PCB地線與產(chǎn)品金屬外殼的連接方法探究

經(jīng)常看到有小伙伴在群里問：PCB板子的地和產(chǎn)品金屬外殼的如何連接？

今天分享一篇網(wǎng)上的文章。

注意做如下處理：

1、金屬外殼接大地（GND_EARTH），與系統(tǒng)的GND保持的間隙gap至少為2mm；

2、?關(guān)于金屬地的處理，如下：

外殼地和信號地之間串接1M電阻，并且還接一個0.01uf的電容到信號地

一、電容的作用

從EMS（電磁抗擾度）角度說，這個電容是在假設(shè)PE良好連接大地的前提下，降低可能存在的，以大地電平為參考的高頻干擾型號對電路的影響，是為了抑制電路和干擾源之間瞬態(tài)共模壓差的。其實GND直連PE是最好的，但是，直連可能不可操作或者不安全，例如，220V交流電過整流橋之后產(chǎn)生的GND是不可以連接PE的，所以就弄個低頻過不去，高頻能過去的路徑。從EMI（電磁干擾）角度說，如果有與PE相連的金屬外殼，有這個高頻路徑，也能夠避免高頻信號輻射出來。

電容是通交流阻直流的。假設(shè)機(jī)殼良好連接大地，從電磁抗擾度角度，該電容能夠抑制高頻干擾源和電路之間的動態(tài)共模電壓；從EMI角度，電容形成了高頻路徑，電路板內(nèi)部產(chǎn)生的高頻干擾會經(jīng)電容流入機(jī)殼進(jìn)入大地，避免了高頻干擾形成的天線輻射。另一種情況，假設(shè)機(jī)殼沒有可靠接大地（如沒有地線，接地棒環(huán)境干燥），則外殼電勢可能不穩(wěn)定或有靜電，如果電路板直接接外殼，就會打壞電路板芯片，加入電容，能把低頻高壓、靜電等隔離起來，保護(hù)電路板。這個并聯(lián)電容應(yīng)該用Y電容或高壓薄膜電容，容值在1nF~100nF之間。

總結(jié)：

1、從EMS角度，抑制電路和干擾源之間的瞬態(tài)工模壓差；

2、從EMI角度，電容形成了高頻路徑，電路板內(nèi)部產(chǎn)生的高頻干擾會經(jīng)過電容流入機(jī)殼進(jìn)入大地；

二、電阻的作用

這個電阻可以防止ESD（靜電釋放）對電路板的損壞。假如只用電容連接電路板地和機(jī)殼地，則電路板是一個浮地系統(tǒng)。做ESD測試時，或在復(fù)雜電場環(huán)境中使用，打（進(jìn)）入電路板的電荷無處釋放，會逐漸累積；累積到一定程度，超過了電路板和機(jī)殼之間的絕緣最薄弱處所能耐受的電壓，就會發(fā)生放電——在幾納秒內(nèi)，PCB上產(chǎn)生數(shù)十到數(shù)百A的電流，會讓電路因電磁脈沖宕機(jī)，或者損壞放電處附近連接的元器件。并聯(lián)該電阻，就可以慢慢釋放掉這個電荷，消除高壓。根據(jù)IEC61000的ESD測試標(biāo)準(zhǔn)10s/次（10s放完2kV高壓電荷），一般選擇1M~2M的電阻。如果機(jī)殼有高壓靜電，則該大電阻也能有效降低電流，不會損壞電路芯片。

安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的二類產(chǎn)品的漏電流為0.25mA. 人體漏電流超過0.5mA,就會感覺到顫抖；220V/0.25mA=880k,所以我們常取值1M。

總結(jié)：

慢慢釋放電路板累計的電荷，消除靜電高壓；

最后留一個問題：外殼有金屬與非金屬之分，那么當(dāng)外殼是非金屬時，整機(jī)的地是如何處理的呢？

審核編輯：黃飛

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