接地设计中的“决堤效应”

作者： norman，文章来源： EMC密码微信公众号

水库（图1），是“拦洪蓄水和调节水流的水利工程建筑物，它是指在山沟或河流的狭口处建造拦河坝形成的人工湖泊。水库建成后，可起防洪、蓄水、灌溉等作用。水库中用来截河拦水的堤堰是大坝，它是水库中关键的建筑物。

内容

水漫过堤顶后逐步带走了筑堤的泥土，然后堤身变薄变软，挡不住上游的水，堤垮了水往下流奔腾而出就叫决堤。出现决堤就要发生洪水，处在下游家园都要被水淹没、冲垮。水库一般是不允许出现决堤现象的，一旦出现就是很危险的事。因此，水库至少要有两个特点：

1. 水库应该建造在水流的上游；

2. 水库的容量要足够大，并且水库的堤坝不允许决堤。

产品EMC设计中的接地是EMC设计中最重要的因素，其中，最为重要的内容是关于PCB板与壳体、参考地之间的连接。产品中的接地线犹如自然界中的水库，当外部有共模电流进入产品时，接地可将共模电流在进入PCB之前引入参考地或壳体。接地线阻抗犹如水库的容量，接地线阻抗足够低（犹如水库的容量要足够大）才可以实现PCB中没有共模电流流过，如下图2所示。

图2

如果接地线存在阻抗（引线较长 或 PCB与壳体通过电容互连），就会使共模电流经过接地线时，PCB板中的接地点电位变高，导致共模电流进一步流入PCB板。这种现象犹如水库中的水位超过堤坝，出现决堤现象，水库中的水进一步向水库的下游流动，这种现象在EMC设计中叫“决堤效应“，图3所示.。

图3

然而就像水库的储水能力永远都是有限的一样，接地线在产品实际设计时，也几乎无法做到零阻抗，于是还是会有共模电流经过接地线点后继续流向PCB板。这就需要PCB板设计与接地的配合，PCB板要能承受得住因接地阻抗而导致继续流向PCB板的共模电流，就像水库的设计与水库下流所能承受的水流能力有关。

可见，产品接地设计中必须要考虑以下两个要素：

1. PCB的接地点位置必须靠近连接器附近；

2. 接地阻抗要足够低，避免“决堤效应“。

审核编辑 黄宇