一前言
浮地設計試圖通過電氣隔離阻斷共模干擾傳導,但其理論缺陷在于系統寄生電容與電感形成的無形回路——高頻干擾經容性耦合重構路徑,反而誘發輻射諧振并加劇電磁能量無序擴散。相較而言,科學接地的核心在于構建分層次、低阻抗的電流疏導體系:通過引導噪聲走低阻抗路徑回流,使共模干擾通過預設路徑泄放,從而降低近場耦合效應。二者本質差異在于對電磁能量演化的主動控制能力,良好接地通過系統性路徑規劃實現干擾的定向衰減,而非被動寄生于不可控的寄生參數網絡。
本文將結合實際的整改案例進行分析。
二浮地的定義與風險
浮地是指設備未與地面直接連接,通常是由于設備在絕緣狀態下工作。浮地可能導致以下問題:
1.信號干擾:未接地的設備可能會受到外部電磁場的影響,導致信號失真。
2.電壓漂移:由于缺乏參考點,設備內部的電壓可能隨環境變化而波動。
3.潛在安全隱患:在故障情況下,浮地設備可能無法有效泄放漏電流,增加觸電風險。
三接地的定義與重要性
接地是指將電氣設備通過導體連接到地面,以便在發生故障或過電壓時提供一個安全的泄流路徑。接地的主要功能包括:
1.安全保護:防止觸電事故。
2.噪聲抑制:降低電磁干擾(EMI)。
3.信號完整性:提供穩定的參考電位,減少信號失真。
四浮地與接地對EMC的具體影響
1.電磁干擾(EMI)
接地良好的設備能夠有效屏蔽外部電磁干擾,減少輻射和傳導干擾。相比之下,浮地設備容易受到干擾,可能導致性能下降或數據丟失。
2.共模干擾
接地可以減少共模干擾的影響。因為接地提供了穩定的電壓參考點,而浮地則可能導致共模電壓的不確定性,從而引發通信錯誤或系統崩潰。
3.設備間的相互影響
在多臺設備并聯使用時,接地能夠確保各設備之間的電位差最小化,從而減少互相干擾。而浮地狀態下,設備間的電位差可能加大,導致不必要的干擾。
五整改案例
接下來帶來一個實際的整改案例分享,該整改產品為一款無線充,下面為該產品的前期摸底數據:
【分析】:
可以看出測試數據在50M-100M處會有類似電源噪聲的包絡,通過頻譜儀對無線充IC的輸出處檢測,在該頻段有類似噪聲。
【措施】:
在給該無線充IC整改的過程中,不管是加濾波措施、屏蔽,還是給外拉線束繞磁環對該頻段的噪聲都沒有明顯的作用,在這種情況下就會很干擾整改的判斷。
【分析】:
最終發現板上的地分為了兩塊,它們之間只通過一個電阻進行連接,造成了浮地的效果,很多噪聲無法順利回到源端。
【措施】:
如上圖所示,將兩塊地通過多點連接到一起后再做測試,測試數據如下:
通過上述措施后可以看出50MHz-100MHz左右的噪聲就是地隔離而引起的,通過地連接提供了回流路徑,噪聲的強度明顯下降。
六總結
接地與浮地在電磁兼容性方面具有重要影響。良好的接地可以有效降低電磁干擾,提高設備性能和安全性,而浮地則可能引發一系列問題。通過合理設計和優化接地方案,可以顯著提升設備的電磁兼容能力,為用戶提供更安心的使用體驗。
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原文標題:EMC里的“浮地魔”
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