本文要點
 |
接地、EMI 和(hé)電能質量之間的(de)關系。 |
|---|---|
|
安全接地與 EMC 接地的(de)區(qū)别。 |
|
EMC 接地的(de)設計考慮因素。 |
接地、EMI 和(hé)電能質量是密切相關的(de)；電能質量會受到各種事件的(de)影(yǐng)響，包括電磁幹擾 (EMI)。幸運的(de)是，電路接地可(kě)以減輕 EMI 的(de)不良影(yǐng)響。接地爲電磁幹擾提供了(le)一個(gè)低阻抗的(de)路徑。當系統正确接地時(shí)，EMI 就會脫離關鍵設備，從而改善電能質量。在這(zhè)篇文章(zhāng)中，我們将進一步詳細探討(tǎo)接地、EMI 和(hé)電能質量之間的(de)關系。
接地、EMI 和(hé)電能質量
動态環境中的(de)敏感設備和(hé)裝置很容易受到電磁幹擾。電子設備、控制電路、信号和(hé)電力電纜以及其他(tā)産生電磁場(chǎng)的(de)相關系統通(tōng)過電磁幹擾相互作用(yòng)，擾亂正常運行。與電氣和(hé)電子電路相互作用(yòng)的(de) EMI 對(duì)電能質量構成了(le)嚴重威脅。
當電氣和(hé)電子電路獲得(de)特定幅值、頻(pín)率和(hé)相位的(de)電力時(shí)，設備能夠按照(zhào)預期的(de)方式運行，電能質量也(yě)得(de)到了(le)保證。如果電路中的(de) EMI 幹擾了(le)系統電壓的(de)幅值、頻(pín)率或相位，那麽電能質量就會受到影(yǐng)響。
接地是通(tōng)過減少 EMI 來(lái)确保電能質量的(de)方法之一。正确接地可(kě)以消除電磁幹擾，确保安全操作和(hé)電磁兼容性。接地決定了(le)系統應如何對(duì)意外故障、瞬态和(hé)電磁幹擾作出反應，并爲高(gāo)頻(pín) EMI 電流和(hé)電壓提供低阻抗路徑，以此控制電子電路中的(de)傳導和(hé)輻射幹擾。
接地爲電磁幹擾提供一個(gè)低阻抗路徑。
安全接地與電磁兼容接地的(de)區(qū)别
在討(tǎo)論電磁兼容 (EMC) 接地之前，我們首先要把它和(hé)安全接地區(qū)分(fēn)開來(lái)。電磁兼容接地與安全接地是不同的(de)。安全接地是爲了(le)保護操作設備的(de)人(rén)員(yuán)。在安全接地中，設備的(de)金屬外殼通(tōng)常與大(dà)地的(de)接地線相連，以便短路或故障電流流向大(dà)地，而不會傷害用(yòng)戶。然而，EMC 接地的(de)目的(de)是爲 EMI 和(hé)噪聲電流提供一個(gè)低阻抗的(de)電流路徑。EMC 接地的(de)參照(zhào)物(wù)不一定是大(dà)地的(de)接地線，而是屏蔽層或導電平面。
接地和(hé)電磁兼容
EMC 接地定義了(le)一個(gè)零電壓參考，通(tōng)過低阻抗連接将電路和(hé)其他(tā)金屬外殼及部件與這(zhè)個(gè)參考連接起來(lái)。接地結構防止了(le)意外幹擾，并減輕了(le)設備對(duì) EMI 的(de)敏感性。在出現傳導幹擾和(hé)抗擾性問題時(shí)，接地系統既提供了(le)零電壓的(de)接地參考，又爲不明(míng)顯的(de) EMI 電流提供了(le)阻抗最低的(de)路徑。電磁兼容接地結構隻能承受 EMI 的(de)噪聲電流和(hé)故障電流。正确利用(yòng)接地結構，可(kě)以形成一個(gè)阻抗足夠低的(de)回路來(lái)承載 EMI 電流和(hé)故障電流，從而控制 EMI 産生的(de)意外電壓。
EMC 接地的(de)設計考慮因素
在目标頻(pín)率上利用(yòng)導體搭建接地結構。接地結構的(de)設計重點應該是定義系統頻(pín)率下(xià)的(de)局部零電壓參考。
将接地結構設計爲電子電路中大(dà)型金屬部件的(de)參考接地平面。接地結構的(de)設計不應該與設備屏蔽外殼的(de)設計混爲一談。
切勿将接地結構設計爲承載電路中的(de)相電流或工作電流。流過接地結構的(de)電流會引起磁通(tōng)量包裹，從而誘發電壓。感應電壓能夠驅動相對(duì)于其他(tā)部件的(de)接地結構，特别是在高(gāo)頻(pín)率下(xià)。接地結構的(de)設計隻需要承載意外電流。
了(le)解接地、EMI 和(hé)電能質量之間的(de)關系有助于設計人(rén)員(yuán)在電氣和(hé)電子設備中實現電磁兼容。EMC 設計工程師在産品設計中創建的(de)參考地平面，在消除意外 EMI 和(hé)噪聲電流方面起著(zhe)關鍵作用(yòng)。
Clarity 3D Transient Solver 是 Cadence 系統分(fēn)析藍圖中的(de)一款産品，采用(yòng)突破性的(de)電磁仿真技術，以及近乎無限的(de)容量和(hé)測量級精準度，可(kě)将系統級 EMI 仿真速度最高(gāo)提升 10 倍，完成之前非常耗時(shí)且需要昂貴的(de)消聲實驗室才能進行的(de)産品原型機電磁兼容性 (EMC) 測試，仿真之前被視爲不切實際或無法求解的(de)大(dà)型設計，縮短設計周期并加速産品上市。上述特性讓 Clarity 3D Transient Solver 成爲超大(dà)規模計算(suàn)、汽車、移動和(hé)航空市場(chǎng)很多(duō)複雜(zá)應用(yòng)的(de)理(lǐ)想選擇。
如欲了(le)解 Clarity 3D Transient Solver 功能詳情，歡迎聯系 Cadence China 授權代理(lǐ)商 - 蘇州敦衆軟件。
譯文授權轉載出處 (Graser 協同校閱)
長(cháng)按識别 QRcode，關注「Cadence 楷登 PCB 及封裝資源中心」
歡迎關注 Graser 社群，實時(shí)掌握最新技術應用(yòng)信息
