開關電源設計中的屏障——接地
發布時間:2014-09-25 責任編輯:mikeliu
【導讀】當前,線性穩壓電源已經逐漸被開關電(dian)源(yuan)鎖(suo)取(qu)代(dai),在(zai)電(dian)子(zi)電(dian)力(li)設(she)計(ji)領(ling)域(yu)當(dang)中(zhong)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)。人(ren)們(men)也(ye)逐(zhu)漸(jian)意(yi)識(shi)到(dao),開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)已(yi)經(jing)成(cheng)為(wei)電(dian)子(zi)設(she)計(ji)行(xing)業(ye)的(de)航(hang)向(xiang)。在(zai)電(dian)源(yuan)設(she)計(ji)中(zhong),人(ren)身(shen)安(an)全(quan)是(shi)關(guan)鍵(jian),同(tong)樣(yang)在(zai)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)中(zhong),接(jie)地(di)能(neng)夠(gou)保(bao)護(hu)使(shi)用(yong)者(zhe)的(de)人(ren)身(shen)安(an)全(quan),同(tong)時(shi)確(que)保(bao)電(dian)力(li)設(she)備(bei)的(de)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)。本(ben)文(wen)就(jiu)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)當(dang)中(zhong)的(de)接(jie)地(di)問(wen)題(ti)進(jin)行(xing)介(jie)紹(shao)。
1、接地的定義
在現代接地概念中、對於線路工程師來說,該術語的含義通常是“線路電壓的參考點”。對於係統設計師來說,它常常是機櫃或機架。對電氣工程師來說,它是綠色安全地線或接到大地的意思。一個比較通用的定義是“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”。
2、常見的接地符號
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。
3、合適的接地方式
接jie地di有you多duo種zhong方fang式shi,有you單dan點dian接jie地di,多duo點dian接jie地di以yi及ji混hun合he類lei型xing的de接jie地di。而er單dan點dian接jie地di又you分fen為wei串chuan聯lian單dan點dian接jie地di和he並bing聯lian單dan點dian接jie地di。一yi般ban來lai說shuo,單dan點dian接jie地di用yong於yu簡jian單dan電dian路lu,不bu同tong功gong能neng模mo塊kuai之zhi間jian接jie地di區qu分fen,以yi及ji低di頻pin(f10MHz)電路時就要采用多點接地或者多層板(完整的地平麵層)。
4、開關電源接地的原因
接(jie)地(di)技(ji)術(shu)的(de)引(yin)入(ru)最(zui)初(chu)是(shi)為(wei)了(le)防(fang)止(zhi)電(dian)力(li)或(huo)電(dian)子(zi)等(deng)設(she)備(bei)遭(zao)雷(lei)擊(ji)而(er)采(cai)取(qu)的(de)保(bao)護(hu)性(xing)措(cuo)施(shi),目(mu)的(de)是(shi)把(ba)雷(lei)電(dian)產(chan)生(sheng)的(de)雷(lei)擊(ji)電(dian)流(liu)通(tong)過(guo)避(bi)雷(lei)針(zhen)引(yin)入(ru)到(dao)大(da)地(di),從(cong)而(er)起(qi)到(dao)保(bao)護(hu)建(jian)築(zhu)物(wu)的(de)作(zuo)用(yong)。同(tong)時(shi),接(jie)地(di)也(ye)是(shi)保(bao)護(hu)人(ren)身(shen)安(an)全(quan)的(de)一(yi)種(zhong)有(you)效(xiao)手(shou)段(duan),當(dang)某(mou)種(zhong)原(yuan)因(yin)引(yin)起(qi)的(de)相(xiang)線(xian)(如電線絕緣不良,線路老化等)和設備外殼碰觸時,設備的外殼就會有危險電壓產生,由此生成的故障電流就會流經PE線到大地,從而起到保護作用。隨著電子通信和其它數字領域的發展,在接地係統中隻考慮防雷和安全已遠遠不能滿足要求。
舉個例子來說,各個設備之間的信號都需要一個“地”來(lai)作(zuo)為(wei)信(xin)號(hao)的(de)基(ji)準(zhun)參(can)考(kao)地(di)。而(er)且(qie)隨(sui)著(zhe)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)的(de)複(fu)雜(za)化(hua),信(xin)號(hao)頻(pin)率(lv)越(yue)來(lai)越(yue)高(gao),因(yin)此(ci),在(zai)接(jie)地(di)設(she)計(ji)中(zhong),信(xin)號(hao)之(zhi)間(jian)的(de)互(hu)擾(rao)等(deng)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)問(wen)題(ti)必(bi)須(xu)給(gei)予(yu)特(te)別(bie)關(guan)注(zhu),否(fou)則(ze),接(jie)地(di)不(bu)當(dang)就(jiu)會(hui)嚴(yan)重(zhong)影(ying)響(xiang)係(xi)統(tong)運(yun)行(xing)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)和(he)穩(wen)定(ding)性(xing)。最(zui)近(jin),高(gao)速(su)信(xin)號(hao)的(de)信(xin)號(hao)回(hui)流(liu)技(ji)術(shu)中(zhong)也(ye)引(yin)入(ru)了(le) “地”的概念。
