電路設計中接地的合理設計及重要性探討

摘 要：隨著我國工業水平的不斷提高，想要保證設備的正常運行，在電路設計中進行接地的設計是十分重要的。基于此，本文從選擇接地方式、減少環形輻射和高頻電路地線三個方面分析了電路設計中接地的合理設計，又對電路設計中接地的重要性進行探究，包括提升設備抗干擾能力、對地電阻的耦合效應和設備安全，為相關人員的研究提供幫助。

關鍵詞：電路設計；接地；環形輻射；耦合效應

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.23.117

0 前言

面對電路設計要求越來越高的現狀，為保證使用設備的平穩性、抗干擾性和應用性，需要對接地進行合理設計，分析其設計的重要性，強調接地設計在工業化生產中的重要地位。接地設計的有效性直接影響到電路設計的應用，與設備的正常使用緊密相連，為了讓設備能夠在復雜的電磁環境中不出現問題，應用接地設計可以很好的解決這一問題，顯示了接地設計在電路設計中的重要性。

1 電路設計中接地的合理設計

（1）選擇接地方式。為了避免電路設計中的不同元件發生沖突，減少共地電阻耦合作用，需要在進行設計前選擇合理的接地方式，確保接地單點能夠與供電電源的接地點直接連接。在電路設計中接地的合理設計中，需要對電路進行分析，通過計算對電路設計中所使用的接地方式進行選擇。例如，圖1所示的電路設計中使用了電源電壓和敏感電路信號電壓共同實現接地設計，設電源電壓為U1，敏感電路信號電壓為U2，兩個電壓之間的阻抗為Zg，對進行化簡，忽略I2作用，得到等式，由于遠大于Zg，所以得到等式，將Ug在RL2上的電壓設為Un，經整理后得到，公共阻抗和電路上的電壓有所關系，發現該接地方式會對電路設計的功能有所影響，因此不能對該接地方式進行使用。

（2）減少環形輻射。在電路設計中接地的合理設計中，為了提升電路的抗干擾性，需要將接地線和信號線之間的距離縮短，減少環形輻射對電路的影響，避免出現會對電路產生干擾的信號，提升電路設計的抗干擾能力。在接地線和電源線距離較遠的情況下，會在電路中出現近似環形的情況，這就屬于環形輻射的一種，環形輻射會對電路設計形成干擾作用，嚴重時會對電路設計造成破壞。在接地線和電源線距離較近的情況下，環形輻射的情況明顯減少，幾乎不對電路造成干擾，使得電路設計具有應用性，能夠在設備中進行正常使用。電路設計中的接地要避免產生較大面積的環路，由于環路會出現環形輻射，使得電路設計受到沖擊，在接地設計時將接地線靠近電源線進行設計，可以有效的對環形輻射進行減少，從而實現電路設計中接地的合理設計[1]。

（3）高頻電路地線。高頻電路地線設計在電路設計中必不可少，也是實現接地設計的重要環節，使用多層板設計可以有效地降低電路設計中的阻抗，實現具有合理性的接地設計。接地線的感抗與阻抗會對電路造成干擾，通過對其性質的分析，發現產生阻抗和感抗的原因是接地面積過小，我們可以通過增大接地面積的方式來對電路進行有效設計。另外，接地線的長度也會產生對電路造成干擾的阻抗，這可以通過實驗來進行表明。通過對接地線長度的改變，測量電路內的阻抗，得到相應的實驗數據，比如接地線長度為30毫米時，在50Hz頻率的環境下，阻抗測得為17.2毫歐，同等條件下100毫米接地線進行應用時，阻抗為57.4毫歐，表明接地線越長，阻抗越大。使用多層板設計方法，在保證接地面積的同時實現接地線長度的最小化，從而實現電路設計中接地的合理設計。

2 電路設計中接地的重要性

（1）提升設備抗干擾能力。在電路設計中使用合理的接地設計，可以讓使用該電路的設備具有較強的抗干擾能力，這是基于接地設計本身的優點，從維護電路穩定的基礎上實現對整個設備平穩運行的保護。接地設計為電路提供了一個等電位點或者等電位面，也可以將大地的電位作為電路的參考面，其功能都是為了保留低阻的路徑為電流回源做準備，從而將電流進行引入，對電路設計起到調控的作用，保證電路設計的穩定性，顯示了接地在電路設計中的重要性[2]。例如，A工廠生產的一款電氣設備在實際使用時出現了內部數據混亂的問題，經過技術人員的調查和分析，發現原因是接地設計不合理。由于該電氣設備處于三相四線系統中，對接地電阻的要求小于10歐姆，技術人員將其零線與外殼相連接，使用接零方法完成對該設備的接地設計。該案例顯示了接地設計對設備抗干擾能力的影響，因此在電路設計中使用合理的接地設計十分重要。

（2）對地電阻的耦合效應和設備安全。電路設計中接地的重要性還體現在對地電阻的耦合效應方面，為了保證電路不會出現劇烈震蕩的情況，需要在電路設計中對接地設計著重注意。當對地電阻的耦合效應過大時，會對整個電路造成影響，使得電路無法按照設計進行，嚴重時可能產生不可估量的后果，有可能對設備造成破壞。另外，接地設計還能保護設備的安全，為設備的耐壓絕緣性能提供保證，由于用電設備往往伴隨著大量電流的通過，一旦出現危險可能會對人的健康和生命造成影響，在電器設計中，尤其是家電的電路設計中，更需要使用接地設計來保證設備的安全。

3 結論

綜上所述，電路設計中接地的合理設計可以對設備起到良好的保護作用，實現設備抗干擾能力的提升，保證設備在使用過程中的穩定性，避免出現電路震蕩導致工作質量降低，顯示了電路設計中接地的重要性。將接地設計進行應用，讓其在電路設計中發揮作用，提升設備使用該電路進行工作時的安全性，在實踐中不斷完善接地技術，實現更加完美的電路設計。

參考文獻：

[1]姬林垚.電氣設備接地狀態綜合測試系統[D].西安工程大學，2017.

[2]王炳強.電路設計中接地的合理設計及重要性[J].電子制作，2014（07）：247-248.

作者簡介：李穎（1972-），女，遼寧錦州人，大專，助理工程師，研究方向：電氣技術。