開(kāi)關(guān)電源的接地概念
1、定義
作為電路或系統基準的等電位點(diǎn)或平面
2、符號
3、作用
不同種類(lèi)的接地作用各異
4、關(guān)于“地”的思考
●理想地線(xiàn)應是一個(gè)零電位、零阻抗的物理實(shí)體
●實(shí)際的布線(xiàn)中，地線(xiàn)在PCB上，本身會(huì )有阻抗成分，又有分布電容、電感構成的電抗成分；根據歐姆定律，有電流通過(guò)就會(huì )產(chǎn)生壓降
●地線(xiàn)跟源(電源、信號源)構成回路，此回路的電場(chǎng)會(huì )感應出外部電磁場(chǎng)的RF電流，即常說(shuō)的“噪聲”，從而引起EMI問(wèn)題
開(kāi)關(guān)電源中地的分類(lèi)
●交流地
●直流地
●模擬地
●數字地
●熱地
●冷地
●功率地
●信號地
●安全地
●屏蔽地
●系統地
●浮地
1、交流地：
交流電的零線(xiàn)，這種地通常是產(chǎn)生噪聲的地，應與大地區別開(kāi)
2、直流地
直流電路“地”，零電位參考點(diǎn)
3、模擬地：
是各種模擬量信號的零電位
4、數字地：
也叫邏輯地，是數字電路各種開(kāi)關(guān)量（數字量）信號的零電位
5、熱地：
指變壓器初級地，跟電網(wǎng)不隔離，帶電
6、冷地：
指變壓器次級地，跟電網(wǎng)隔離，不帶電
7、功率地：
大電流網(wǎng)絡(luò )器件、功率電子與磁性器件的零電位參考點(diǎn)
8、信號地：
一般指傳感變化信號的地線(xiàn)
9、安全地：
提供大地接地點(diǎn)的回路，可防止觸電危險
10、屏蔽地：
為互聯(lián)的電纜與主要機架提供0V參考或電磁屏蔽，防止靜電感應和磁場(chǎng)感應
11、系統地：
整個(gè)系統模擬、數字信號公共參考點(diǎn)
12、浮地：
將電路中某條支路作為0V參考而不接地
接地的方式
●單點(diǎn)接地
●多點(diǎn)接地
●混合接地
●接地選取的原則
1、單點(diǎn)接地
●指所有電路的地線(xiàn)接到公共地線(xiàn)的同一點(diǎn)，以減少地回路之間的相互干擾。
●可以防止不同子系統中的電流與RF電流，經(jīng)過(guò)同樣的返回路徑，從而避免造成相互之間的共模噪聲耦合。
●根據不同系統的特點(diǎn)，可以選擇串聯(lián)單點(diǎn)接地與并聯(lián)單點(diǎn)接地。
A、單點(diǎn)串聯(lián)接地:指所有的器件的地都連接到地總線(xiàn)上，然后通過(guò)總線(xiàn)連接到地匯接點(diǎn)
●存在著(zhù)相互的共阻抗干擾：
●優(yōu)點(diǎn)：
分布傳輸的阻抗極小
布線(xiàn)簡(jiǎn)單，美觀(guān)
●缺點(diǎn):
不適合于高頻電路（f≥1MHz）
不適合于多個(gè)功率回路電路
各子系統之間存在著(zhù)共阻抗干擾
由于對地分布電容的影響，會(huì )產(chǎn)生并聯(lián)諧振現象，大大增加地線(xiàn)的阻抗
B、單點(diǎn)并聯(lián)接地:指所有的器件的地直接接到地匯接點(diǎn)，不共用地總線(xiàn)
●優(yōu)點(diǎn)：
可以防止系統內各模塊之間的共阻抗干擾
●缺點(diǎn):
不適合于高頻電路（f≥1MHz）
會(huì )受到并聯(lián)諧振的影響
由于各自的地線(xiàn)較長(cháng)，地回路阻抗不同，會(huì )加劇地噪聲的影響，引起RF問(wèn)題
開(kāi)關(guān)電源的多點(diǎn)接地