5、將模擬地和數字地分開的原因及方法
模(mo)擬(ni)信(xin)號(hao)和(he)數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)都(dou)要(yao)回(hui)流(liu)到(dao)地(di),因(yin)為(wei)數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)變(bian)化(hua)速(su)度(du)快(kuai),從(cong)而(er)在(zai)數(shu)字(zi)地(di)上(shang)引(yin)起(qi)的(de)噪(zao)聲(sheng)就(jiu)會(hui)很(hen)大(da),而(er)模(mo)擬(ni)信(xin)號(hao)是(shi)需(xu)要(yao)一(yi)個(ge)幹(gan)淨(jing)的(de)地(di)參(can)考(kao)工(gong)作(zuo)的(de)。如(ru)果(guo)模(mo)擬(ni)地(di)和(he)數(shu)字(zi)地(di)混(hun)在(zai)一(yi)起(qi),噪(zao)聲(sheng)就(jiu)會(hui)影(ying)響(xiang)到(dao)模(mo)擬(ni)信(xin)號(hao)。
一(yi)般(ban)來(lai)說(shuo),模(mo)擬(ni)地(di)和(he)數(shu)字(zi)地(di)要(yao)分(fen)開(kai)處(chu)理(li),然(ran)後(hou)通(tong)過(guo)細(xi)的(de)走(zou)線(xian)連(lian)在(zai)一(yi)起(qi),或(huo)者(zhe)單(dan)點(dian)接(jie)在(zai)一(yi)起(qi)。總(zong)的(de)思(si)想(xiang)是(shi)盡(jin)量(liang)阻(zu)隔(ge)數(shu)字(zi)地(di)上(shang)的(de)噪(zao)聲(sheng)竄(cuan)到(dao)模(mo)擬(ni)地(di)上(shang)。當(dang)然(ran)這(zhe)也(ye)不(bu)是(shi)非(fei)常(chang)嚴(yan)格(ge)的(de)要(yao)求(qiu)模(mo)擬(ni)地(di)和(he)數(shu)字(zi)地(di)必(bi)須(xu)分(fen)開(kai),如(ru)果(guo)模(mo)擬(ni)部(bu)分(fen)附(fu)近(jin)的(de)數(shu)字(zi)地(di)還(hai)是(shi)很(hen)幹(gan)淨(jing)的(de)話(hua)可(ke)以(yi)合(he)在(zai)一(yi)起(qi)。
6、單板上的信號接地的方法
在(zai)一(yi)般(ban)情(qing)況(kuang)下(xia),進(jin)行(xing)設(she)計(ji)時(shi)最(zui)好(hao)采(cai)用(yong)就(jiu)近(jin)接(jie)地(di),並(bing)且(qie)在(zai)有(you)了(le)完(wan)整(zheng)的(de)多(duo)層(ceng)板(ban)設(she)計(ji)之(zhi)後(hou),再(zai)對(dui)普(pu)通(tong)信(xin)號(hao)進(jin)行(xing)接(jie)地(di)就(jiu)非(fei)常(chang)容(rong)易(yi)了(le),基(ji)本(ben)原(yuan)則(ze)是(shi)保(bao)證(zheng)走(zou)線(xian)的(de)連(lian)續(xu)性(xing),減(jian)少(shao)過(guo)孔(kong)數(shu)量(liang),靠(kao)近(jin)地(di)平(ping)麵(mian)或(huo)者(zhe)電(dian)源(yuan)平(ping)麵(mian)等(deng)等(deng)。
7、單板的接口器件接地的方法
有些單板會有對外的輸入輸出接口,比如串口連接器,網口RJ45連lian接jie器qi等deng等deng,如ru果guo對dui它ta們men的de接jie地di沒mei有you做zuo好hao的de話hua也ye會hui影ying響xiang到dao正zheng常chang工gong作zuo,例li如ru網wang口kou互hu連lian有you誤wu碼ma,丟diu包bao等deng,並bing且qie會hui成cheng為wei對dui外wai的de電dian磁ci幹gan擾rao源yuan,把ba板ban內nei的de噪zao聲sheng向xiang外wai發fa送song。一yi般ban來lai說shuo會hui單dan獨du分fen割ge出chu一yi塊kuai獨du立li的de接jie口kou地di,與yu信xin號hao地di的de連lian接jie采cai用yong細xi的de走zou線xian連lian接jie,可ke以yi串chuan上shang0歐姆或者小阻值的電阻。細的走線可以用來阻隔信號地上噪音過到接口地上來。同樣的,對接口地和接口電源的濾波也要認真考慮。
8、帶屏蔽層的電纜線中屏蔽層接地的方法
pingbidianlandepingbicengdouyaojiedaodanbandejiekoudishang,erbushixinhaodishang,zheshiyinweixinhaodishangyougezhongdezaosheng,ruguopingbicengjiedaolexinhaodishang,zaoshengdianyahuiqudonggongmodianliuyanpingbicengxiangwaiganrao,suoyishejibuhelidedianlanxianyibandoushidianciganraodezuidazaoshengshuchuyuan。
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