- 介紹電子線路中接地的概念
- 介紹開(kāi)關(guān)電源通過(guò)地線（公共端）產(chǎn)生干擾的原因
- 介紹減輕開(kāi)關(guān)電源EMI問(wèn)題的方法
- 先要對(duì)電路進(jìn)行屏蔽，把電路安裝在一個(gè)屏蔽盒中
- 同時(shí)還要對(duì)上述帶電地線或其它輸入輸出線進(jìn)行隔離
- 隔離的方法是在地線或其它輸入輸出線之間串聯(lián)共模抑制電感
- Y電容和共模抑制電感盡量靠近電源的輸入端
- 共模抑制電感要盡量靠近Y電容，而Y電容還要盡量靠近與大地連接的地線
有網(wǎng)友在電子元件技術(shù)網(wǎng)我擔(dān)任專家的論壇里提問(wèn)：很多人都認(rèn)為，在電磁兼容電路設(shè)計(jì)中元器件的接地問(wèn)題很重要，請(qǐng)問(wèn)如何接地最好？
下面是我就該問(wèn)題的回答：
首先我們應(yīng)該弄清楚“地”的概念。很多人都把電子線路中電源的負(fù)極或正極當(dāng)成“地”，在很多電子書籍中也都是這么寫的，因此，很多人在畫電子原理圖的時(shí)候，都把元件與電源負(fù)極（或正極）連接的一端畫成一個(gè)接地的符號(hào)，我們不能說(shuō)這中畫法不對(duì)，但如果我們真的把這個(gè)接地符號(hào)看成是接“地”那就是大錯(cuò)特錯(cuò)了。我認(rèn)為，把這個(gè)接地符號(hào)看成是公共連接端是正確的，但把它當(dāng)成真正的“地”那就錯(cuò)了。
由于我們所接觸到的一切物體都是來(lái)自地球，那么當(dāng)我們把這些物體與地球分離之后，只要我們沒(méi)有讓這些物體另外帶電之前，我們都認(rèn)為這些物體是與地球同電位的，如果我們把地球看成是0電位，則這這些物體也是0電位，即不帶電。（——實(shí)際上地球?qū)τ谟钪嬷械慕^對(duì)0電位來(lái)說(shuō)還是帶電的，帶負(fù)電）。既然電源有正、負(fù)極之分，那么，電源的正極就是帶正電，而電源的負(fù)極就是帶負(fù)電，所以電源的正極或負(fù)極都不能算為“地”，而電源真正不帶電的地方（0電位）應(yīng)該是電源的中心抽頭處。
這個(gè)與地球同電位，但又沒(méi)有用導(dǎo)體與地球相連接的地方，我們就把它稱為“浮地”。這樣電源的中心抽頭處或帶電電容器的中心處都可以成為“浮地”。
既然電源的正極對(duì)大地帶電，那么可以測(cè)量嗎？能！不過(guò)電源正極帶電與地球帶電，都屬于靜電，用驗(yàn)電器就可以測(cè)量。當(dāng)兩個(gè)帶電物體互相接觸的時(shí)候，它們之間所帶的電荷就會(huì)互相放電或充電，即：帶正電者放電，帶負(fù)電者被充電，直到兩個(gè)物體的電位完全相等為止，它們之間才停止充放電。因此，從兩個(gè)帶電物體互相充放電的原理，我還可以把帶電物體看成是一個(gè)電容。但這里的電容與電容器完全是兩回事，這里的電容帶電時(shí)，其電位的高低是相對(duì)于無(wú)限遠(yuǎn)處（絕對(duì)0電位處）而言，而電容器帶電，則是電容器的一個(gè)電極相對(duì)于另一個(gè)電極而言。
