电磁兼容电路设计中元器件的接地问题
中心议题：
- 介绍电子线路中接地的概念
- 介绍开关电源通过地线（公共端）产生干扰的原因
- 介绍减轻开关电源EMI问题的方法
- 先要对电路进行屏蔽，把电路安装在一个屏蔽盒中
- 同时还要对上述带电地线或其它输入输出线进行隔离
- 隔离的方法是在地线或其它输入输出线之间串联共模抑制电感
- Y电容和共模抑制电感尽量靠近电源的输入端
- 共模抑制电感要尽量靠近Y电容，而Y电容还要尽量靠近与大地连接的地线
有网友在电子元件技术网我担任专家的论坛里提问：很多人都认为，在电磁兼容电路设计中元器件的接地问题很重要，请问如何接地最好？
下面是我就该问题的回答：
首先我们应该弄清楚“地”的概念。很多人都把电子线路中电源的负极或正极当成“地”，在很多电子书籍中也都是这么写的，因此，很多人在画电子原理图的时候，都把元件与电源负极（或正极）连接的一端画成一个接地的符号，我们不能说这中画法不对，但如果我们真的把这个接地符号看成是接“地”那就是大错特错了。我认为，把这个接地符号看成是公共连接端是正确的，但把它当成真正的“地”那就错了。
由于我们所接触到的一切物体都是来自地球，那么当我们把这些物体与地球分离之后，只要我们没有让这些物体另外带电之前，我们都认为这些物体是与地球同电位的，如果我们把地球看成是0电位，则这这些物体也是0电位，即不带电。（——实际上地球对于宇宙中的绝对0电位来说还是带电的，带负电）。既然电源有正、负极之分，那么，电源的正极就是带正电，而电源的负极就是带负电，所以电源的正极或负极都不能算为“地”，而电源真正不带电的地方（0电位）应该是电源的中心抽头处。
这个与地球同电位，但又没有用导体与地球相连接的地方，我们就把它称为“浮地”。这样电源的中心抽头处或带电电容器的中心处都可以成为“浮地”。
既然电源的正极对大地带电，那么可以测量吗？能！不过电源正极带电与地球带电，都属于静电，用验电器就可以测量。当两个带电物体互相接触的时候，它们之间所带的电荷就会互相放电或充电，即：带正电者放电，带负电者被充电，直到两个物体的电位完全相等为止，它们之间才停止充放电。因此，从两个带电物体互相充放电的原理，我还可以把带电物体看成是一个电容。但这里的电容与电容器完全是两回事，这里的电容带电时，其电位的高低是相对于无限远处（绝对0电位处）而言，而电容器带电，则是电容器的一个电极相对于另一个电极而言。
因此，物体带电就相当于电容带电，物体的体积越大在相同电位之下，所带的电荷就越多，所以其电容就越大。由于带电电容的电场方向是指向无限远处，同时也指向地球，因此，带电物体的电场会对周围物体产生电场感应。当物体的电位在不断地变化时，通过电场感应，周边物体的电荷分布也会产生改变，这相当于电容充放电；而当电荷改变分布时又会在导体中产生电流，电流又会产生磁场，所以交变电磁场总是同时存在的。
明白这个道理之后，我们再来看开关电源是怎样通过地线（公共端）产生干扰的。我们先看开关变压器的次级，一般，开关变压器次级的一端都接地（电源负极），而另一端则接整流二极管。当整流二极管有电压输出时，开关变压器次级接整流二极管正极的一端电压为正，而接公共端的一端为负，由于开关变压器次级的“浮地”是在开关变压器次级线圈的中间抽头处，由此可知，此时开关电源的地线（公共端）对大地来说，不是0电位，而是负电位；当开关变压器次级输出电压的极性改变时，地线（公共端）带电的极性也要改变。
由此可知，开关电源输出电压的负极不是“地”线，它是一根带电的导体，或相当于一个被来回充放电的电容。它与大地之间有电位差，电位差的大小正好等于开关变压器次级输出电压的二分之一。这个分析结果很容易用仪表进行测量，例如用示波器的探头（信号输入端）连接开关变压器次级的地（负极），而示波器探头的接地端与大地连接，很容易就可以看到干扰信号的存在。其中也有50周的干扰信号（幅度很高），这是通过电源线传导进来的。
既然开关电源输出电压的负极是带电的，那么与它相连的其它电路也都全部带电。只要物体带电，它就会对周围电路以及电子设备产生电磁感应，即产生干扰（传导干扰或辐射干扰）。为了减少本机对其它机器的干扰，首先要对电路进行屏蔽，把电路安装在一个屏蔽盒之中，同时还要对上述带电地线或其它输入输出线进行隔离。隔离的方法就是在地线或其它输入输出线之间串联电感，这个电感称为共模抑制电感，共模抑制电感的一端与机器中的地线（公共端）相连，另一端与一个Y电容相连，Y电容的另一端与大地相连。这是抑制传导干扰的最有效方法。
特别值得注意的是，共模抑制电感与Y电容的连接位置。Y电容和共模抑制电感尽量靠近电源的输入端，即电源插座的位置，并且共模抑制电感要尽量靠近Y电容，而Y电容还要尽量靠近与大地连接的地线（三心电源线的地线），这对EMI抑制才有效。
请指正！
陶显芳 2009-2-24
关键字：电磁干扰 开关电源 EMI 本文链接：http://www.cntronics.com/public/art/artinfo/id/80001514
