电子产品老生常谈的话题，接地问题，其中电路板的地（GND）与金属外壳（EGND）的连接方式更是值得深入研究。我们常常会看到在一些系统设计里，PCB 板的地与金属外壳之间通常通过一个高压电容 C1（1~100nF/2KV）并联一个大电阻 R1（1M）来连接。这是为什么呢？
一、电容的作用解析
- 从 EMS 角度看在假设 PE 良好连接大地的前提下，电容的作用是降低以大地电平为参考的可能存在的高频干扰信号对电路的影响，它能抑制电路和干扰源之间瞬态共模压差。实际上，GND 直连 PE 是最理想的，但有时直连可能不可行或存在安全隐患。例如，220V 交流电过整流桥之后产生的 GND 就不能连接 PE，所以就需要一个低频过不去、高频能通过的路径。电容通交流阻直流的特性正好满足了这一需求。从电磁抗扰度角度，当机壳良好连接大地时，该电容能够抑制高频干扰源和电路之间的动态共模电压。
- 从 EMI 角度看如果有与 PE 相连的金属外壳，有这个高频路径，能够避免电路板内部产生的高频信号辐射出来。电路板内部产生的高频干扰会经电容流入机壳进入大地，避免了高频干扰形成天线辐射。另外，当机壳没有可靠接大地时（如没有地线，接地棒环境干燥等情况），外壳电势可能不稳定或有静电，加入电容能把低频高压、静电等隔离起来，保护电路板。这种情况下，并联电容应选用 Y 电容或高压薄膜电容，容值在 1nF~100nF 之间。
二、电阻的作用剖析
电阻的作用主要是防止 ESD（静电释放）对电路板的损坏。假如只用电容连接电路板地和机壳地，电路板就成了一个浮地系统。在进行 ESD 测试时，或在复杂电场环境中使用，打入电路板的电荷无处释放会逐渐累积。当累积到一定程度，超过了电路板和机壳之间绝缘最薄弱处所能耐受的电压，就会发生放电。在几纳秒内，PCB 上会产生数十到数百 A 的电流，这可能会让电路因电磁脉冲宕机，或者损坏放电处附近连接的元器件。并联该电阻后，就可以慢慢释放掉这个电荷，消除高压。根据 IEC61000 的 ESD 测试标准 10s / 次（10s 放完 2kV 高压电荷），一般选择 1M~2M 的电阻。即使机壳有高压静电，该大电阻也能有效降低电流，保护电路芯片。
三、需要注意的问题要点
- 如果设备外壳良好接大地，PCB 应该也与外壳良好的单点接地，此时工频干扰会通过外壳接地消除，不会对 PCB 产生干扰。
- 当设备使用场合可能存在安全问题时，必须将设备外壳良好接地。
- 为取得更好效果，建议设备外壳尽量良好接地，PCB 与外壳单点良好接地。若外壳没有良好接地，PCB 浮地（不与外壳连接）可能更好，因为此时工频干扰回路阻抗极大，反而不易对 PCB 产生干扰。
- 多个设备之间互相连接时，尽量使每个设备外壳都与大地在单点良好接地，每个设备内部 PCB 与各自外壳单点接地。但如果多个设备互相连接时设备外壳没有良好接地，内部 PCB 不如浮地，即不与外壳接地。
- 机壳地可能并非可靠接地，比如配电网中不符合安规，没有地线；接地棒周围土壤太干燥，接地螺栓生锈或松动等情况。
- 工作环境中存在电磁干扰，如有大功率变压器、大功率电机、电磁电炉、高压电网谐波等。同时，PCB 内部也会产生高频噪声，如高频开关管、二极管、储能电感、高频变压器等。这些干扰因素都会导致 PCB 的信号地和机壳的电势波动（包含高频低频成分），或者二者之间存在静电，所以对它们进行良好可靠的接地处理是必要的，也是产品安规的要求。
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