1、接地技术接地技术19.1 9.1 接地基本概念接地基本概念 9.2 9.2 接地方式接地方式9.3 9.3 接地中的接地中的EMCEMC（电磁兼容性）问问题及解决方法题及解决方法 2 安全接地的定义的定义(GB/T17949.1-2000)(GB/T17949.1-2000)：一种有意或非一种有意或非有意的导电连接，由于这种连接，可使电路或电气设备接到有意的导电连接，由于这种连接，可使电路或电气设备接到大地或接到代替大地的某种较大的导电体。大地或接到代替大地的某种较大的导电体。其目的是使连接到地的导体具有等于或近似于大地其目的是使连接到地的导体具有等于或近似于大地(或代替大地的导电体或代替大地
2、的导电体)的电位；引导地电流流入和流出大的电位；引导地电流流入和流出大地或代替大地的导电体）。地或代替大地的导电体）。接地是抑制电磁干扰、提高电子设备EMC性能的重要手段之一。接地通常分为安全接地和信号接地。3安全接地的作用安全接地的作用+1 1触电防护触电防护2 2雷击防护雷击防护 3 3静电放电防护静电放电防护220V0V4 注意：交流电源电缆中的地线一般仅可用做安注意：交流电源电缆中的地线一般仅可用做安全地，不能用做信号地，两个电源接地点之间的电全地，不能用做信号地，两个电源接地点之间的电压通常有数百压通常有数百mVmV，小信号电路在这种条件下根本无，小信号电路在这种条件下根本无法工作。
3、法工作。信号接地：给信号电流提供返回信号源的通道，信号接地：给信号电流提供返回信号源的通道，同时为系统中的所有电路提供一个电位基准。同时为系统中的所有电路提供一个电位基准。59.1 9.1 接地基本概念接地基本概念 9.2 9.2 接地方式接地方式9.3 9.3 接地中的接地中的EMCEMC问题及解决方法问题及解决方法 6基本的接地方式基本的接地方式 接地方式接地方式并联单并联单点接地点接地 串联单串联单点接地点接地混合接地混合接地多点接地多点接地单点接地单点接地79.2.19.2.1单点接地单点接地串联单点接地串联单点接地并联单点接地并联单点接地1 12 23 3I I1 1I I2 2I
4、I3 3A AB BC C1 12 23 3I I1 1I I2 2I I3 3A AB BC CR R1 1R R2 2R R3 3所有电路的地线接到公共地线的同一点，进一步可分所有电路的地线接到公共地线的同一点，进一步可分为串联单点接地和并联单点接地。为串联单点接地和并联单点接地。8串联单点接地的缺点：串联单点接地的缺点：A A、B B、C C各点之间存在共地线各点之间存在共地线阻抗干扰。不适合大功率和小功率电路间的地线连阻抗干扰。不适合大功率和小功率电路间的地线连接，以及高频电路。接，以及高频电路。123I1I2I3ABCR1R2R3串联单点接地的串联单点接地的优点：简单优点：简单,成本
5、低。成本低。A A点的电位是：点的电位是：VA=(I1+I2+I3)R1B B点的电位是：点的电位是：VB=(I1+I2+I3)R1+(I2+I3)R2 C C点的电位是：点的电位是：VC=(I1+I2+I3)R1+(I2+I3)R2+I3 R31 1、串联单点接地、串联单点接地可见可见V VA AVVB BVVC C,地线不再是等电位线，容易产生共阻抗干扰。地线不再是等电位线，容易产生共阻抗干扰。92 2、并联单点接地、并联单点接地123I1I2I3ABC并联单点接地并联单点接地优点：避免了共地线阻抗干扰。优点：避免了共地线阻抗干扰。并联单点接地并联单点接地缺点：接地线过长，在高频下容易缺点
6、：接地线过长，在高频下容易产生较高的接地阻抗。另外地线间容易产生容性产生较高的接地阻抗。另外地线间容易产生容性耦合和感性耦合。耦合和感性耦合。A A点的电位是：点的电位是：VA=I1 R1B B点的电位是：点的电位是：VB=I2 R2 C C点的电位是：点的电位是：VC=I3 R3可见各电路的地电位只与本电路的地电流及地线阻抗有关，可见各电路的地电位只与本电路的地电流及地线阻抗有关，不受其他电路的影响。不受其他电路的影响。10 单点接地形式的缺点在于地线太长，在高频单点接地形式的缺点在于地线太长，在高频情况下一方面地线阻抗较高，另一方面地线之间、情况下一方面地线阻抗较高，另一方面地线之间、地线
7、和其他导线之间容易产生容性耦合及感性耦地线和其他导线之间容易产生容性耦合及感性耦合。所以单点接地方式只适用子低频电路，地线合。所以单点接地方式只适用子低频电路，地线的长度不应该超过地线中高频电流波长的的长度不应该超过地线中高频电流波长的1/201/20。对于较长的地线应尽且减小其阻抗，特别是对于较长的地线应尽且减小其阻抗，特别是减小电感。一般采用增加地线的宽度，采用矩形减小电感。一般采用增加地线的宽度，采用矩形截面导体代替圆导体的方法来减少接地导线的电截面导体代替圆导体的方法来减少接地导线的电感。感。11优点优点:1):1)地线短地线短,高频阻抗小，适合高频高频阻抗小，适合高频;2);2)无公
