由淺入深談接地
圖3.浮地的影響接地實(shí)例分析--浪涌試驗(yàn)時(shí)為什么只燒毀功放板
有人問(wèn)我:在做設(shè)備的浪涌試驗(yàn)時(shí),其他的都沒(méi)有損壞,為什么只有離電源輸入端最遠(yuǎn)的功放板燒毀了?我也很納悶,等看過(guò)了他的布局圖,我樂(lè)了,因?yàn)槲乙卜高^(guò)同樣的錯(cuò)誤。
設(shè)備布局圖如下:
在分析前,先明確接地的概念,這里的接地,不是指安全地,而是特指參考地。因?yàn)镋MC測(cè)試所說(shuō)的地就是參考地,是一個(gè)大面積的等電位的金屬板,這個(gè)金屬板接大地的線纜就是安全接地線。
這只是個(gè)簡(jiǎn)圖,原圖上沒(méi)有C1、C2、 C3、C4和C5,是我后期為了分析容易補(bǔ)上去的,電源輸入線的正負(fù)極之間肯定也有保護(hù)電路,如果大家感興趣,我們可以在后續(xù)文章里再重點(diǎn)討論。同樣,我們這里也不討論差模干擾,因?yàn)閷?duì)于浪涌,差模很容易解決。
在設(shè)備布局時(shí),他考慮更多的是功能,對(duì)EMC設(shè)計(jì)考慮的太少。EMC里的接地的主要目的是改變共模干擾傳輸路徑,避免干擾電流流過(guò)敏感電路。
原圖的設(shè)計(jì)中針對(duì)浪涌的處理,靠的是工作地和機(jī)箱間的空氣間隙來(lái)保證。但是,對(duì)于高頻干擾信號(hào),影響最大的是寄生參數(shù),隔離電路只能阻斷差模信號(hào),對(duì)共模干擾沒(méi)有阻隔能力。
從圖上可以看出,相對(duì)于輸入干擾信號(hào),存在很多寄生通道,如C1、C2、 C3、C4和C5,因?yàn)槿魏涡盘?hào)的傳遞,都是閉環(huán)的,干擾信號(hào)肯定會(huì)通過(guò)這些寄生通道流回到干擾源,只是流過(guò)不同寄生通道的電流大小不同罷了。
當(dāng)電纜相對(duì)于參考地位10cm時(shí),寄生電容為50pf/m,寄生電感是10nH/m。對(duì)于長(zhǎng)距離傳輸?shù)碾娎|,功放和外設(shè)之間的距離超過(guò)100米,這個(gè)時(shí)候,如果C1和C2也是寄生電容,那么C3和C4就是一個(gè)低阻抗的通路,浪涌共模干擾電流就通過(guò)大面積的背板流向功放板,然后通過(guò)C3流向參考地,功放板能保住那就見(jiàn)鬼了。
為什么控制板沒(méi)有問(wèn)題呢?那是因?yàn)榭刂瓢鍥](méi)有對(duì)地泄放通路,準(zhǔn)確地說(shuō)對(duì)參考地的寄生電容太小,相對(duì)于功放板的輸出電纜,可以忽略不計(jì)。
分析到這里,大家應(yīng)知道怎么進(jìn)行EMC改造了吧,那就是在電源板上加上C1和C2。
C5和機(jī)箱接地點(diǎn)對(duì)本文分析影響不大,但它在其他應(yīng)用里影響相當(dāng)可以。
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