开关电源知识科普：开关电源为什么要接地

在电(dian)源设计(ji)中(zhong)，安全往往是(shi)第一(yi)位(wei)的。在开关(guan)(guan)电(dian)源中(zhong)也是(shi)如此，接(jie)地能够保护(hu)使(shi)用者的人身安全，并(bing)且确保电(dian)力设备的正(zheng)常运行。那(nei)么在开关(guan)(guan)电(dian)源中(zhong)合适(shi)的接(jie)地方式是(shi)什么？常见的接(jie)地符号又(you)有哪些呢？

（一）接地的定义是什么？

在现代接地(di)概念中、对于线(xian)(xian)路工程师来说，该术语(yu)的(de)(de)(de)含(han)义(yi)通常(chang)是(shi)“线(xian)(xian)路电(dian)压的(de)(de)(de)参考点”。对于系统设计师来说，它常(chang)常(chang)是(shi)机(ji)柜或(huo)机(ji)架。对电(dian)气工程师 来说，它是(shi)绿色安(an)全地(di)线(xian)(xian)或(huo)接到大地(di)的(de)(de)(de)意思。一个比(bi)较通用的(de)(de)(de)定(ding)义(yi)是(shi)“接地(di)是(shi)电(dian)流返(fan)回其源(yuan)的(de)(de)(de)低(di)(di)阻(zu)抗通道”。注意要求是(shi)“低(di)(di)阻(zu)抗”和“通路”。

（二）常见的接地符号有哪些？

PE、PGND、FG-保护地或(huo)机(ji)壳；BGND或(huo)DC-RETURN-直流(liu)-48V(+24V)电(dian)源(yuan)(电(dian)池)回流(liu)；GND-工作地；DGND-数字(zi)地；AGND-模拟(ni)地；LGND-防雷保护地。

（三）合适的接地方式是什么？

接(jie)地(di)(di)(di)(di)有多(duo)(duo)种方式，有单点接(jie)地(di)(di)(di)(di)，多(duo)(duo)点接(jie)地(di)(di)(di)(di)以及(ji)混合类型(xing)的(de)接(jie)地(di)(di)(di)(di)。而单点接(jie)地(di)(di)(di)(di)又(you)分(fen)为串联单点接(jie)地(di)(di)(di)(di)和并联单点接(jie)地(di)(di)(di)(di)。一般来说，单点接(jie)地(di)(di)(di)(di)用(yong)于简单电路，不(bu)同功能模块之间(jian)接(jie)地(di)(di)(di)(di)区(qu)分(fen)，以及(ji)低频(pin)(f10MHz)电路时就要采用(yong)多(duo)(duo)点接(jie)地(di)(di)(di)(di)或者多(duo)(duo)层板(ban)(完(wan)整的(de)地(di)(di)(di)(di)平面层)。

（四）开关电源为什么要接地？

接(jie)地(di)(di)技术的(de)(de)(de)引入最(zui)初是(shi)(shi)为了防(fang)止(zhi)电(dian)(dian)力或电(dian)(dian)子等设备遭雷(lei)(lei)击而(er)(er)采取的(de)(de)(de)保护性措施，目的(de)(de)(de)是(shi)(shi)把雷(lei)(lei)电(dian)(dian)产生的(de)(de)(de)雷(lei)(lei)击电(dian)(dian)流(liu)通过避雷(lei)(lei)针引入到(dao)(dao)(dao)大地(di)(di)，从(cong)(cong)而(er)(er)起(qi)到(dao)(dao)(dao)保护建筑(zhu)物(wu)的(de)(de)(de)作(zuo)用。同时，接(jie)地(di)(di)也是(shi)(shi)保护人身安(an)(an)全(quan)的(de)(de)(de)一种有效手段，当某种原(yuan)因引起(qi)的(de)(de)(de)相线(xian)(如电(dian)(dian)线(xian)绝缘不良，线(xian)路老化(hua)等)和设备外(wai)壳(qiao)碰(peng)触时，设备的(de)(de)(de)外(wai)壳(qiao)就会(hui)有危险电(dian)(dian)压(ya)产生，由此生成的(de)(de)(de)故(gu)障电(dian)(dian)流(liu)就会(hui)流(liu)经PE线(xian)到(dao)(dao)(dao)大地(di)(di)，从(cong)(cong)而(er)(er)起(qi)到(dao)(dao)(dao)保护作(zuo)用。随(sui)着电(dian)(dian)子通信和其它数字领域的(de)(de)(de)发展(zhan)，在接(jie)地(di)(di)系统(tong)中只考虑防(fang)雷(lei)(lei)和安(an)(an)全(quan)已远(yuan)远(yuan)不能满足要求。

举个例子来说，各(ge)个设(she)备(bei)之(zhi)间的(de)信(xin)号(hao)都需要(yao)一个“地(di)”来作为信(xin)号(hao)的(de)基准(zhun)参考地(di)。而且(qie)随着电(dian)子设(she)备(bei)的(de)复(fu)杂化，信(xin)号(hao)频(pin)率越来越高，因此，在接(jie)地(di)设(she)计中，信(xin)号(hao)之(zhi)间的(de)互(hu)扰等(deng)电(dian)磁兼容问(wen)题必(bi)须给予(yu)特别关注，否则(ze)，接(jie)地(di)不当(dang)就会(hui)严(yan)重影响系(xi)统运行的(de)可靠性和稳定性。最近，高速(su)信(xin)号(hao)的(de)信(xin)号(hao)回(hui)流技术中也(ye)引入了 “地(di)”的(de)概念。

