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你知道开关电源为什么需要接地?

发布时间:2022-10-27

在电源设计中,安全永远是第一位的,在开关电源Switch Mode Power Supply,简称SMPS)中也是如此。接地可以保护用户的人身安全,保证电力设备的正常运行。那么接合适的接地方式是什么呢?常见的接地符号有哪些?本文将介绍开关电源中的接地问题。

接地的定义是什么?


在现代接地概念中,对于线路工程师来说,这个术语的含义通常是“线路电压的参考点”。对于系统设计人员来说,它通常是一个机柜或机架。对于电气工程师来说,这意味着绿色安全接地线或接地。一个常见的定义是“接地是电流返回其源头的低阻抗通道”。注意,要求是“低阻抗”和“路径”。


有哪些常见的接地符号?


PE、PGND、fg保护接地或套管;BGND或DC回流-回流-DC-48V (+24V)电源(电池);GND -工作地点;DGND -数字地面;AGND -模拟地面;LGND -防雷接地。


什么是合适的接地方式?


接地有多种方式,包括单点接地、多点接地和混合接地。而单点接地又分为串联单点接地和并联单点接地。一般来说,当单点接地用于简单电路、不同功能模块之间的接地区分、低频(f10MHz)电路时,应采用多点接地或多层板(完整接地平面层)。


为什么需要接地?


接地技术的引入,原本是为了防止电气或电子设备遭受雷击的一种保护措施。目的是将雷电产生的雷电流通过避雷针引入大地,从而起到保护建筑物的作用。同时,接地也是保护人身安全的有效手段。当相线由于某种原因(如电线绝缘不良、线路老化等)引起时。)触及设备外壳,设备外壳会有危险电压,产生的故障电流会通过PE线流向大地,从而起到保护作用。随着电子通信等数字领域的发展,仅仅考虑接地系统的防雷和安全已经不能满足要求。


例如,各种设备之间的信号需要一个“地”作为信号的参考地。而且随着电子设备的复杂化,信号频率越来越高。因此,在接地设计中,必须特别注意信号之间的相互干扰等电磁兼容问题。否则,接地不当将严重影响系统运行的可靠性和稳定性。最近,高速信号的信号回流技术中也引入了“地”的概念。


模拟地和数字地为什么要分开,怎么分开?


模拟信号和数字信号都要流回地,因为数字信号变化很快,从而对数字地造成很大的噪声,而模拟信号需要一个干净的地参考。如果模拟地和数字地混在一起,噪声会影响模拟信号。


一般来说,模拟地和数字地要分开处理,然后用细线或单点连接连在一起。总的想法是试图阻挡从数字本底到模拟本底的噪声。当然,这并不是一个非常严格的要求。模拟地和数字地必须分开。如果模拟部分附近的数字地仍然干净,则可以合并。


单板上的信号是怎么接地的?


一般来说,设计的时候最好使用就近接地,一个完整的多层板设计之后,普通信号接地是非常容易的。基本原则是确保布线的连续性、减少过孔数量、靠近接地层或电源层等。


单板的接口设备如何接地?


有些板卡会有外部I/O接口,如串行连接器和RJ45连接器等。如果没有正确接地,也会影响正常工作,如网络接口互连误码、丢包等。,它将成为外部电磁干扰源,将电路板内部的噪声发送到外部。一般来说,会单独划分一个独立的接口地,与信号地的连接采用细线,可以用0欧姆或者小电阻连接。细走线可以用来阻挡从信号地到接口地的噪声。同样,接口地和接口电源的滤波也要认真考虑。


有屏蔽层的电缆中屏蔽层如何接地?


屏蔽电缆的屏蔽层应连接到单板的接口地,而不是信号地。这是因为信号地上有各种各样的噪声。如果屏蔽层接信号地,噪声电压会驱动共模电流沿屏蔽层向外干扰,所以设计不合理的电缆一般是电磁干扰的最大噪声输出源。


现代人的生活已经越来越离不开电子设备,而电子设备必须依赖稳定安全的电源。开关电源技术已经渗透到各类电子设备领域。希望大家能在这篇文章中找到自己困惑的问题,顺利得到解答。