等量的正電荷,因此外側仍有電場(chǎng)存在。如果將金屬屏蔽體接地,外側的正電荷將流入大地,外側將不會(huì )有電場(chǎng)存在,即帶正電導體的電場(chǎng)被屏蔽在金屬屏蔽體內。
再比如交變電場(chǎng)屏蔽。為降低交變電場(chǎng)對敏感電路的耦合干擾電壓,可以在干擾源和敏感電路之間設置導電性好的金屬屏蔽體,并將金屬屏蔽體接地。只要設法使金屬屏蔽體良好接地,就能使交變電場(chǎng)對敏感電路的耦合干擾電壓變得很小。
上述兩種接地主要為電磁兼容性考慮。
3 接地方式
工作接地按工作頻率而采用以下幾種接地方式:
3.1 單點(diǎn)接地
工作頻率低(<1MHz)的采用單點(diǎn)接地式(即把整個(gè)電路系統中的一個(gè)結構點(diǎn)看作接地參考點(diǎn),所有對地連接都接到這一點(diǎn)上,并設置一個(gè)安全接地螺栓),以防兩點(diǎn)接地產(chǎn)生共地阻抗的電路性耦合。多個(gè)電路的單點(diǎn)接地方式又分為串聯(lián)和并聯(lián)兩種,由于串聯(lián)接地產(chǎn)生共地阻抗的電路性耦合,所以低頻電路最好采用并聯(lián)的單點(diǎn)接地式。
為防止工頻和其它雜散電流在信號地線(xiàn)上產(chǎn)生干擾,信號地線(xiàn)應與功率地線(xiàn)和機殼地線(xiàn)相絕緣。且只在功率地、機殼地和接往大地的接地線(xiàn)的安全接地螺栓上相連(浮地式除外)。
地線(xiàn)的長(cháng)度與截面的關(guān)系為:
S>0.83L (1)
式中:L——地線(xiàn)的長(cháng)度,m;
S——地線(xiàn)的截面,mm2。
3.2 多點(diǎn)接地
工作頻率高(>30MHz)的采用多點(diǎn)接地式(即在該電路系統中,用一塊接地平板代替電路中每部分各自的地回路)。因為接地引線(xiàn)的感抗與頻率和長(cháng)度成正比,工作頻率高時(shí)將增加共地阻抗,從而將增大共地阻抗產(chǎn)生的電磁干擾,所以要求地線(xiàn)的長(cháng)度盡量短。采用多點(diǎn)接地時(shí),盡量找最接近的低阻值接地面接地。
3.3 混合接地
工作頻率介于1~30MHz的電路采用混合接地式。當接地線(xiàn)的長(cháng)度小于工作信號波長(cháng)的1/20時(shí),采用單點(diǎn)接地式,否則采用多點(diǎn)接地式。
3.4 浮地
浮地式即該電路的地與大地無(wú)導體連接。其優(yōu)點(diǎn)是該電路不受大地電性能的影響;其缺點(diǎn)是該電路易受寄生電容的影響,而使該電路的地電位變動(dòng)和增加了對模擬電路的感應干擾;由于該電路的地與大地無(wú)導體連接,易產(chǎn)生靜電積累而導致靜電放電,可能造成靜電擊穿或強烈的干擾。因此,浮地的效果不僅取
決于浮地的絕緣電阻的大小,而且取決于浮地的寄生電容的大小和信號的頻率。
4 接地電阻
4.1 對接地電阻的要求
接地電阻越小越好,因為當有電流流過(guò)接地電阻時(shí),其上將產(chǎn)生電壓。該電壓除產(chǎn)生共地阻抗的電磁干擾外,還會(huì )使設備受到反擊過(guò)電壓的影響,并使人員受到電擊傷害的威脅。因此一般要求接地電阻小于4Ω;對于移動(dòng)設備,接地電阻可小于10Ω。
4.2 降低接地電阻的方法
接地電阻由接地線(xiàn)電阻、接觸電阻和地電阻組成。為此降低接地電阻的方法有以下三種:
——降低接地線(xiàn)電阻,為此要選用總截面大和長(cháng)度短的多股細導線(xiàn)。
——降低接觸電阻,為此要將接地線(xiàn)與接地螺栓、接地極緊密又牢靠地連接并要增加接地極和土壤之間的接觸面積與緊密度。
——降低地電阻,為此要增加接地極的表面積和增加土壤的導電率(如在土壤中注入鹽水)。
4.3 接地電阻的計算
垂直接地極接地電阻R為:
R=0.366(ρ/L)lg(4L/d)Ω (2)
式中:ρ——土壤電阻率,Ω·m;
L——接地極在地中的深度,m;
d——接地極的直徑,m。
例如,黃土ρ取200Ω·m,L為2cm,d為0.05m,則垂直接地極接地電阻R為80.67Ω。如在土壤中注入鹽水,使ρ降為20Ω·m時(shí),則接地極接地電阻R為8.067Ω。
5 屏蔽地
5.1 電路的屏蔽罩接地
各種信號源和放大器等易受電磁輻射干擾的電路應設置屏蔽罩。由于信號電路與屏蔽罩之間存在寄生電容,因此要將信號電路地線(xiàn)末端與屏蔽罩相連,以消除寄生電容的影響,并將屏蔽罩接地,以消除共模干擾。