（五）为什么要将模拟地和数字地分开？

模拟(ni)信(xin)(xin)号和(he)数(shu)字(zi)信(xin)(xin)号都要回流(liu)到地(di)(di)，因为数(shu)字(zi)信(xin)(xin)号变化速度(du)快(kuai)，从而在(zai)数(shu)字(zi)地(di)(di)上引起(qi)的噪(zao)声(sheng)就会很(hen)大，而模拟(ni)信(xin)(xin)号是需要一个干净的地(di)(di)参考工作(zuo)的。如果(guo)模拟(ni)地(di)(di)和(he)数(shu)字(zi)地(di)(di)混在(zai)一起(qi)，噪(zao)声(sheng)就会影(ying)响到模拟(ni)信(xin)(xin)号。

一(yi)般来(lai)说，模拟地(di)和数字(zi)地(di)要分开处理，然(ran)后通过细的(de)(de)(de)走线(xian)连在一(yi)起，或者单点(dian)接在一(yi)起。总的(de)(de)(de)思想是尽量阻隔数字(zi)地(di)上的(de)(de)(de)噪声(sheng)窜到模拟地(di)上。当(dang)然(ran)这(zhei)也不是非常(chang)严格(ge)的(de)(de)(de)要求(qiu)模拟地(di)和数字(zi)地(di)必须分开，如果模拟部(bu)分附近的(de)(de)(de)数字(zi)地(di)还是很干(gan)净的(de)(de)(de)话可以合在一(yi)起。

（六）单板上的信号如何接地？

在(zai)一(yi)般情况下，进行(xing)设(she)计时最好采用(yong)就近接地，并且在(zai)有(you)了(le)完整的多层(ceng)板设(she)计之(zhi)后，再对(dui)普通信号(hao)进行(xing)接地就非常容易了(le)，基(ji)本原则是(shi)保证(zheng)走线的连续性，减少过孔数量，靠近地平面(mian)或者电源(yuan)平面(mian)等等。

（七）单板的接口器件如何接地？

有些单板(ban)会(hui)(hui)有对外(wai)的(de)输入输出接(jie)口(kou)(kou)，比如(ru)(ru)串口(kou)(kou)连(lian)(lian)接(jie)器(qi)，网口(kou)(kou)RJ45连(lian)(lian)接(jie)器(qi)等等，如(ru)(ru)果对它们(men)的(de)接(jie)地没(mei)有做好(hao)的(de)话也会(hui)(hui)影(ying)响到正常工作，例如(ru)(ru)网口(kou)(kou)互 连(lian)(lian)有误码，丢包等，并且(qie)会(hui)(hui)成为对外(wai)的(de)电磁(ci)干扰源，把板(ban)内的(de)噪声向外(wai)发送。

一般来说会单独(du)分割出一块独(du)立的(de)(de)接(jie)(jie)口地，与信号地的(de)(de)连接(jie)(jie)采用细的(de)(de)走线连接(jie)(jie)，可以串 上(shang)(shang)0欧(ou)姆或者小阻值的(de)(de)电阻。细的(de)(de)走线可以用来阻隔信号地上(shang)(shang)噪(zao)音过到接(jie)(jie)口地上(shang)(shang)来。同样的(de)(de)，对接(jie)(jie)口地和接(jie)(jie)口电源的(de)(de)滤波也要认真(zhen)考虑。

（八）带屏蔽层的电缆线中屏蔽层如何接地？

屏(ping)蔽(bi)电缆(lan)的(de)(de)屏(ping)蔽(bi)层都要(yao)接到单(dan)板的(de)(de)接口地上，而不是(shi)(shi)(shi)信号(hao)地上，这是(shi)(shi)(shi)因为信号(hao)地上有各种(zhong)的(de)(de)噪声(sheng)，如果屏(ping)蔽(bi)层接到了信号(hao)地上，噪声(sheng)电压会驱动共(gong)模电流沿屏(ping)蔽(bi)层向(xiang)外干(gan)扰(rao)，所(suo)以(yi)设(she)计不合理的(de)(de)电缆(lan)线(xian)一般(ban)都是(shi)(shi)(shi)电磁干(gan)扰(rao)的(de)(de)最大噪声(sheng)输出(chu)源(yuan)。

开关电源的主要用途

开(kai)关电源产(chan)品(pin)广(guang)泛应用于工业自动化(hua)控(kong)(kong)制、军工设(she)备(bei)、科研设(she)备(bei)、LED照明、工控(kong)(kong)设(she)备(bei)、通讯(xun)设(she)备(bei)、电力设(she)备(bei)、仪器(qi)(qi)仪表(biao)、医疗设(she)备(bei)、半(ban)导体制冷制热(re)、空(kong)气净化(hua)器(qi)(qi)，电子冰箱，液晶显示器(qi)(qi)，LED灯具(ju)，通讯(xun)设(she)备(bei)，视听(ting)产(chan)品(pin)，安(an)防(fang)监控(kong)(kong)，LED灯带，电脑(nao)机(ji)箱，数码(ma)产(chan)品(pin)和仪器(qi)(qi)类等领域。

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