地线干扰与接地技术20110412修改课件.ppt

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1、第4章电磁干扰三大抑制技术接地技术－－－地线和地线干扰抑制技术电磁屏蔽技术电磁干扰滤波技术第4章（1）地线干扰与接地技术为什么要地线地环路问题与解决方法公共阻抗耦合问题与解决方法各种接地方法电缆屏蔽层的接地一、接地的含义大地－－－接大地的含义以地球的电位为基准，并以大地为零电位，把电子设备的金属外壳、线路选定点等通过接地线、接地极等组成的装置与大地相连接系统基准地：简称系统地指信号回路的基准导体（电子设备通常以金属底座、机壳、屏蔽罩、或组铜线、铜带等作为基准导体），并设该基准导体为相对零电位，但不是大地零电位。接地平面流过电流产生的等位线理想的基准导体是一个零电位、零阻抗的物

2、理实体理想的接地面可以为系统中的任何位置的信号提供公共的电位参考点（但不存在）地线电位示意图2mV200mV2mV~10mV10mV~20mV20mV~100mV100mV~200mV二、接地的目的1：为了安全，安全地设备接地的主要目的：为了安全1、若机箱没有接地，当电源线与机箱之间的绝缘良好（阻抗很大）时，尽管机箱上的感应电压可能很高，但是人触及机箱时也不会发生危险，因为流过人体的电流很小。2、如果电源线与机箱之间的绝缘层损坏，使绝缘电阻降低，当人触及机箱时，则会导致较大的电流流过人体，造成人身伤害。最坏的情况是电源线与机箱之间短路，这时全部电流流过人体。3、若机箱接地

3、，当电源线与机箱短路时，会烧断保险或导致漏电保护动作。4、接地还能为雷击电流提供一条泄放路径，当设施或设备中装有浪涌抑制器时，接地是必要的，否则无法泄放浪涌能量。这时，不仅要接地，而且还要“接好地”，也就是，接地的阻抗还必须很低。对于许多静电敏感的场合，接地还是泄放电荷的主要手段。思考题：安装了交流滤波器的机箱电位为110V，这是否会造成人身伤害，为什么？安全地：保护接地220V0V+++++定义：信号电流流回信号源的低阻抗路径二、接地的目的2：信号地为信号电压提一个稳定零电位参考点，称为信号地或系统地传统定义：地线就是电路中的电位参考点，它为系统中的所有电路提供一个电位基准

4、。在从事电路设计的人员范围内，如果谁提出这样一个问题：什么是地线，地线起什么作用？马上会引起同事的嘲笑。因为电路接地实在是再自然不过的事情了。定义也在教科书中不知陈述过多少遍。新定义：地线为信号流回源的低阻抗路径如上所述，传统定义仅给出了地线应该具有的等电位状态，并没有反映真实地线的情况。因此用这个定义无法分析实际的电磁兼容问题。这个定义突出了电流的流动。当电流流过有限阻抗时，必然会导致电压降，因此这个定义反映了实际地线上的电位情况。思考题：在分析、解决电磁兼容问题时，确定实际的地线电流路径十分重要。但你所设计的地线往往并不是实际的地线电流路径，也就是，并不是真正的地线，这是

5、为什么？（3）基本的接地方式单点接地：串联单点接地、并联单点接地多点接地：设备中的个接地垫就近直接接到最近的接地平面上浮地：指设备地线系统在电气上与大地绝缘，这样可以减小地电流引起的电磁干扰地线引发干扰问题的原因V=IR地线电压地线是等电位的假设不成立电流走最小阻抗路径我们并不知道地电流的确切路径地电流失去控制1、地线不是等电位体：地线的导体都是有一定阻抗的，设计不当的地线的阻抗相当大。当地线电流流过地线时，就会在地线上产生电压。公共地线上的电流成份很多，电压也很杂乱，这就是地线噪声电压。2、地线噪声电压的严重性：地线噪声意味着地线并不是我们做设计时假设的：可以作为电位参考点

6、的等电位体，实际的地线上各点的电位是不相同的。假设（前提）就被破坏，电路就不能正常工作了。这就是地线造成电磁干扰现象的实质。地线引发干扰问题的原因3、地线电流路径不确定：地线电流遵守电流的一般规律，走阻抗最小的路径。对于频率较低的电流，这条路径比较容易确定，就是电阻最小的路径，电阻与导体的截面积、长度有关。但对于频率较高的电流，确定地线电流的路径并不容易，实际的地线电流往往并不流过你所设计的地线。电流失去控制，就会产生一些莫名其妙的问题。4、地线设计的核心：减小地线的阻抗导线的阻抗Z=RAC+jLL1H/m=1/(frr)1/2RAC=0.076rf1/2RD

7、Cr电流深度0.37II趋肤效应导体的阻抗由两部分组成：电阻成份和电感成份电阻成份：对于作为信号地线使用的导体，必须考虑交流电阻。导体的交流电阻比直流电阻大，这是因为交流电流在导体上产生趋肤效应的缘故。由于趋肤效应，电流流过的有效截面积减小，电阻增加。RAC=0.076rf1/2RDC上式中r的单位是cm，f的单位是Hz；如果导体的截面不是圆形，则用下式求r：r=截面周长（cm）/2导体的阻抗由两部分组成：电阻成份和电感成份电感成份：任何一段导体都存在电感，这种电感称为内电感，以区分于通常所称的，与环