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接地的分類,電路要怎么樣接地才正確?

0BFC_eet_china ? 來(lái)源:未知 ? 作者:李倩 ? 2018-06-15 08:35 ? 次閱讀

1、接地的分類接地按其作用可以分為兩類:①保護(hù)人員和設(shè)備不受損害叫保護(hù)接地;②保障設(shè)備的正常運(yùn)行的叫工作接地。

1.1、保護(hù)接地

1.1.1 防雷接地

防雷接地是受到雷電襲擊(直擊、感應(yīng)或線路引入)時(shí),為防止造成損害的接地系統(tǒng)。常有信號(hào)(弱電)防雷地和電源(強(qiáng)電)防雷地之分,區(qū)分的原因不僅僅是因?yàn)橐蠼拥?a target="_blank">電阻不同,而且在工程實(shí)踐中信號(hào)防雷地常附在信號(hào)獨(dú)立地上,和電源防雷地分開(kāi)建設(shè)。

1.1.2 機(jī)殼安全接地

機(jī)殼安全接地是將系統(tǒng)中平時(shí)不帶電的金屬部分(機(jī)柜外殼,操作臺(tái)外殼等)與地之間形成良好的導(dǎo)電連接,以保護(hù)設(shè)備和人身安全。原因是系統(tǒng)的供電是強(qiáng)電供電(380、220或110V),通常情況下機(jī)殼等是不帶電的,當(dāng)故障發(fā)生(如主機(jī)電源故障或其它故障)造成電源的供電火線與外殼等導(dǎo)電金屬部件短路時(shí),這些金屬部件或外殼就形成了帶電體,如果沒(méi)有很好的接地,那么這帶電體和地之間就有很高的電位差,如果人不小心觸到這些帶電體,那么就會(huì)通過(guò)人身形成通路,產(chǎn)生危險(xiǎn)。因此,必須將金屬外殼和地之間作很好的連接,使機(jī)殼和地等電位。此外,保護(hù)接地還可以防止靜電的積聚。

1.2、工作接地

工作接地是為了使系統(tǒng)以及與之相連的儀表均能可靠運(yùn)行并保證測(cè)量和控制精度而設(shè)的接地。

1.2.1 信號(hào)地

信號(hào)地(SG)是各種物理量的傳感器和信號(hào)源零電位以及電路中信號(hào)的公共基準(zhǔn)地線(相對(duì)零電位)。此處信號(hào)一般指模擬信號(hào)或者能量較弱的數(shù)字信號(hào),易受電源波動(dòng)或者外界因素的干擾,導(dǎo)致信號(hào)的信噪比(SNR)下降。特別是模擬信號(hào),信號(hào)地的漂移,會(huì)導(dǎo)致信噪比下降;信號(hào)的測(cè)量值產(chǎn)生誤差或者錯(cuò)誤,可能導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)計(jì)的失敗。因此對(duì)信號(hào)地的要求較高,也需要在系統(tǒng)中特殊處理,避免和大功率的電源地、數(shù)字地以及易產(chǎn)生干擾地線直接連接。尤其是微小信號(hào)的測(cè)量,信號(hào)地通常需要采取隔離技術(shù)。 1.2.2 模擬地 模擬地(AG)是系統(tǒng)中模擬電路零電位的公共基準(zhǔn)地線。由于模擬電路既承擔(dān)小信號(hào)的處理,又承擔(dān)大信號(hào)的功率處理;既有低頻的處理,又有高頻處理;模擬量從能量、頻率、時(shí)間等都很大的差別,因此模擬電路既易接受干擾,又可能產(chǎn)生干擾。所以對(duì)模擬地的接地點(diǎn)選擇和接地線的敷設(shè)更要充分考慮。減小地線的導(dǎo)線電阻,將電路中的模擬和數(shù)字部分開(kāi),最后通過(guò)電感濾波和隔離,匯接到一起。

1.2.3 數(shù)字地

數(shù)字地(DG)是系統(tǒng)中數(shù)字電路零電位的公共基準(zhǔn)地線。由于數(shù)字電路工作在脈沖狀態(tài),特別是脈沖的前后沿較陡或頻率較高時(shí),會(huì)在電源系統(tǒng)中產(chǎn)生比較大的毛刺,易對(duì)模擬電路產(chǎn)生干擾。所以對(duì)數(shù)字地的接地點(diǎn)選擇和接地線的敷設(shè)也要充分考慮。盡量將電路中的模擬和數(shù)字部分分開(kāi),最后通過(guò)電感,匯接到一起.

