电磁兼容中的接地技术主要目的在于提高电力电子设备的电磁兼容能力。
接地技术*早是应用在强电系统(电力系统、输变电设备、电气设备)中,为了设备和人身的安全,将接地线直接接在大地上。由于大地的电容非常大,一般情况下可以将大地的电位视为零电位。后来,接地技术延伸应用到弱电系统中。对于电力电子设备将接地线直接接在大地上或者接在一个作为参考电位的导体上,当电流通过该参考电位时,不应产生电压降。由于不合理的接地,反而会引入了电磁干扰,比如共地线干扰、地环路干扰等,从而导致电力电子设备工作不正常。可见,接地技术是电力电子设备电磁兼容技术的重要内容之一。
接地方式
接地可分为四类:浮地、单点接地、多点接地、混合接地四种方式。
1.浮地:使电路或设备与公共地线可能引起环流的公共导线隔离起来,浮地还使不同电位的电路之间配合变得容易。它的缺点就是容易出现静电积累引起强烈的静电放电。
2.单点接地:线路中只有一个物理点被定义为接地参考点,凡需要接地均接于此。它的缺点是不适宜用于高频场合。
3.多点接地:凡需要接地的点都直接连到距它*近的接地平面上,以便使接地线长度为*短。它的缺点是维护比较麻烦。
4.混合接地:按需要选用单点及多点接地。
PCB中的大面积敷铜接地,其实就是多点接地,单面PCB也可以实现多点接地。多层PCB大多为高速电路,地层的增加可以有效提高PCB的电磁兼容性,是提高信号抗干扰的基本手段。
设备的接地应当注意以下几点:
—50Hz电源零线应接到安全接地螺栓处,对于独立的设备,安全接地螺栓设在设备金属外壳上,并有良好电连接;
—为防止机壳带电,危及人身安全,不许用电源零线作地线代替机壳地线;
—为防止高电压、大电流和强功率电路(如供电电路、继电器电路)对低电平电路(如高频电路、数字电路、模拟电路等)的干扰,将它们的接地分开。前者为功率地(强电地),后者为信号地(弱电地),而信号地又分为数字地和模拟地,信号地线应与功率地线和机壳地线相绝缘;
—对于信号地线可另设一信号地螺栓(和设备外壳相绝缘),该信号地螺栓与安全接地螺栓的连接有三种方法(取决于接地的效果):一是不连接,而成为浮地式;二是直接连接,而成为单点接地式;三是通过一3μF电容器连接,而成为直流浮地式,交流接地式。其它的接地*后汇聚在安全接地螺栓上(该点应位于交流电源的进线处),通过接地线将接地极埋在土壤中。