8、共无公共阻抗耦合阻抗耦合。缺点缺点:形成地环路形成地环路.低频情况下低频情况下(f1MHz),(f1MHz),地环路可地环路可等效为一有效的磁环天线，可以辐射或耦合低频电等效为一有效的磁环天线，可以辐射或耦合低频电磁骚扰。磁骚扰。R R1 1R R2 2R R3 3L L1 1L L2 2L L3 3电路电路1 1电路电路2 2电路电路3 3电子设备（或系统）中各个接地点都直接接到距电子设备（或系统）中各个接地点都直接接到距它最近的接地平面上它最近的接地平面上。9.2.29.2.2多点接地多点接地129.2.49.2.4混合接地混合接地对于复杂系统，地线则应分组敷设，一般分为信号对于复杂系统，
9、地线则应分组敷设，一般分为信号（模拟、数字）地线，噪声地线（用在高功率电路（模拟、数字）地线，噪声地线（用在高功率电路例如晶闸管、继电器、电动机等容易产生较高噪声例如晶闸管、继电器、电动机等容易产生较高噪声的电路）和金属地线（指设备机壳、机架和底板等，的电路）和金属地线（指设备机壳、机架和底板等，交流电源中的保护地线）等。交流电源中的保护地线）等。对于每一组内部的各个电路，还应根据电路的工作对于每一组内部的各个电路，还应根据电路的工作频率选择接地方式（如低频电路可选择串联或并联频率选择接地方式（如低频电路可选择串联或并联单点接地，高频电路单元则应选择多点接地）。单点接地，高频电路单元则应选择多
10、点接地）。13模拟电路模拟电路1模拟电路模拟电路2模拟电路模拟电路3数字逻辑控制电路数字逻辑控制电路数字信息处理电路数字信息处理电路继电器驱动电路继电器驱动电路马达驱动电路马达驱动电路设备外壳设备外壳机架机架模拟信号地线模拟信号地线数字信号地线数字信号地线噪声地线噪声地线金属地线金属地线149.1 9.1 接地基本概念接地基本概念 9.2 9.2 接地方式接地方式9.3 9.3 接地中的接地中的EMCEMC问题及解决方法问题及解决方法 159.3.19.3.1地环路干扰问题地环路干扰问题I IG GV VG GV VN N地环路地环路I I1 1I I2 216形成地环路干扰的原因形成地环路干
11、扰的原因v两个设备的地电位不同，形成地电压两个设备的地电位不同，形成地电压v电磁场在环路中产生感应电压电磁场在环路中产生感应电压解决地环路干扰的基本思路解决地环路干扰的基本思路v减小地线的阻抗，从而减小干扰电压减小地线的阻抗，从而减小干扰电压v增加地环路的阻抗，从而减小地环路电流。理增加地环路的阻抗，从而减小地环路电流。理想情况是切断地环路。想情况是切断地环路。注意：出于静电防护和安全的考虑，直接切断地环路一般注意：出于静电防护和安全的考虑，直接切断地环路一般是不允许的。因此采用隔离变压器、光耦合、共模扼流圈、是不允许的。因此采用隔离变压器、光耦合、共模扼流圈、平衡电路等方法。平衡电路等方法。
12、17v解决方法解决方法1 1：隔离变压器：隔离变压器隔离变压器一般指变比为隔离变压器一般指变比为1 1：1 1 的变压器，即原边和副边绕的变压器，即原边和副边绕组数相同组数相同.隔离变压器起到切断地环路、抑制共模骚扰电流的作用。隔离变压器起到切断地环路、抑制共模骚扰电流的作用。隔离变压器最主要用于设备电源的输入端，抑制电源线上的隔离变压器最主要用于设备电源的输入端，抑制电源线上的浪涌、高频脉冲群、传导骚扰等。浪涌、高频脉冲群、传导骚扰等。缺点是不能传输直流信号，体积大，成本高。缺点是不能传输直流信号，体积大，成本高。UABAB18v解决方法解决方法2 2：光耦合器件：光耦合器件切断两个电路单元
13、之间地环路的最有效的方法是在两切断两个电路单元之间地环路的最有效的方法是在两个电路之间采用光电耦合器。光电耦合器可以将两个个电路之间采用光电耦合器。光电耦合器可以将两个电路之间的地环路完全断开，有效抑制地线的干扰。电路之间的地环路完全断开，有效抑制地线的干扰。注意：使用光电耦合器时，电路注意：使用光电耦合器时，电路1 1和电路和电路2 2必须分别必须分别馈电，以防止电源线在同一电源变压器中构成新的馈电，以防止电源线在同一电源变压器中构成新的干扰耦合途径。干扰耦合途径。199.3.2 9.3.2 共地线阻抗干扰问题共地线阻抗干扰问题电路电路1电路电路2地电流地电流1地电流地电流2公共地阻抗公共地
14、阻抗地线总是具有一定的电阻和分布电感，高频时，由于趋肤效应，地线总是具有一定的电阻和分布电感，高频时，由于趋肤效应，导线传导电流的横截面积变小，其电阻变大。同时高频时电感的导线传导电流的横截面积变小，其电阻变大。同时高频时电感的感抗也变大。所以当高频电流流过地线时就会在地线上产生明显感抗也变大。所以当高频电流流过地线时就会在地线上产生明显的压降，从而对共同使用地线的设备产生共地线阻抗干扰。的压降，从而对共同使用地线的设备产生共地线阻抗干扰。20p 经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量p Study Constantly,And You Will Know Everything.The More You Know,The More Powerful You Will Be写在最后Thank You在别人的演说中思考，在自己的故事里成长Thinking In Other PeopleS Speeches，Growing Up In Your Own Story讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
