開關(guān)電源電路中“地”線的合理布局與走線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)!
發(fā)布時(shí)間:2020-04-26 11:46:57 瀏覽:3773
理想化接地線應(yīng)是一個(gè)零電位差、零阻抗匹配的物理上的實(shí)體,具體的走線中,接地線在PCB上,實(shí)際上會(huì)出現(xiàn)阻抗匹配的成分,又有接觸電阻、電感器組成的電抗的成分;按照動(dòng)量守恒定律,有電流量通過便會(huì)出現(xiàn)壓力降,接地線跟源組成控制回路,此控制回路的電磁場(chǎng)理論會(huì)磁感應(yīng)出外部電磁場(chǎng)理論的RF電流量,即常說的“噪音”,因此引起EMI現(xiàn)象
開關(guān)電源電路中地的分類
Ⅰ、交流地:交流電流的地線,這種地通常是出現(xiàn)噪音的地,應(yīng)與大地區(qū)分開
Ⅱ、直流地直流電路“地”,零電位差參考點(diǎn)
Ⅲ、模擬地:是各種各樣模擬量輸入信號(hào)的零電位差
Ⅳ、數(shù)字地:也叫邏輯思維地,是數(shù)字電路各種各樣開關(guān)量(數(shù)字量)信號(hào)的零電位差
Ⅴ、熱地:指電力變壓器初級(jí)地,跟電網(wǎng)不分隔,感應(yīng)起電
Ⅵ、冷地:指電力變壓器次級(jí)地,跟電網(wǎng)分隔,不感應(yīng)起電
Ⅶ、輸出功率地:大電流量網(wǎng)絡(luò)元器件、輸出功率電子與磁性元器件的零電位差參考點(diǎn)
Ⅷ、信號(hào)地:通常指?jìng)鞲屑夹g(shù)轉(zhuǎn)變信號(hào)的接地線
Ⅸ、安全地:提供大地接路線的控制回路,可避免觸電危險(xiǎn)性
Ⅹ、屏蔽地:為智能互聯(lián)系統(tǒng)的電纜線與關(guān)鍵機(jī)架提供0V參考或磁屏蔽材料,避免靜電感應(yīng)和電磁場(chǎng)磁感應(yīng)
Ⅺ、系統(tǒng)地:整個(gè)模擬系統(tǒng)、模擬信號(hào)公共性參考點(diǎn)
Ⅻ、浮地:將電路中某條環(huán)路作為0V參考而不接地裝置
接地裝置的方式
Ⅰ、單點(diǎn)接地裝置
●指所有的電路的接地線接到公共性接地線的同一點(diǎn),以減少地控制回路彼此之間的相互反應(yīng)。
●還可以避免不同分系統(tǒng)中的電流量與RF電流量,通過同樣的返回途徑,因此避免導(dǎo)致彼此之間的共模噪音耦合。
●按照不同體系的特點(diǎn),還可以選用串聯(lián)單點(diǎn)接地裝置與電容串聯(lián)單點(diǎn)接地裝置。
A、單點(diǎn)串聯(lián)接地裝置:指所有的的元器件的地都連接到地系統(tǒng)總線上,隨后通過系統(tǒng)總線連接到地匯觸點(diǎn)
●出現(xiàn)著相互的共阻抗干擾性:
●優(yōu)點(diǎn):
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走線簡(jiǎn)單,整潔美觀
●缺點(diǎn):
不合適于高頻電路(f≥1MHz)
不合適于多個(gè)輸出功率控制回路電路
各分系統(tǒng)彼此之間出現(xiàn)著共阻抗干擾性
基于對(duì)地接觸電阻的反應(yīng),會(huì)出現(xiàn)正弦波振蕩器現(xiàn)象,大大增加接地線的阻抗匹配
B、單點(diǎn)并聯(lián)接地:指所有的的元器件的地會(huì)直接接到地匯觸點(diǎn),不共用地系統(tǒng)總線
●優(yōu)點(diǎn):
還可以避免體系內(nèi)各模塊彼此之間的共阻抗干擾性
●缺點(diǎn):
不合適于高頻電路(f≥1MHz)
