電磁兼容對策和接地設(shè)計(jì)
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(shè)備里的一個(gè)公共參考電位點(diǎn))。
設(shè)備接大地不一定是必須的,之所以讓設(shè)備接大地,這更多的是與設(shè)備的安全以及與人員的安全聯(lián)系在一起。
設(shè)備接參考地則是必須的,以便在設(shè)備里建立一個(gè)穩(wěn)定可靠的基準(zhǔn)電位點(diǎn)。
2、參考地的概念
理想的參考地是一個(gè)零電位、零阻抗的物理實(shí)體,任何電流通過它時(shí)都不會產(chǎn)生壓降。因此,理想的參考地可以為設(shè)備中的任何信號提供公共的參考電位,而不必?fù)?dān)心各接地點(diǎn)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(shè)備的電磁兼容性仍有重要意義,在實(shí)用中,設(shè)備的參考地可以是一塊金屬薄板(在實(shí)際設(shè)備中,往往是一塊大面積的金屬板,如設(shè)備的底板、專用接地銅排、甚至是由設(shè)備的框架來擔(dān)當(dāng)?shù)?。),這塊金屬板在設(shè)備里作為部分或全部電路的信號參考平面。
3、設(shè)備參考地的接法
設(shè)備有三種基本的參考接地方法:,即浮地、單點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地。
及由單點(diǎn)接地和多點(diǎn)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(shè)備或電路與公共地或可能引起環(huán)流的公共導(dǎo)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(yōu)點(diǎn)是抗干擾性能好,浮地的主要缺點(diǎn)是設(shè)備不與公共地直接連接,容易產(chǎn)生靜電積累,當(dāng)電荷積累到一定程度,會在設(shè)備與公共地之間的電位差會引起強(qiáng)烈的靜電放電,成為破壞性很強(qiáng)的干擾源。作為折衷,可在采用浮地的設(shè)備與公共地之間接進(jìn)一個(gè)阻值很大的電阻,以便泄放掉所積累的電荷。
2、單點(diǎn)接地
單點(diǎn)接地是在一個(gè)電路或設(shè)備中,只有一個(gè)物理點(diǎn)被定義為參考接地點(diǎn),其他凡是需要接地的點(diǎn)都被連接到這一點(diǎn)上,如果在一個(gè)系統(tǒng)中包含有許多機(jī)柜,則每個(gè)機(jī)柜的“地”都是獨(dú)立的(即機(jī)柜內(nèi)的電路采用自己的單點(diǎn)接地),然后各機(jī)柜的“地”再被連到系統(tǒng)中唯一的參考點(diǎn)上。
單點(diǎn)接地的優(yōu)點(diǎn)是簡單,但是單點(diǎn)接地的大缺點(diǎn)是,當(dāng)系統(tǒng)工作頻率很高,以致波長小到與系統(tǒng)接地線長度可以比擬時(shí)(如達(dá)到入/4時(shí)),就不能再用單點(diǎn)接地了。此時(shí),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(shè)備和電路的工作,在這種情況下,我們應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)而采用多點(diǎn)接地。
3、多點(diǎn)接地
多點(diǎn)接地是指設(shè)備(或系統(tǒng))中凡是需要接地的點(diǎn)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(shè)備的底板、專用接地母線、甚至是設(shè)備的框架。多點(diǎn)接地的這一特點(diǎn)使得它在高頻場合下的應(yīng)用有上佳表現(xiàn)(而單點(diǎn)接地在低頻時(shí)的性能為好)。多點(diǎn)接地的形式看似比較簡單,但對系統(tǒng)中的眾多接地線的維護(hù)提出了更高的要求。因?yàn)槿魏谓拥攸c(diǎn)上的腐蝕、松動都會使接地系統(tǒng)出現(xiàn)高阻抗,從而使接地效果變差。
4、.混合接地
單點(diǎn)接地的優(yōu)點(diǎn)和多點(diǎn)接地的缺點(diǎn),促使人們想到了混合接地:即個(gè)別要求高頻接地的點(diǎn)選擇多點(diǎn)接地(就近接地),其余各點(diǎn)都采用單點(diǎn)接地。所謂混合接地,要求設(shè)計(jì)人員對系統(tǒng)各部分工作情況作一個(gè)分析,只將那些需要就近接地的點(diǎn)直接(或需要高頻接地的點(diǎn)通過旁路電容)與接地平面相連。而其余各點(diǎn)都采用單點(diǎn)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(chǎn)生諧振。
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