5.2 電纜的屏蔽層接地
5.2.1 低頻電路電纜的屏蔽層接地
低頻電路電纜的屏蔽層接地應采用一點(diǎn)接地的方式,而且屏蔽層接地點(diǎn)應當與電路的接地點(diǎn)一致。對于多層屏蔽電纜,每個(gè)屏蔽層應在一點(diǎn)接地,各屏蔽層應相互絕緣。
5.2.2 高頻電路電纜的屏蔽層接地
高頻電路電纜的屏蔽層接地應采用多點(diǎn)接地的方式。當電纜長(cháng)度大于工作信號波長(cháng)的0.15倍時(shí),采用工作信號波長(cháng)的0.15倍的間隔多點(diǎn)接地式。如果不能實(shí)現,則至少將屏蔽層兩端接地。
5.3 系統的屏蔽體接地
當整個(gè)系統需要抵抗外界電磁干擾,或需要防止系統對外界產(chǎn)生電磁干擾時(shí),應將整個(gè)系統屏蔽起來(lái),并將屏蔽體接到系統地上。
6 設備地
一臺設備要實(shí)現設計要求,往往含有多種電路,比如低電平的信號電路(如高頻電路、數字電路、模擬電路等)、高電平的功率電路(如供電電路、繼電器電路等)。為了安裝電路板和其它元器件、為了抵抗外界電磁干擾而需要設備具有一定機械強度和屏蔽效能的外殼。典型設備的接地如圖1所示。
設備的接地應當注意以下幾點(diǎn):
——50Hz電源零線(xiàn)應接到安全接地螺栓處,對于獨立的設備,安全接地螺栓設在設備金屬外殼上,并有良好電連接;
——為防止機殼帶電,危及人身安全,不許用電源零線(xiàn)作地線(xiàn)代替機殼地線(xiàn);
——為防止高電壓、大電流和強功率電路(如供電電路、繼電器電路)對低電平電路(如高頻電路、數字電路、模擬電路等)的干擾,將它們的接地分開(kāi)。前者為功率地(強電地),后者為信號地(弱電地),而信號地又分為數字地和模擬地,信號地線(xiàn)應與功率地線(xiàn)和機殼地線(xiàn)相絕緣;
——對于信號地線(xiàn)可另設一信號地螺栓(和設備外殼相絕緣),該信號地螺栓與安全接地螺栓的連接有三種方法(取決于接地的效果):一是不連接,而成為浮地式;二是直接連接,而成為單點(diǎn)接地式;三是通過(guò)一3μF電容器連接,而成為直流浮地式,交流接地式。其它的接地最后匯聚在安全接地螺栓上(該點(diǎn)應位于交流電源的進(jìn)線(xiàn)處),然后通過(guò)接地線(xiàn)將接地極埋在土壤中。
7 系統地
當多個(gè)設備組成一個(gè)系統時(shí),系統的接地如圖2所示。
系統的接地應當注意以下幾點(diǎn):
——參照設備的接地注意事項;
——設備外殼用設備外殼地線(xiàn)和機柜外殼相連;
——機柜外殼用機柜外殼地線(xiàn)和系統外殼相連;
——對于系統,安全接地螺栓設在系統金屬外殼上,并有良好電連接;
——當系統內機柜、設備過(guò)多時(shí),將導致數字地線(xiàn)、模擬地線(xiàn)、功率地線(xiàn)和機柜外殼地線(xiàn)過(guò)多。對此,可以考慮鋪設兩條互相并行并和系統外殼絕緣的半環(huán)形接地母線(xiàn),一條為信號地母線(xiàn),一條為屏蔽地及機柜外殼地母線(xiàn);系統內各信號地就近接到信號地母線(xiàn)上,系統內各屏蔽地及機柜外殼地就近接到屏蔽地及機柜外殼地母線(xiàn)上;兩條半環(huán)形接地母線(xiàn)的中部靠近安全接地螺栓,屏蔽地及機柜外殼地母線(xiàn)接到安全接地螺栓上;信號地母線(xiàn)接到信號地螺栓上;
——當系統用三相電源供電時(shí),由于各負載用電量和用電的不同時(shí)性,必然導致三相不平衡,造成三相電源中心點(diǎn)電位偏移,為此將電源零線(xiàn)接到安全接地螺栓上,迫使三相電源中心點(diǎn)電位保持零電位,從而防止三相電源中心點(diǎn)電位偏移所產(chǎn)生的干擾;
——接地極用鍍鋅鋼管,其外直徑不小于50mm,長(cháng)度不小于2.0m;埋設時(shí),將接地極打入地表層一定深度、并倒入鹽水,一般要求接地電阻小于4Ω,對于移動(dòng)設備,接地電阻可小于10Ω。
8 結語(yǔ)
為了設備和人身的安全以及電力電子設備正?煽康墓ぷ鞅仨氀芯拷拥丶夹g(shù)。接地可直接接在大地上或者接在一個(gè)作為參考電位的導體上。不合理的接地反而會(huì )引入電磁干擾,導致電力電子設備工作不正常。因此,接地技術(shù)是電磁兼容中的重要技術(shù)之一,應當充分重視對接地技術(shù)的研究。 |