電子電氣設備的接地(2)

時間:2012-10-07 07:33 來源:未知

圖4單元懸浮地

圖5浮地電位波動產生幹擾
研究成果表明，一個較大的電子電氣控製設備，由於存在較大的對地分布電容，它的基準電位將會受電磁場的幹擾（通過分布電容），使得電路產生位移電流，而難以正常工作。在電子電氣控製設備的工作速度提高、感應增大、輸入輸出增多或加長的情況下，其對地分布電容就會增大，繼而加大位移幹擾電流。另外，由於分布電容的存在，容易產生靜電積累和靜電放電，在雷電情況下，還會在機箱和單元之間產生飛弧，甚至使操作人員遭到電擊。所以對於比較複雜的電磁環境，“浮地方式”是不太適宜的。圖5所示電路中分布電容C，在外界幹擾的作用下會產生幹擾電勢e。
（2）係統地直接接大地
這種接地方式的優缺點恰好與“浮空地”方式相反，當電子電氣控製設備的分布電容較大時，宜采用直接接大地方式，但要注意選擇接地點的位置及其接地點的多少，隻要合理選擇，便能把幹擾降低到最低程度。
（3）電容接地方式
經電容把係統地與大地連接起來，接地電容多為高頻電容，它提供對“係統地”至“大地”高頻幹擾分量的通路，相當於一個高通濾波器，從而抑製了由對地分布電容所造成的影響。這種接地方式隻適合於低頻係統，所用電容應具有良好的高頻特性和足夠的耐壓值，電容量一般2μF～10μF。
4係統地接地的原則
4?1低頻電路的接地原則
低頻電路的接地，應堅持一點接地的原則，而在一點接地的原則中，又有串聯和並聯之區別。如圖6所示。
單點接地是為許多接在一起的電路提供共同參考點的方法，並聯單點接地最為簡單而實用，它沒有公共阻抗耦合和低頻地環路的問題。每一個電路模塊都接到一個單點地上，每一個子單元在同一點與參考點相連。地線上其它部分的電流不會耦合進電路。這種接地方式在1MHz以下的工作頻率下能工作得很好。但是，雖著頻率的升高，接地阻抗隨之增大，電路上會產生較大的共模電壓。所以，單點接地不適合於高頻電路。
4?2高頻電路的接地原則
對於工作頻率較高的電路和數字電路，由於各元器件的引線和電路的布局本身的電感都將增加接地線的阻抗，因而在低頻電路中廣泛采用的一點接地的方法，若用在高頻電路容易增加接地線的阻抗，而且地線間的雜散電感和分布電容也會造成電路間的相互耦合，從而使電路工作不穩定。
為了降低接地線阻抗及其減少地線間的雜散電感和分布電容造成電路間的相互耦合，高頻電路采用就近接地——即“多點接地”的原則，把各電路的係統地線就近接至低阻抗地線上，如圖7所示。
一般來說，當電路的工作頻率高於10MHZ時，應采用多點接地的方式。由於高頻電路的接地關鍵是盡量減少接地線的雜散電感和分布電容，所以在接地的實施方法上與低頻電路有很大的區別。


圖6一點接地
(a)串聯接地(b)並聯接地

圖7多點接地係統
(a)設備多點接地(b)單元多點接地


圖8電子電氣設備的混合接地
4?3整機係統的混合接地原則
混合接地既包含了單點接地的特性，又包含了多點接地的特性。例如，係統內的低頻部分需要單點接地，而高頻部分需要多點接地。圖8是某一電子電氣設備的混合接地，把設備的地線分成三大類：電源地、信號地、屏蔽地。所有的電源地線都接到電源總地線上，所有的信號地線都接到信號總地線上，所有的屏蔽地線都接到屏蔽總地線上，三根總地線最後彙總到公共的參考地。
5結語
接地問題是一個貌似簡單，實質上卻是一個十分複雜的係統工程。良好的接地係統設計，不僅可以有效地抑製外來電磁幹擾的侵襲，使電子電氣設備安全穩定和可靠的運行，而且保證較少地向外界大自然環境施放噪聲和電磁汙染；反之，不僅不能有效地抑製來自外界空間的電磁幹擾，使電子電氣設備的係統工作紊亂，同時還會向外界大自然環境施放噪聲和電磁汙染，危害大自然環境。所以，對於接地係統的問題必須給予足夠的重視，從係統工程的角度出發，去研究解決電子電氣設備的接地問題，一定會收到良好的經濟效果和社會效果。

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