PCB地与机壳电容连接 转

…衆ロ難τιáo~ 提交于 2019-12-08 11:06:01

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PCB的地与机壳(连接大地)为什么用阻容连接?只用电容是否可以?

PCB板卡置于金属机壳中,机壳一般接大地。PCB的GND与机壳之间经常使用一个电容(0.01uF/1KV)并联一个电阻(1M)连接。请教一下:
(1)这么连接据说是为了做ESD保护,具体原理是什么?
(2)有些机器只用电容,没有1M电阻,两者有何区别?
 
作者:卢贤资
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1. 电容是干啥用的
从EMS(电磁抗扰度)角度说,这个电容是在假设PE良好连接大地的前提下,降低可能存在的,以大地电平为参考的高频干扰型号对电路的影响,是为了抑制电路和干扰源之间瞬态共模压差的。其实GND直连PE是最好的,但是,直连可能不可操作或者不安全,例如,220V交流电过整流桥之后产生的GND是不可以连接PE的,所以就弄个低频过不去,高频能过去的路径。从EMI(电磁干扰)角度说,如果有与PE相连的金属外壳,有这个高频路径,也能够避免高频信号辐射出来。
2. 1M电阻是干啥用的
这是对付ESD(静电放电)测试用的。因为这种用电容连接PE和GND的系统(浮地系统),在做ESD测试的时候,打入被测电路的电荷无处释放,会逐渐累积,抬升或降低GND相对与PE的电平,累积到一定程度,超过了PE和电路之间的绝缘最薄弱处所能耐受的电压范围,GND和PE之间就会放电,几个纳秒间,在PCB上的产生数十到数百安培的电流,这足以让任何电路因EMP(电磁脉冲)宕机,或者是让PE与电路之间绝缘最薄弱处所在信号连接的器件损坏。但是刚才说了,有时候又不能直接连接PE和GND,那么就用一个1~2M的电阻去慢慢释放这个电荷,以消除二者间的压差。当然1~2M这个数值是根据ESD测试标准选择的,因为IEC61000里面规定最高的重复次数只有10次/秒,如果你搞个1000次/秒的非标ESD放电,那么1~2M的电阻我觉得是不能释放掉累积的电荷的。
3. 题主给的这个电容值太大,一般在1nF左右比较合适
如果答主在变频器、伺服驱动器这样8~16kHz开关频率的工业设备上用这么大的电容值,那么,用户摸外壳会有触电的风险的。一般选到这么大,都是电路其他地方设计不合格,为了对付EMC测试,只好把这个电容加大的。

最后废话一下这个PE,那就是,PE不可靠!PE不可靠!PE不可靠!因为很多国内的客户根本不会给你接上有效的PE,也就是说,你根本无法依靠PE来提升EMS或降低EMI的指标。其实这也不能全怪客户,是因为他们的车间、厂房、办公室根本就没按照电工标准来修,压根就是没有接地线的!所以,我明白PE不可靠以后,就使用一些技巧让电路能够硬抗过EMS测试。
 
 

谢邀,懒癌晚期菜鸟划水试答。

具体情况具体分析,多数情况下,PE(机壳)和GND直连是不行的。
多见的系统是浮地,机壳连PE,PCBA不连PE,这样机壳就是个很好的法拉第笼,有效屏蔽外界。

1M电阻的高阻接地方式,往往是为了在提供EMC保护的同时或者说不影响防护效果的同时限制故障电流,印象中1M是根据人体模型得到的结果。比如内部挂了,GND连到高压上的故障,有这个1M,通过的电流不会伤害人体。

而电容,就是靠它泄放干扰,系统的高频噪声汇聚到GND,通过它流到PE,从而得到抑制。同时,电容的高直流阻可以保证前面的屏蔽效果,类似于隔直通交。
而且最好是安规电容,GND和PE间选用Y电容。



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