指電力系統內各部分電路就近接地
●優(yōu)點(diǎn)：
多根導線(xiàn)并聯(lián)能夠降低接地導體的總電感
能夠提供較低的接地阻抗
●缺點(diǎn):
每根接地線(xiàn)的長(cháng)度小于信號波長(cháng)的1/20
多點(diǎn)接地可能會(huì )導致設備內部形成許多接地環(huán)路，從而降低設備對外界電磁場(chǎng)的抵御能力
不同的模塊、設備之間組網(wǎng)時(shí)，地線(xiàn)回路容易導致EMI問(wèn)題
開(kāi)關(guān)電源混合接地
●結合了單點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地的綜合應用，一般是在單點(diǎn)接地的基礎上再通過(guò)一些電感或電容多點(diǎn)接地，它是利用電感、電容器件在不同頻率下有不同阻抗的特性，使地線(xiàn)系統在不同的頻率下具有不同的接地結構，主要適用于工作在混合頻率下的電路系統。
●要注意分清楚模擬電路的地與數字電路的地，以及他們的最佳公共連接點(diǎn)
開(kāi)關(guān)電源接地的一般選取原則
●以最高頻率（對應波長(cháng)為λ）為考慮對象，當傳輸線(xiàn)的長(cháng)度L>λ，則視為高頻電路，反之，則視為低頻電路。
（1）低頻電路(<1MHz)，建議采用單點(diǎn)接地；
（2）高頻電路(>10MHz)，建議采用多點(diǎn)接地；
（3）高、低頻混合電路，采用混合接地。
開(kāi)關(guān)電源實(shí)際布線(xiàn)過(guò)程中關(guān)于“地”的考慮
總則:
●根據實(shí)際應用,先分清楚地線(xiàn)的種類(lèi),然后選擇不同的接地方式
●不論何種接地方式，都須遵守“低阻抗，低噪聲”的原則
基本電路拓撲環(huán)路：
功率地線(xiàn):
功率地線(xiàn)由于有大電流流過(guò),如果處理不當就會(huì )產(chǎn)生很大的干擾,不能帶重載,甚至不能正常工作.
失敗案例:
BUCK線(xiàn)路，由于使用大面積的鋪地，導致干擾太大，不能帶重載。
成功案例:
1.2KWBOOST線(xiàn)路
布局需要注意的問(wèn)題：
●不同的功率地線(xiàn)需要單獨走線(xiàn)
●盡量不要平行走線(xiàn)
●盡量減少環(huán)路面積
●必須遵循“短，粗，直”的原則；因功率地線(xiàn)的di/dt較大，太長(cháng)的線(xiàn)天線(xiàn)效應明顯；太細的線(xiàn)會(huì )產(chǎn)生較大的壓降；彎曲太多或90度的線(xiàn)會(huì )產(chǎn)生反射效應
驅動(dòng)地線(xiàn)
驅動(dòng)源的地線(xiàn)要盡量靠近被驅動(dòng)器件，以便構成最小環(huán)路，減少振蕩與EMI問(wèn)題
Y電容的接地點(diǎn)：
●關(guān)于“源”的概念
●“靜地”是源的低端
●Y電容的連接點(diǎn)，講究一個(gè)“靜”，很顯然上圖Y電容最佳連接點(diǎn)事C1的負端，以及變壓器T1的次級7腳。
散熱器接地:
散熱器處于地電位,有源器件處于射頻電位,故散熱器工作時(shí)可以等效于一個(gè)大的共模去耦電容,將RF電流接入地.
局部接地面的應用
局部接地面可以捕獲器件跟振蕩器內部產(chǎn)生的RF磁通量,在高頻電路中最常見(jiàn).
總結
●要弄清楚“地”的概念與分類(lèi)
●根據地的種類(lèi)選用不同的接地方式
●實(shí)際布線(xiàn)要結合安規、EMC的要求