會(huì)受到正弦波振蕩器的反應(yīng)
基于各自的接地線較長(zhǎng),地控制回路阻抗匹配不同,會(huì)加劇地噪音的反應(yīng),引起RF現(xiàn)象
Ⅱ、多點(diǎn)接地裝置
指體系內(nèi)各局部電路就近接地裝置
●優(yōu)點(diǎn):
多根高壓導(dǎo)線電容串聯(lián)還可以大幅度降低接地裝置導(dǎo)電介質(zhì)的總電感器
還可以提供較低的接地裝置阻抗匹配
●缺點(diǎn):
每根等電位連接線的長(zhǎng)度不低于的信號(hào)波長(zhǎng)的1/20
多些接地線有可能會(huì)引發(fā)裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成許多接地線環(huán)路,導(dǎo)致降低裝置對(duì)外部的電磁場(chǎng)的抵制能力
各種不同的電源模塊、裝置之間組網(wǎng)時(shí),電源線回路比較容易引發(fā)EMI的問題
Ⅲ、融合接地線
●緊密結(jié)合了單點(diǎn)接地線和多些接地線的綜合技術(shù)應(yīng)用,一般是在單點(diǎn)接地線的基礎(chǔ)上再按照很多電感或電容多些接地線,它是通過電感、電感器件在各種不同頻段下有各種不同特性阻抗的性能指標(biāo),使電源線系統(tǒng)在各種不同的頻段下具有各種不同的接地線結(jié)構(gòu),重要應(yīng)用于工作在融合頻段下的電機(jī)控制系統(tǒng)。
●要思考分清楚數(shù)字電路的地與數(shù)字電路的地,相應(yīng)他們的極佳公共定位點(diǎn)
Ⅳ、接地線的一般選取的基本準(zhǔn)則
●以最高頻段(相關(guān)聯(lián)波長(zhǎng)為λ)為思考構(gòu)造函數(shù),當(dāng)磁電式傳感器的長(zhǎng)度L>λ,則視為高頻電路,反之,則視為超低頻高壓發(fā)生器電路。
(1)超低頻高壓發(fā)生器電路(<1MHz),提倡采用單點(diǎn)接地線;
(2)高頻電路(>10MHz),提倡采用多些接地線;
(3)高、超低頻高壓發(fā)生器融合電路,采用融合接地線。
總結(jié):
●依據(jù)具體技術(shù)應(yīng)用,先分清楚電源線的種類,隨后選擇各種不同的接地線形式
●無論哪種接地線形式,都須遵循“低特性阻抗,低噪聲”的基本準(zhǔn)則
驅(qū)動(dòng)電源線:
驅(qū)動(dòng)源的電源線要盡可能靠近被驅(qū)動(dòng)器件,便于組成最小環(huán)路,降低振蕩與EMI的問題
Y電容的接地點(diǎn):
●有關(guān)于“源”的基本概念
●“靜地”是源的中低端
●Y電容的定位點(diǎn),注重一個(gè)“靜”,很顯而易見上圖Y電容極佳定位點(diǎn)事C1的負(fù)端,相應(yīng)變壓器T1的次級(jí)7腳。
熱管散熱器接地線:
熱管散熱器處在地電位差,有源器件處在射頻電位差,故熱管散熱器工作時(shí)能夠等效于一個(gè)大的共模去耦電容,將RF電流量接入地.
局部性接地面的技術(shù)應(yīng)用
局部性接地面能夠捕獲元器件跟振蕩器內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的RF磁通量,在高頻電路中最普遍.
總結(jié):
●要明白“地”的基本概念與分類
●根據(jù)地的種類選擇各種不同的接地線形式
●具體布線要緊密結(jié)合安規(guī)、EMC的規(guī)定
●關(guān)鍵是要理解“地”在開關(guān)電源中的功能,布線時(shí)必須考慮利弊得失
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