电子系统中用于降噪的接地，降低EMI/RFI对电子设备影响的有效策略

时间： 2024-05-11 来源：TOPPOWER（顶源科技）官网

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当接地系统中存在EMI、RFI或由焊机、变速驱动器、电器等引起的电脉冲等干扰时，它们会在中性线和接地之间产生共模噪声，可能会影响电子设备。

国家电气规范(NEC)允许安装隔离接地插座(IG)，即磁轭和接地端子之间没有连接。轭是插座后面的金属框架，用于将设备固定到出线盒上。

IG系统的理想目标是在电子设备的交流输入中提供低中性点对地电压，这可以防止噪声穿过逻辑电路并破坏处理的数据。

正确安装后，中性线到隔离地的电压（噪声）应低于中性线到金属导管的电压。

但这种接地安排中没有任何孤立的东西。隔离设备接地导体(EGC)为插座接地端子和服务设备中的中性点或单独派生系统（例如隔离变压器）的次级之间的接地故障电流提供低阻抗路径。隔离式EGC（而非导管）是电子设备的安全接地——故障电流返回源头的途径。带有纵向黄色条纹的绿色绝缘体标识了隔离的EGC。

插座的金属框架必须接地。插座的框架具有单独的接地连接，通过金属导管、绝缘（绿线）或与电路导体一起运行的裸设备接地导体，或用作EGC的其他接线方法，连接到通用接地系统。

NEC允许隔离EGC穿过多个子面板，而无需连接到接地总线。实际上，隔离EGC可能终止于噪声达到可接受水平的子面板。

图1显示了为数据处理(DP)电子设备供电的隔离接地系统。

图1. 为DP设备供电的IG系统。

金属滚道通过与服务设备外壳的连接而接地。连接到服务设备中性点的隔离EGC穿过下游配电板并终止于电子设备柜中。NEC允许使用非金属线槽配件将设备柜与包含电源导体的线槽隔离。

当电子设备制造商为设备指定隔离接地时，他们通常不会为此目的提供隔离接地端子。交流电源、机箱、机柜和零基准仅连接一个接地端子。在这种情况下，安全接地（绿色或裸线）不应连接到该接地端子。设备柜应与大地以及与安全接地接触的其他金属隔离，以保持隔离的EGC作为接地故障电流的路径。

电子设备的电源不应共用一个为噪声产生设备供电的公共分支电路。例如，从同一电路为带有电机和加热器的复印机供电会将高频噪声注入接地系统，从而扰乱电子设备的运行。如果复印机需要IG系统，因为它具有基于微处理器的电路，则应将其连接到单独的分支。更不用说为咖啡机、时钟、收音机、吸尘器、电钻和其他产生噪音的设备供电。

一个重要的事实是，IG并不总能增强设备的性能。

屏蔽隔离变压器

有时，主要服务设备与电子设备之间的距离较长，导致电子设备与电源接地之间的EGC过长。长电线将具有相对较高的阻抗，从而减少打开断路器和熔断保险丝所需的故障电流，并增加保险丝和断路器清除故障的时间。此外，回想一下噪声电流通过EGC循环，增强的阻抗将产生更大的噪声电压。

缩短EGC并减少上述影响的一种方法是在电子设备及其配电板附近安装屏蔽隔离变压器。屏蔽隔离变压器的初级和次级绕组之间具有良好的绝缘性，将中性点接地的主要服务设备排除在外，并在次级绕组处恢复接地。

将EGC连接到更近的新接地将为故障电流提供更好的返回路径并减少共模噪声。

图2显示了屏蔽隔离变压器的示意图。

图2.电子设备用屏蔽隔离变压器。

减少共模噪声的实用安排

图3显示了使用IG原理为插入电子设备（例如一组个人计算机和外围设备）供电的实用布置。这种布置应提供可接受的共模噪声抑制水平。

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