电磁兼容(第三章)接地.ppt

第三章接地
第一节接地和接地的方法
第二节单点接地电路
第三节地环路
第四节保护屏蔽
接地是减小噪声与噪声拾取的主要方法之一。正确地使用电缆布线和接地技术,能够解决大部分噪声问题。
前言
良好的接地是设计出来的,应具有这样的特点:
即能防护不期望的干扰和发射,有无需增加任何成本。唯一需要的就是工程师的耐心和时间。
一个没有经过细心设计的接地系统,可能是系统内的主要干扰和发射源,并引起一些难以预料的现象。
第一节接地和接地的方法
接地通常可以分为:安全接地和信号接地。如果接地是通过一个低阻抗路径与大地想连,可以称为接大地。安全地通常与大地等电位,而信号地却不一定与大地等电位。
通常安全接地点并不适合做信号接地点,因为这又可能使噪声问题变得更加复杂化。
一、接地的分类
安全接地
安全接地是出于安全考虑,将电子设备的机架或外壳接地。
为什么一定要这样呢?
通常出于两种原因,设备需要进行接地
1、分布电阻的存在可能导致设备或机架上可能会有很高的电压。
机壳的电压为:
机壳的电压是由阻抗Z1和Z2组成的分压器决定的,有时可能具有很高的电位,并有电击的危险。
2 、意外情况下设备的绝缘发生击穿,当然这种情况更有危险性。
如果线缆的绝缘损坏,使交流线直接与机壳接触,机架将会具有传输与保险丝熔断电流相同的能力。任何与机架进行接触的人都相当于直接和交流电源相接,这是十分危险的。
设备安全接地后,以上的问题就可以避免。这是机壳与大地及人是同电位的,不会发生电击的危险。
每个国家,设备安全接地都有相应的国家标准,安全接地也不是可以随意进行的。
我国的民用220V交流电,采用三线系统。
负载电流流过装有保险丝的火线(绿色),然后经过零线(蓝色)回流。设备的外壳接安全地线(必须用黄绿双色)。只有在故障时,并且保险熔断或断路器断开前的瞬间,才有电流流入安全地线。
二、信号接地
1、信号地的概念
通常,地的定义是:电路或系统参考点位的一个等位点或等为平面。
怎么有什么不对吗?
这种定义并不符合实际的接地系统,实际的接地系统并不是等电位的。而且这种定义也没有强调电流返回源所选的实际路径。
对于工程师来说,为了确定电路的辐射和敏感度,了解电流的实际路径是非常重要的。
等电位参考端的概念明确了什么是理想的地,而电流的概念才能定义真实的地。
如何定义信号的才更恰当呢?
信号接地的更好的定义是:电流返回源的低阻抗路径
我们知道,磁性感应耦合与闭合回路的面积成正比,这一面积是由实际电流流动时,所围起来的总面积
进行接地设计时,电流是怎样流动的?这是非常关键的问题。必须首先确定地电流的路径,然后才能考虑接地电压对其它与之相连的电路产生的影响。
合理的信号接地系统是由以下因素决定的:
电路的类型、工作频率、系统的尺寸(独立或分布)以及其它约束条件,如:系统的安全性。
没有任何一个接地系统能适合所有应用!
二、信号接地类型
信号接地通常可以分为三类:单点接地、多点接地和混合接地。
1、单点接地
单点接地就是电路通过一点与地相连,通常也可以分为:串联单点接地和并联单点接地。其中串联接地也称为菊花接地;并联接地则又被称为分离接地。
在接地技术研究中,以下两点是非常重要的:
①所有的导体都具有阻抗,即包括电阻又包括电感。例如:在11KHz时,距离地平面1in的22号导线,感抗大于它的电阻。
②两个物理上分离的接地点,电位也不相同。
通常串联单点接地系统是实际中使用最广的单点接地系统,由于它简单易行,但是串联单点接地系统并不是一个良好的接地系统,有时它引入严重的接地噪声。
接地噪声? 它是怎么产生的?
接地导线是就有电阻的,由于接地电阻的存在,串联单点接地系统设备的接地点的电位,并不相同。
由此可见,串联单点接地系统内设备的接地点电位,不仅与自身的电流有关,而且受到其它设备对地电流的影响,距离接地点越远,影响越严重。所以这种接地系统,只适用于要求不高的场合。
串联单点接地系统