目次
- 为什么要接地?
- 什么是电源类别?
- 输入接地
- 输出接地(请登录或注册)
- 结论(请登录或注册)
为什么要接地?
![Electric current effects and safety classes](https://g.recomcdn.com/media/CMSImage/imageWebp/.fW3Z3BCZ/CMSImage-5725.webp)
![Electrical ground symbols: Signal, Chassis, Earth](https://g.recomcdn.com/media/CMSImage/imageWebp/.fB7BKCCZ/CMSImage-5728.webp)
如果电源接地,则接地连接会用一个标准化符号表示。由于接地电位的功能略有不同,接地符号有三种类型(图 1):
信号地: 电路内电流的返回路径或零电压连接点。信号地不一定要与机壳地或接地连接,但可以连接。
机壳地: 连接到设备金属机壳或外壳的单一接地点。机壳地的作用是收集任何杂散或感应电压,并将其返回到接地电位(屏蔽功能),但也可以连接到大地以防止电击(接地功能)。重要的是,机壳地和大地接地应在单一接地点相连,否则可能会导致电流通过机壳从电路的一端流到另一端,形成接地环路。接地环路可能会导致不必要的电气噪声,损害电路性能并对电磁兼容性 (EMC)抗扰度产生不利影响。
大地接地: 也称为保护接地 (PE) 连接,连接回电源连接器中的接地引脚,形成针对任何泄漏或故障电流的安全低阻抗路径。本白皮书中,“大地”和“接地”可互换使用。
什么是电源类别?
如果电源具有充分绝缘,可以避免接触电源的人触电,或使用安全超低电压 (SELV),则不一定需要将电源接地。令人困惑的是,类别系统分为 I 类、II 类或 III 类,或分为 1 类或 2 类,具体取决于使用的标准:
国际电工委员会 (IEC) 的电路分类为:
![Grounded electrical circuit symbol for earth](https://g.recomcdn.com/media/CMSImage/imageWebp/.fAdrMCCZ/CMSImage-5732.webp)
I 类设备
![Black square frame](https://g.recomcdn.com/media/CMSImage/imageWebp/.fRdSXCCZ/CMSImage-5735.webp)
II 类设备
使用双重或增强绝缘,无需接地金属外壳,无暴露的危险电压(非导电外壳)。不需要 PE 连接,但可以使用滤波器接地连接(功能接地而非保护接地)。
注意:如果 AC/DC 电源为符合 EMC 法规标准而配有滤波器接地 (FG) 连接,但若无需接地来防止电击,则仍然可以归类为 II 类电源。
![Resistor symbol on white background](https://g.recomcdn.com/media/CMSImage/imageWebp/.fZPtOCCZ/CMSImage-5738.webp)
III 类设备
由 SELV 电源供电,并且内部不会产生危险电压,因此只需要功能绝缘。可以使用功能接地,但不允许连接到 PE(通过电源没有返回路径接地)。
美国国家电气规范 (NEC) 分类系统也使用类似的“类别”系统来表示不同的防护等级,但使用阿拉伯数字来表示对过度能量耗散(火灾危险)的防护等级。
NEC 电路分类如下:
- 1 类电路:功率限制 <1kVA 且输出电压<30VAC
- 2 类电路:功率限制 <100VA,输入电压 <600VAC 且输出电压 <42.5VAC
- 3 类电路:功率限制 <100VA,输入电压 <600VAC 且输出电压 <100VAC;需要额外的防电击保护措施。
因此,如有人谈论“二类”电源,请务必确定使用的是 IEC 还是 NEC 定义。
输入接地
![Electrical wires connected to a terminal](https://g.recomcdn.com/media/CMSImage/imageWebp/.fzJPPCCZ/CMSImage-5742.webp)
接地端子旁边是外壳接地点,也标有接地符号。
图 3 显示了使用保护接地连接来确保安全同时进行噪声滤波的 I 类电源:
图 4 显示了一个典型的 AC/DC I 类开关转换器简化框图。开关级会产生电气噪声(红色部分),这种噪声会传导回输入端,并通过隔离变压器耦合电容传导至输出端。噪声滤波路径(蓝色部分)使用 C2、C3、C5 和 C6 将干扰引导至低阻抗地。
输出端的电容耦合噪声通过电容器 C4“短路”回开关,从而闭合环路。C4 放置在隔离屏障两侧,因此其额定隔离耐受电压必须满足要求(典型值为 4 kV),并且必须为 Y 型电容器。C1 是主电源额定 X 电容,C2、C3、C5 和 C6 均为 Y 电容。有关 Y 电容和 X 电容之间的区别,请参阅RECOM《AC/DC 知识手册》。