電子設計 - 優れたPCB設計エンジニアはこの「地」をかじるべきだ

「地面」は電子技術において非常に重要な概念である。PCBの設計過程では、デジタル接地、アナログ接地、信号接地など、さまざまな接地に遭遇します。この記事では、スイッチング電源のさまざまな「接地」を理解してみてはいかがでしょうか。

「土地」の概念

「グラウンド」の古典的な定義は、「回路またはシステムの参照として使用される等電位点または平面」である

「地球」の象徴

理想的には、接地線はゼロ電位とゼロインピーダンスを持つ物理実体でなければならない。実際の配線では、PCBアース上にインピーダンス成分と、分布容量とインダクタンスからなるインピーダンス成分とがある。また、アース線と電源（電源、信号源）は1つの回路を形成している。この回路の電界は外部電磁場の無線周波数電流を誘起し、これは通常「ノイズ」と呼ばれ、EMI問題を引き起こす。

スイッチング電源の実際の配線過程における「接地」への配慮

一般的な規定

。実際の用途に応じて、まず地線のタイプを区別し、次に異なる接地方法を選択します。

。接地方式にかかわらず、「低インピーダンス、低ノイズ」の原則を守らなければならない。

スイッチング電源における「接地」の分類

1.直流接地

直流回路は「接地」し、ゼロ電位基準点。

2.交換場所

交流電力の中性線であり、この接地は通常騒音の発生する接地であり、大地と区別されるべきである。

3.模擬接地

各種アナログ信号のゼロ電位。

4.デジタル接地：

論理的にも呼ばれ、デジタル回路の各種スイッチ（デジタル）信号のゼロ電位である。

5.熱接地

スイッチング電源には周波数変圧器を使用する必要はありません。そのスイッチング回路の「地」は市電電力網と関係があり、いわゆる「熱地」であり、市電電力網は帯電しています。

6.寒さ：

スイッチング電源の高周波変圧器は入力端と出力端を分離するため、フィードバック回路は通常フォトカプラを使用するため、フィードバック信号を送信するだけでなく、両側の「地」を分離することもできます。だから出力端の地は「冷地」と呼ばれ、帯電しているわけではありません。

7.電源接地

大電流ネットワーク装置、電力電子装置、磁気装置のゼロ電位基準点。

8.信号接地

一般的には変化信号を誘導する接地線を指す。

9.セキュリティ

接地点の回路を提供して、感電リスクを防止します。

10.シールド接地

相互接続ケーブルとホストフレームに0 V参照または電磁シールドを提供し、静電誘導と磁場誘導を防止します。

11.システム

システム全体のアナログ信号とデジタル信号の共通参照点。

12.フロート

接地しない場合は、回路の1つの分岐を0 V参照として使用する。

アース方式

1.単一点接地

これは、接地回路間の相互干渉を低減するために、すべての回路の接地線が共通接地線の同じ点に接続されていることを意味する。

異なるサブシステムにおける電流とRF電流が同じリターン経路を通過することを防止し、相互コモンモードノイズ結合を回避することができる。

。異なるシステムの特徴に応じて、直列単点接地と並列単点接地線を選択することができる。

2.多点接地

システムにおける回路の各部付近の接地を指す。

3.混合接地

・単点接地と多点接地の総合的な応用を結合する。一般に、単点接地に加えて、いくつかのインダクタまたはコンデンサによって多点接地が行われる。それはインダクタンスと容量が異なる周波数で異なるインピーダンスを持つ特性を利用した。アースシステムは異なる周波数で異なる接地構造を持ち、主に混合周波数で動作する回路システムに適している。

。アナログ回路の地とデジタル回路の地と、それらの最適な共通接続点を区別することに注意してください。

注意：低周波回路の中で、信号の動作周波数は1 MHzより小さく、PCB配線と設備の間のインダクタンスの影響は大きくなく、接地回路に形成された環流は干渉に与える影響が大きく、単点接地を採用すべきである。信号の動作周波数が10 MHzより大きいと、接地インピーダンスが非常に大きくなります。この場合、接地インピーダンスをできるだけ低くし、最も近い複数の点を用いて接地しなければならない。動作周波数が1 ~ 10 MHzの間である場合、単点接地を使用する場合、接地線の長さは波長の1/20を超えてはならない。そうでなければ、多点接地を使用しなければならない。