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[導(dǎo)讀]很多人都知道,當(dāng)有高低電壓的時(shí)候,一般是不允許共地的,而是需要隔離開(kāi),比如我們常用的開(kāi)關(guān)電源,它的輸入是220VAC,輸出5VDC,其中的變壓器既是降壓,也起隔離作用。一

很多人都知道,當(dāng)有高低電壓的時(shí)候,一般是不允許共地的,而是需要隔離開(kāi),比如我們常用的開(kāi)關(guān)電源,它的輸入是220VAC,輸出5VDC,其中的變壓器既是降壓,也起隔離作用。

一般的講,電壓越高,隔離的距離越遠(yuǎn),有些因?yàn)轶w積版面考慮,不能做遠(yuǎn)的,采用割空PCB方式,加大間距,這個(gè)的原因是PCB的材料一般是FR4材料,介電常數(shù)在4.2附近,也就是說(shuō),隔空的1mm,等于PCB的4.2mm,所以效果明顯。

高低壓一般為什么不能共地,若共地會(huì)如何,我們接下來(lái)建立一個(gè)模型來(lái)分析:

 

 

上圖是不共地情況下,左邊高壓的正負(fù)端集聚正負(fù)電荷,根據(jù)電子學(xué)基礎(chǔ)理論庫(kù)倫定律,

對(duì)低壓的正負(fù)兩端的作用如上圖,可以看出,當(dāng)兩者距離越遠(yuǎn),可以基本上認(rèn)為高壓的正負(fù)端電荷對(duì)低壓的正負(fù)端作用力基本上抵消了,只產(chǎn)生微弱的共模干擾,而這個(gè)干擾,是共模的,越遠(yuǎn),越少,所以可以基本上認(rèn)為沒(méi)有影響。

 

 

上圖為共地,當(dāng)把高低壓的負(fù)端共地連接之后,負(fù)端我們?cè)O(shè)為地端,注意這個(gè)地端是虛地,跟大地是不連接的,只是一個(gè)參考的公共端。對(duì)低壓的正端來(lái)說(shuō),因?yàn)榈蛪罕旧硎且粋€(gè)電壓源,不受地端如何連接,低壓的正端相對(duì)于地端的電壓是不會(huì)變的,所以沒(méi)有影響。那么我們可以看到,只剩下高壓的正端對(duì)低壓的影響,而這個(gè)影響是單端的差模,因?yàn)闆](méi)有了之前的高壓的負(fù)端的負(fù)作用,所以影響比較明顯。并且,一般的講,高壓端的電壓若有波動(dòng)的時(shí)候,那就對(duì)低壓的電壓也會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)。

共地,本質(zhì)上就是把原來(lái)的共模干擾,變成了差模干擾,所以干擾放大了很多。

在有高低壓布線(xiàn)的時(shí)候,一定要注意兩者的區(qū)別,比如開(kāi)關(guān)電源的初級(jí),用UC3842之類(lèi)的電路,因?yàn)槌跫?jí)就存在高低壓布線(xiàn)問(wèn)題,UC3842的供電在10多伏,而它驅(qū)動(dòng)的功率管電壓瞬間可以達(dá)到500V,并且他們兩者是共地的,所以一般建議他們的共地采用單點(diǎn)接地,同時(shí)低壓的跟高壓的布板不要挨得很近,尤其是TOPSWITCH三端電源芯片,對(duì)共地有嚴(yán)格的要求。一是布板器件擺放的合理性,二是單點(diǎn)接地。還有一點(diǎn),在有幾百伏高壓的開(kāi)關(guān)電源初級(jí),一般建議用專(zhuān)用的電源類(lèi)IC,而不是采用MCU之類(lèi)的驅(qū)動(dòng)器來(lái)代替專(zhuān)用IC,因?yàn)镸CU類(lèi)的抗干擾能力差,容易跑飛了,若要用,一般要用光耦隔離再驅(qū)動(dòng),若非要共地,一般建議加屏蔽罩,并且電源等地方的抗干擾一定要處理好。

有網(wǎng)友提到家用電網(wǎng)有火線(xiàn)問(wèn)題,因?yàn)榘踩裕枰綦x,本文沒(méi)有討論安全性問(wèn)題,只是把這個(gè)高低壓共地干擾問(wèn)題分析透,主要用于PCB布線(xiàn)等,提高抗干擾能力。

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