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[分享] 电路板的地如何与外壳地相连?

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发表于 2021-8-11 16:53:20 | 显示全部楼层 |阅读模式
有一种比较推荐的方式:
电路板放置在金属机壳中,机壳连接大地。电路板的GND与机壳之间通常使用一个电容(1~100nF/1KV)并联一个电阻(1M)连接。
1.png
这样做的原理是什么?请看下文。


1.电容的作用
电容是通交流阻直流的。假设机壳良好连接大地,从电磁抗扰度角度,该电容能够抑制高频干扰源和电路之间的动态共模电压;从EMI角度,电容形成了高频路径,电路板内部产生的高频干扰会经电容流入机壳进入大地,避免了高频干扰形成的天线辐射。另一种情况,假设机壳没有可靠接大地(如没有地线,接地棒环境干燥),则外壳电势可能不稳定或有静电,如果电路板直接接外壳,就会打坏电路板芯片,加入电容,能把低频高压、静电等隔离起来,保护电路板。这个并联电容应该用Y电容或高压薄膜电容,容值在1nF~100nF之间。


2.电阻的作用
这个电阻可以防止ESD(静电释放)对电路板的损坏。假如只用电容连接电路板地和机壳地,则电路板是一个浮地系统。做ESD测试时,或在复杂电场环境中使用,打(进)入电路板的电荷无处释放,会逐渐累积;累积到一定程度,超过了电路板和机壳之间的绝缘最薄弱处所能耐受的电压,就会发生放电——在几纳秒内,PCB上产生数十到数百A的电流,会让电路因电磁脉冲宕机,或者损坏放电处附近连接的元器件。并联该电阻,就可以慢慢释放掉这个电荷,消除高压。根据IEC61000的ESD测试标准10s/次(10s放完2kV高压电荷),一般选择1M~2M的电阻。如果机壳有高压静电,则该大电阻也能有效降低电流,不会损坏电路芯片。


3.工程实际中需要考虑的问题
①机壳地可能并不是可靠的接地,如配电网中不符合安规,没有地线;接地棒周围土壤太干燥,接地螺栓生锈或松动。
②环境是存在电磁干扰的,工作环境中有大功率变压器、大功率电机、电磁电炉、高压电网谐波等。
③PCB内部是会产生高频噪声的,如高频开关管、二极管、储能电感、高频变压器等。
这些干扰因素都会导致PCB的信号地和机壳的电势波动(同时含有高频低频成分),或者二者之间存在静电,所以对它们良好可靠的接地处理是必要的,也是产品安规要求的。


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发表于 2021-8-13 21:20:13 | 显示全部楼层
分析的不错
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