設備是采用直流電源供電的設備,金屬外殼,無電池,金屬外殼沒有與大地連接,相當于金屬外殼是一個浮空的金屬罩在那里,想請問下內部電路板的負極GND(即電源的負極),是否需要與金屬外殼連接?為什么?
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這是對地線知識不了解的緣故,去看看地線知識。uj5u.com熱心網友回復:
金屬外殼正常情況下出于安全考慮是需要將外殼接入大地,這樣可以防止觸電或者ESD干擾到PCB,但這個產品比較特殊,外殼無法拉地線到大地,電源的輸入也是配接器供電,無地線,所以這里討論的“地”,實為PCB的GND。其實主要是考慮ESD問題,觸電倒不擔心(直流低壓輸入)。如果外殼不接PCB的GND,存在一個問題,就是金屬外殼是浮空的,累積的靜電無處釋放,累積到一定量會對PCB產生電弧放電,或者即便我將PCB與外殼的距離拉遠,讓其不足以產生電弧放電,但也擔心其產生的靜電場對PCB信號造成EMI干擾,這是我擔心的問題。但是如果外殼接了PCB的GND,那么ESD就等于直接放電到PCB的GND上,這樣會造成其負極電位被拉高,同樣會導致PCB作業例外。所以一時不知道如何處理了。還請大俠指點下,感謝!
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那就把配接器和設備拼在一起,配接器不是要接市電?那就有了地了。uj5u.com熱心網友回復:
1:電池供電的比如手機、平板、早期的隨身聽、收音機等,電池供電不需要外檢電源,如果有金屬外殼就需要將電池與外殼連接(一般是電池負極)。這樣外殼和設備的電路是等電勢體,能提高抗干擾,避免靜電損壞設備。2:兩線供電的家電設備(火線零線2線,無地線)。這種設備內部有個AC/DC 的電源(早期有的彩電用AC/DC非隔離電源)。這種設備金屬殼接地的形式比較多。
3:帶地線的交流供電設備,外殼接地是必須的。
外殼接地也有幾種。
1:將PCB板子的GND與外殼 《0 電阻》 連接。
2:將PCB板子的GND與外殼 《大電阻》 連接。
3:將PCB板子的GND與外殼 《小電容》 連接。
4:將PCB板子的GND與外殼 《小電容/大電阻》并聯 連接。
小電容 1000pF/3000V, 大電阻 大于1M歐姆的電阻(大于1W)。大電阻是考慮人體觸電安全。電容是提供交流地抗干擾。
電池供電的設備,多數采用 1 方式接地。
220V 兩線供電的設備,1、2、3、4 這幾種接地情況都有,4 方式接地比較多,主要考慮安全。AC/DC 隔離的電源,1、2、4都常見,為安全不建議采用 1.
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@ qq_708907433 多謝指點!但還有些疑問:
1. 您說的兩線供電設備,供電采用隔離電源的,選用1/2/4方案,您這里說的“設備”,其金屬外殼也是浮空沒有接大地的是吧?
2. 建議使用2/4方案,而不建議使用1方案,是否因為ESD放電通過0R電阻,能瞬間將負極電位抬升嗎?而2/4方案用大電阻則起到緩沖作用,對負極電位波動小嗎?
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另外有一個問題沒有明白,靜電電壓是以大地為參考的,所以靜電的泄放路徑應該是哪里到大地的阻抗低就走哪里,那么我的設備是AC/DC隔離電源輸入,即與大地也是完全隔離的,靜電累積到金屬外殼后,是不是也不會走PCB?而只會對大地形成一個靜電場,這個靜電場干擾到身處其中的PCB呢?如果外殼與PCB的GND通過電阻連接,也只會把靜電轉移到PCB而已,而不會形成電流通路了,沒有電流通路,也就不存在之前擔心的將負極電位拉高這個問題了,反而PCB上堆積的靜電會對PCB產生更大影響,不知道我分析的對不對,還望指正,謝謝。
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220V供電的,沒有地線的設備(金屬外殼是浮空沒有接大地),在安全的角度上看,沒有可靠的接地設備時不安全的。存在漏電、電人的危險。高電阻接地,是為了防止靜電造成的設備損傷。高電阻,也是為了降低人體觸電的風險。
這里說的靜電是指設備在作業、空氣摩擦、人體觸摸等產生的小電流高電壓的靜電,高電阻能有效的釋放這些靜電,使金屬殼與電路板之間變成等勢體。
若果金屬外殼浮空,在外殼表面很容易產生數千伏的高壓靜電,與電路板之間也存在較高的電勢差。會產生靜電放電的危害,會損傷電路。
ESD 放電實驗,電流小,高電阻產生的壓降也很小,不會損傷電路板。
0歐姆電阻,有利于ESD等實驗的通過。但是沒可靠的接地,是安全隱患。
說一千道一萬,安全最重要,再好的隔離電源也不能保證水、火、雷電、機械沖擊等原因產生的漏電。不接地就是危險的。
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金屬外殼與電路板之間沒有電位差就能保證電路板的安全。金屬外殼有可能在高壓鐵塔的高壓線上,這沒關系,他和電路板之間沒電勢差就行。只要PCB電路板與周圍的導體(金屬外殼)沒電勢差,不放電,不打火就不會損壞。ESD高壓怎么打都打不爛,電路板安全了,人不見的安全。uj5u.com熱心網友回復:
@ qq_708907433您的意思是,如果不考慮觸電風險,單從ESD考慮,0R電阻就更好,即外殼需要與PCB的GND要可靠連接來消除這個電勢差,避免外殼與PCB之間的放電,那這樣的話其實相當于拿著靜電槍直接對著PCB的GND打了,這樣是否會有問題呢?靜電的泄放通路在哪里呢?
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不考慮人的安全,PCB GND 0歐姆接外殼。靜電槍對GND打,考驗AC/DC的電源。靜電釋放也是看電源的隔離程度。絕緣好了靜電沒釋放通道也就不會損壞電路了。用絕緣好的隔離電源,用一個金屬殼保護電路板,沒靜電釋放通路也不要緊。
通常來說外殼接大地是最安全也是最簡便成本最低的。
我們做工業電子設備,220V+地線供電,外殼接大地,PCB GND 0歐姆接大地是最常見也很有效的一種做法。
但是用在農村,有些地方沒有地線,這些電子設備比較容易損壞。
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標籤:硬件設計
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