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电源装置之间的地连接

发布时间:2020-05-26 11:15人气:
电源装置之间的地连接
一、装置之间的地连接
 
许多接地技术方面的理论在遇到多个互联装置时都要求进行拆分。这是因为设计师通常都没法控制安装哪个装置,或者迫于安全相关或其它安装操作的压力要应对有悖于良好接地操作的情况。
两个市电供电的装置之间有一根(或多根)信号线连接就是一种典型案例 。这是一种最容易解释和观察的情形。实际装置可能要复杂得多,比如要处理多个装置,或者不同甚至矛盾的接地机制,或者采用了额外机械性的绑定方式。
 
电源装置之间的地连接
 
   用Vn表示的地噪声通过市电地导体实现耦合,它是不可预测和不可控制的。 如果两个装置被插入同一市电插座,这时噪声虽然永远不可能是零,但很小, 因为某些噪声只是因为设备市电电缆中的火线和零线靠得很近才感应到的。
但这种配置无法被套用:可能所用的插座相隔较远的距离,甚至在不同的配电环上,在后面这种情况下,地线路径会很长,可能包含多种噪声注入源。注入噪声的绝对值可以从非常安静地点的不到mvRMS到几伏甚至几十伏,就像 提及的那样。这种噪声实际上与信号连线串接在一起。
为了将每个装置中的信号地连接到一起,通常会将地回线与同一电缆中的信号一起走,但是这样做后:
· 噪声电流会在信号地中流动,因此地回路阻抗(Rs)远小于噪声源阻抗(Rn)很重要——通常是这样,但不是一成不变的——否则地注入噪声将无法减小;
· 形成了地环路 ,根据其自然特性,这个环的面积可能会很大,而且可变,会穿过各种磁场源,因此感应到的地电流会成为真正的危险源。
电源装置之间的地连接
 
二、星-点接地
 
选择电路中的一个点、然后将所有地回路接到这个点是可以当作电路规则的一种技术。这个点被称为“星点”。 这种技术在将机箱、市电地、电源地和0V回路连接到一个点时的有限应用。这个点还能被用作印刷电路版图上的局部子地点。
当需要实现的连接数量相对较少时,这是一种有用而且很简洁的技巧,特别是它还能为电路测量提供公共的参考点。这个点能够和用于输出电压的类似星点一起用作检测电源电压的参考 。当到达这个点的连线较多时,会变得越来越乱,因此不应取代对预期地电流回路的全面分析。
 
三、分割地链路
 
如果信号电路的易感性达到预期的环境噪声会影响它的程度,那么你将有许多可能的设计选项:
· 使一个或其它装置处于悬浮状态(断开它的市电地连接),这样就断开了市电引线中的地环路。如果是电池供电的设备,实际上已经做到了这一点,事实上这也是使用电池供电仪器的一个充足理由。在一类安全(接大地)的市电供电设备上是不能这样做的,因为这样做违反了安全保护规定。
· 正如早前提及的板间信号那样,通过差分链路传送信号信息。虽然这时对信号来说地回路是不必要的,但还是建议包含一个地回路,用于在装置之间的电压差太大时提供保护。现在噪声信号相对于有用信号以共模的形式注入,会被输入电路的共模抵制功能所衰减。这种共模信号可以高达电路的工作极限——通常达几伏。
· 从电气上隔离接口。这涉及到将直接电气连接全部断开,通过其它方式传送信号,比如放大器、光耦或光纤链路。这种方法允许装置在几百伏甚至更高的噪声环境中正常通信,可忍受的噪声大小取决于隔离的额定电压。从另一方面看,这种方法有助于在用其它方法无法消除的相对适量的噪声环境中实现低电平交流信号的传输。       
 
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