电子产品接地问题是一个老生常谈的话题,本文单讲其中一小部分,主要内容是金属外壳与电路板的接地问题。我们经常会看到一些系统设计中将PCB板的地(GND)与金属外壳(EGND)之间通常使用一个高压电容C1(1~100nF/2KV)并联一个大电阻R1(1M)连接。那么为什么这么设计呢?
图1:原理图示意
图2:实际PCB
电容的作用
电阻的作用
需要注意的问题
如果设备外壳良好接大地,那PCB应该也与外壳良好的单点接地,这个时候工频干扰会通过外壳接地消除,对PCB也不会产生干扰;
如果设备使用的场合可能存在安全问题时,那必须将设备外壳良好接地;
为了取得更好效果,建议是设备外壳尽量良好接地,PCB与外壳单点良好接地;当然如果外壳没有良好接地,那还不如把PCB浮地,即不与外壳连接,因为PCB与大地如果是隔离的(所谓浮地),工频干扰回路阻抗极大,反而不会对PCB产生什么干扰;
在多个设备需互相连接时,应当尽量确保每个设备外壳均与大地在单点进行良好接地,同时每个设备内部PCB也应与其壳体在单点进行接地;
然而,若在多个设备彼此连接时,设备外壳无法实现良好接地,那么将其转为浮地状态,内部PCB无需与外壳接地反而更为适宜;
机壳地可能并非理想的接地选择,例如在配电网中未遵守相关安全规定,无地线存在;或者是接地棒周围土壤过于干燥,接地螺栓出现锈蚀或松动的情况;
环境是存在电磁干扰的,工作环境中有大功率变压器、大功率电机、电磁电炉、高压电网谐波等;
PCB内部是会产生高频噪声的,如高频开关管、二极管、储能电感、高频变压器等。这些干扰因素都会导致PCB的信号地和机壳的电势波动(同时含有高频低频成分),或者二者之间存在静电,所以对它们良好可靠的接地处理是必要的,也是产品安规要求的。
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