原创 【基础知识】“浮地”技术及其作用

2006-11-21 14:44 5118 2 2 分类: 模拟

请问何为“浮地”?
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请问何为“浮地”?

系统说如果用户现场没有良好接地的情况下,应使控制器处于浮地状态。请问何为“浮地”?在这种情况下,有多个设备连接时地应该如何处理?

这里说的“浮地”就是控制器不接大地

我想说明何时与如何接地:
1,干扰需要一定能量,当控制器彻底与大地隔离(浮地)时,工频干扰回路阻抗极大,流过控制器及其内部的干扰电流极小,不足以干扰倥制器。
2,当控制器外壳与大地完好连接,由于控制器与大地等电位,工频干扰电流被控制器外壳接地点所旁路,无法进入控制器内部,从而也无法干扰。
3,当控制器外壳与大地处于上述两者之间时,就会有工频干扰
4,如果控制器的使用可能存在安全问题时,外壳必须很好接地
5,多个设备的理想接地是尽量一点接大地,以避免设备间地线干扰
6,有时具体问题需具体分析。

如果几个设备互连,又无法良好接地,那么它们最好都浮地,其实这一点不太现实,在实际应用中,供电和驱动很可能用到工频电网,工频泄漏是必然的(假设绝缘阻抗100M欧,380VAC电压,就有5.373uA峰值漏电流流过控制器,在MOS器件的控制器中,有的器件本身工作电流只有0.1uA)。

所以,一般情况下,控制器外壳最好良好接地。

如果你的确能做到所有设备与工频隔离(浮地),如果,你的设备间没有较大的电流(这里可称信号地电流)或你的设备间信号地阻抗很小,那么,你的多个设备信号地可直接互连。否则,你的设备间信号传递需要加隔离(如光电,变压器,机械,等)。

控制器内部电气或电子部分是否需要与外壳一点接地呢?

当外壳与内部电路间完全浮地时,由于它们间仍存在电容藕合效应,
外壳与内部电路间仍将存在工频漏电流。这时:
1,当你的电路要求还不是很高时,可以不管
2,当你的电路要求很高时,就必须将内部电路与外壳一点接地,同时,千万注意,同时,必须将外壳良好接大地。
3,为防止内部电路与外壳一点连接时,内部输出万一碰外壳而造成短路(如电源设备),内部电路与外壳间用容量足够大的电容相连,这样,对工频干扰来说,内部与外壳间是等电位的,对直流输出来说,是隔离的。
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地浮就是"对地浮置",悬浮接地,是为了克服共模干扰(CMR)的措施.

好多地方要用浮地,比如在DVM的输入端(包括A/D转换部分)就是使用浮地.就是该点电位与地相同,为0电位.但是该点又不是直接和地相连.是通过电路制造出的某个对地电位为零的点.这里的"地"也可以认为是公共端.这个"地"与实际的地间存在阻抗,而且阻抗-->无穷,为的就是克服共摸干扰.

比如一个极普通的例子:在同轴电缆屏蔽层两端不在同一点接地,则由于两接地点不在同一位置而造成他们之间有电压差存在,就是共摸干扰电压.这相当于形成一干扰源串在信号源上,既由共模干扰转化为实际发生作用的串模干扰.共模抑制比CMRR就定义为: CMRR="20log" Vcm/Vsm,Vcm和Vsm分别为共摸干扰电压和其转化为相应的串摸干扰电压.而此串模干扰电压与电缆输出端(即信号源对面的那一端)屏蔽层对地电阻有关. 如果此阻抗-->无穷,CMRR就可达到很大,所以我们可以在电缆外再加一接地的屏蔽层,而电缆本身的屏蔽层接在浮地(0电位点).而在信号源端,两屏蔽层是接在一起的.即在电缆输出端屏蔽层对地电阻=0电位点与地间的电阻.

另外,在高保真的电子管放大器中,多采用一点接地,目的也是为了克服这种干扰,其道理大同小异.

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