电子@@产品接地问题是一@@个老生常谈的@@话题@@，本文单讲其中一@@小部分@@，主要内容是金属外壳与电路板的@@接地问题@@。我们经常会看到一@@些系统设计中将@@PCB板的@@地@@(GND)与金属外壳@@(EGND)之间@@通常使用一@@个高压电容@@C1（1~100nF/2KV）并联一@@个大电阻@@R1（1M）连接@@。那@@么为什么这么设计呢@@？
图@@ 1 原理图@@示意@@
图@@ 2 实际@@ PCB
一@@、电容的@@作用@@
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@@。
电容是通交流阻直流的@@@@。假设机壳良好连接@@大地@@，从@@电磁抗扰度@@角度@@@@，该电容能够抑制高频干扰源和电路之间@@的@@动态共模电压@@；从@@EMI角度@@，电容形成了高频路径@@，电路板内部@@产生的@@高频干扰会经电容流入机壳进@@入大地@@，避免了高频干扰形成的@@天线辐射@@。另一@@种情况@@，假设机壳没有可靠接大地@@（如没有地线@@@@，接地棒环境干燥@@），则外壳电势可能不稳定或@@有静电@@，如果电路板直接接外壳@@，就会打@@坏电路板芯片@@，加入电容@@，能把低频高压@@、静电等隔离起来@@，保护电路板@@。这个并联电容应该用@@Y电容或@@高压薄膜电容@@，容值在@@1nF~100nF之间@@。
二@@、电阻的@@作用@@
这个电阻可以防止@@ESD（静电释放@@）对@@电路板的@@损坏@@。假如只用电容连接@@电路板地和机壳地@@，则电路板是一@@个浮地@@系统@@。做@@ESD测试时@@，或@@在复杂电场环境中使用@@，打@@（进@@）入电路板的@@电荷无处释放@@，会逐渐累积@@；累积到一@@定程度@@，超过了电路板和机壳之间@@的@@绝缘最薄弱处所能耐受的@@电压@@，就会发生放电@@——在几纳秒内@@，PCB上产生数十到数百@@A的@@电流@@，会让电路因电磁脉冲宕机@@，或@@者损坏放电处附近连接@@的@@元器件@@。并联该电阻@@，就可以慢慢释放掉这个电荷@@，消除高压@@。根据@@IEC61000的@@ESD测试标准@@10s/次@@（10s放完@@2kV高压电荷@@），一@@般选择@@1M~2M的@@电阻@@。如果机壳有高压静电@@，则该大电阻也能有效降低电流@@，不会损坏电路芯片@@。
三@@、需要注意的@@问题点@@
1、如果设备@@外壳良好接大地@@，那@@PCB应该也与外壳良好的@@单点接地@@，这个时候工频干扰会通过外壳接地消除@@，对@@PCB也不会产生干扰@@；
2、如果设备@@使用的@@场合可能存在安全问题时@@，那@@必须将设备@@外壳良好接地@@；
3、为了取得更好效果@@，建议是设备@@外壳尽量良好接地@@，PCB与外壳单点良好接地@@；当然如果外壳没有良好接地@@，那@@还不如把@@PCB浮地@@，即不与外壳连接@@@@，因为@@PCB与大地如果是隔离的@@@@（所谓浮地@@@@），工频干扰回路阻抗极大@@，反而不会对@@@@PCB产生什么干扰@@；；
4、多个设备@@之间@@需要互相连接@@的@@时候@@，尽量是每个设备@@外壳都与大地在单点良好接地@@，每个设备@@内部@@@@PCB与各自外壳单点接地@@；
5、但是@@如果多个设备@@互相连接@@时候@@，设备@@外壳没有良好接地@@，那@@就不如浮地@@@@，内部@@PCB不与外壳接地@@；
6、机壳地可能并不是可靠的@@接地@@，如配电网@@中不符合安规@@，没有地线@@；接地棒周围土壤太干燥@@，接地螺栓生锈或@@松动@@。
7、环境是存在电磁干扰@@的@@@@，工作环境中有大功率变压器@@、大功率电机@@、电磁电炉@@、高压电网@@谐波等@@。
8、PCB内部@@是会产生高频噪声的@@@@，如高频开关管@@、二@@极管@@、储能电感@@、高频变压器等@@。
这些干扰因素都会导致@@PCB的@@信号地和机壳的@@电势波动@@（同时含有高频低频成分@@），或@@者二@@者之间@@存在静电@@，所以对@@它们良好可靠的@@接地处理是必要的@@@@，也是产品安规要求的@@@@。
最后期待小伙伴们针对@@本文所述问题留言@@，发表自己独到的@@见解@@。
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