1.2.4 懸浮地

懸浮地(FG)是系統(tǒng)中部分電路的地與整個(gè)系統(tǒng)的地不直接連接,而是通過(guò)變壓器耦合或者直接不連接,處于懸浮狀態(tài)。該部分電路的電平是相對(duì)于自己“地”的電位。常用在小信號(hào)的提取系統(tǒng)或者強(qiáng)電和弱點(diǎn)混合系統(tǒng)中。 其優(yōu)點(diǎn)是該電路不受系統(tǒng)中電氣和干擾的影響;缺點(diǎn)是該電路易受寄生電容的影響,而使該電路的地電位變動(dòng)和增加對(duì)模擬電路的感應(yīng)干擾。由于該電路的地與系統(tǒng)地沒(méi)有連接,易產(chǎn)生靜電積累而導(dǎo)致靜電放電,可能造成靜電擊穿或強(qiáng)烈的干擾。 因此,懸浮地的效果不僅取決于懸浮地絕緣電阻的大小,而且取決于懸浮地寄生電容的大小和信號(hào)的頻率。 在下圖所示的VDD-SGND的電源供電系統(tǒng)中,所有工作點(diǎn)相對(duì)的地都是SGND,但是SGND和DGND之間是電平處于懸浮狀態(tài),VDD-SGND的電源供電的系統(tǒng)與整個(gè)系統(tǒng)的連接完全通過(guò)變壓器耦合,在這里設(shè)計(jì)的時(shí)候需要注意信號(hào)的連接方式。

1.2.5 電源地

電源地是系統(tǒng)電源零電位的公共基準(zhǔn)地線。由于電源往往同時(shí)供電給系統(tǒng)中的各個(gè)單元,而各個(gè)單元要求的供電性質(zhì)和參數(shù)可能有很大差別,因此既要保證電源穩(wěn)定可靠的工作,又要保證其他單元穩(wěn)定可靠地工作。

1.2.6 功率地

功率地是負(fù)載電路或功率驅(qū)動(dòng)電路的零電位的公共基準(zhǔn)地線。由于負(fù)載電路或功率驅(qū)動(dòng)電路的電流較強(qiáng)、電壓較高,所以功率地線上的干擾較大,因此功率地必須與其他弱電地分別設(shè)置、分別布線,以保證整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地工作。

2、接地的形式

在低頻電路中,信號(hào)的工作頻率小于1MHz,它的布線和器件間的電感影響較小,而接地電路形成的環(huán)流對(duì)干擾影響較大,因而應(yīng)采用一點(diǎn)接地。當(dāng)信號(hào)工作頻率大于10MHz時(shí),地線阻抗變得很大,此時(shí)應(yīng)盡量降低地線阻抗,應(yīng)采用就近多點(diǎn)接地。當(dāng)工作頻率在1MHz~10MHz時(shí),如果采用一點(diǎn)接地,其地線長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)波長(zhǎng)的1-20,否則應(yīng)采用多點(diǎn)接地法。工作接地按工作頻率而采用如圖所示幾種接地方式。



2.1 單點(diǎn)接地

工作頻率低(<1MHz)的采用單點(diǎn)接地式(即把整個(gè)電路系統(tǒng)中的一個(gè)結(jié)構(gòu)點(diǎn)看作接地參考點(diǎn),所有對(duì)地連接都接到這一點(diǎn)上,并設(shè)置一個(gè)安全接地螺栓),以防兩點(diǎn)接地產(chǎn)生共地阻抗的電路性耦合。多個(gè)電路的單點(diǎn)接地方式又分為串聯(lián)和并聯(lián)兩種。由于串聯(lián)接地產(chǎn)生共地阻抗的電路性耦合,所以低頻電路最好采用并聯(lián)的單點(diǎn)接地式。



2.3 混合接地

工作頻率介于1MHz~10MHz的電路采用混合接地式。當(dāng)接地線的長(zhǎng)度小于工作信號(hào)波長(zhǎng)的1/20時(shí),采用單點(diǎn)接地式,否則采用多點(diǎn)接地式。根據(jù)系統(tǒng)的需求和電路的需要進(jìn)行合理的安排。

2.4 懸浮接地

懸浮接地是系統(tǒng)的地與大地不直接連接,而是通過(guò)變壓器耦合或者直接不連接,處于懸浮狀態(tài)。懸浮接地應(yīng)注意以下幾點(diǎn): (1)盡量提高浮地系統(tǒng)的對(duì)地絕緣電阻,從而有利于降低進(jìn)入浮地系統(tǒng)中的共模干擾電流,保證系統(tǒng)的可靠性。 (2)注意浮地系統(tǒng)對(duì)地存在的較大寄生電容,高頻干擾信號(hào)通過(guò)寄生電容仍然可能耦合到浮地系統(tǒng)之中,在設(shè)計(jì)時(shí)一定要注意。 (3)懸浮接地技術(shù)必須與屏蔽、隔離等電磁兼容性技術(shù)相互結(jié)合應(yīng)用,才能收到更好的預(yù)期效果。 (4)采用浮地技術(shù)時(shí),系統(tǒng)容易積累靜電,當(dāng)靜電積累到一定應(yīng)程度后,可以對(duì)人和設(shè)備產(chǎn)生很多的損害,所以要注意靜電和電壓反擊對(duì)設(shè)備和人身的危害。

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