因此，物體帶電就相當(dāng)于電容帶電，物體的體積越大在相同電位之下，所帶的電荷就越多，所以其電容就越大。由于帶電電容的電場(chǎng)方向是指向無(wú)限遠(yuǎn)處，同時(shí)也指向地球，因此，帶電物體的電場(chǎng)會(huì)對(duì)周圍物體產(chǎn)生電場(chǎng)感應(yīng)。當(dāng)物體的電位在不斷地變化時(shí)，通過(guò)電場(chǎng)感應(yīng)，周邊物體的電荷分布也會(huì)產(chǎn)生改變，這相當(dāng)于電容充放電；而當(dāng)電荷改變分布時(shí)又會(huì)在導(dǎo)體中產(chǎn)生電流，電流又會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，所以交變電磁場(chǎng)總是同時(shí)存在的。
明白這個(gè)道理之后，我們?cè)賮?lái)看開(kāi)關(guān)電源是怎樣通過(guò)地線（公共端）產(chǎn)生干擾的。我們先看開(kāi)關(guān)變壓器的次級(jí)，一般，開(kāi)關(guān)變壓器次級(jí)的一端都接地（電源負(fù)極），而另一端則接整流二極管。當(dāng)整流二極管有電壓輸出時(shí)，開(kāi)關(guān)變壓器次級(jí)接整流二極管正極的一端電壓為正，而接公共端的一端為負(fù)，由于開(kāi)關(guān)變壓器次級(jí)的“浮地”是在開(kāi)關(guān)變壓器次級(jí)線圈的中間抽頭處，由此可知，此時(shí)開(kāi)關(guān)電源的地線（公共端）對(duì)大地來(lái)說(shuō)，不是0電位，而是負(fù)電位；當(dāng)開(kāi)關(guān)變壓器次級(jí)輸出電壓的極性改變時(shí)，地線（公共端）帶電的極性也要改變。
由此可知，開(kāi)關(guān)電源輸出電壓的負(fù)極不是“地”線，它是一根帶電的導(dǎo)體，或相當(dāng)于一個(gè)被來(lái)回充放電的電容。它與大地之間有電位差，電位差的大小正好等于開(kāi)關(guān)變壓器次級(jí)輸出電壓的二分之一。這個(gè)分析結(jié)果很容易用儀表進(jìn)行測(cè)量，例如用示波器的探頭（信號(hào)輸入端）連接開(kāi)關(guān)變壓器次級(jí)的地（負(fù)極），而示波器探頭的接地端與大地連接，很容易就可以看到干擾信號(hào)的存在。其中也有50周的干擾信號(hào)（幅度很高），這是通過(guò)電源線傳導(dǎo)進(jìn)來(lái)的。
既然開(kāi)關(guān)電源輸出電壓的負(fù)極是帶電的，那么與它相連的其它電路也都全部帶電。只要物體帶電，它就會(huì)對(duì)周圍電路以及電子設(shè)備產(chǎn)生電磁感應(yīng)，即產(chǎn)生干擾（傳導(dǎo)干擾或輻射干擾）。為了減少本機(jī)對(duì)其它機(jī)器的干擾，首先要對(duì)電路進(jìn)行屏蔽，把電路安裝在一個(gè)屏蔽盒之中，同時(shí)還要對(duì)上述帶電地線或其它輸入輸出線進(jìn)行隔離。隔離的方法就是在地線或其它輸入輸出線之間串聯(lián)電感，這個(gè)電感稱為共模抑制電感，共模抑制電感的一端與機(jī)器中的地線（公共端）相連，另一端與一個(gè)Y電容相連，Y電容的另一端與大地相連。這是抑制傳導(dǎo)干擾的最有效方法。
特別值得注意的是，共模抑制電感與Y電容的連接位置。Y電容和共模抑制電感盡量靠近電源的輸入端，即電源插座的位置，并且共模抑制電感要盡量靠近Y電容，而Y電容還要盡量靠近與大地連接的地線（三心電源線的地線），這對(duì)EMI抑制才有效。
請(qǐng)指正！
陶顯芳 2009-2-24
