電子設(shè)備（或系統(tǒng)）中的地線分布到設(shè)備（系統(tǒng)）內(nèi)部的各級(jí)電路單元，難免會(huì)與其他線路構(gòu)成環(huán)路；當(dāng)存在兩條以上接地線時(shí)，地線本身也可能構(gòu)成環(huán)路。當(dāng)這種環(huán)路存在時(shí)，在特定條件下就會(huì)產(chǎn)生地環(huán)路干擾。
地環(huán)路干擾是一種較常見(jiàn)的干擾現(xiàn)象,常常發(fā)生在通過(guò)較長(zhǎng)電纜連接的相距較遠(yuǎn)的設(shè)備之間。而良好的接地設(shè)計(jì)不僅能保證電路內(nèi)部互不干擾，而且可以減少電路的干擾發(fā)射，接地技術(shù)是解決電磁兼容問(wèn)題的常用技術(shù)，成本低效果明顯。然而，不恰當(dāng)?shù)慕拥胤绞揭矔?huì)給電路引入干擾，如地環(huán)路干擾。本文介紹電機(jī)控制器傳導(dǎo)發(fā)射整改過(guò)程中遇到的地環(huán)路干擾案例，希望給后續(xù)EMC設(shè)計(jì)與整改帶來(lái)經(jīng)驗(yàn)和幫助。
1、地環(huán)路干擾問(wèn)題的產(chǎn)生
在電機(jī)控制器的EMC測(cè)試整改過(guò)程中，測(cè)試傳導(dǎo)發(fā)射低壓側(cè)正極時(shí)，32M、41M、65M出現(xiàn)超標(biāo)，如圖1所示；調(diào)試低壓側(cè)濾波參數(shù)效果不明顯，考慮電機(jī)控制器在整車的安裝環(huán)境以及之前的整改經(jīng)驗(yàn)，將電機(jī)控制器外殼增加接地點(diǎn)，變成兩點(diǎn)接地，32M、65M明顯降低，6.1M出現(xiàn)超標(biāo)，如圖2所示，接下來(lái)針對(duì)6.1M頻點(diǎn)做整改。
圖1、初掃結(jié)果
圖2、增加接地點(diǎn)后掃描結(jié)果，6.1M超標(biāo)
2、地環(huán)路干擾問(wèn)題的試驗(yàn)和分析
用頻譜分析儀和近場(chǎng)探頭定位噪聲點(diǎn)，確定干擾來(lái)自電機(jī)控制器的DCDC輸出線。DCDC模塊是電機(jī)控制器內(nèi)的最大干擾源，干擾很容易通過(guò)輸出線纜向外傳導(dǎo)或者直接通過(guò)空間向外輻射，甚至耦合到其他電源線、信號(hào)線，此外，DCDC輸出負(fù)極通過(guò)鈑金件直接接機(jī)殼，即已經(jīng)和接地參考平面相連，如果處理不好，就可能導(dǎo)致地電位不穩(wěn)。
由于電機(jī)控制器傳導(dǎo)發(fā)射低壓側(cè)只要求測(cè)試12V/24V電源線，并不直接測(cè)試DCDC輸出線，故推測(cè)6.1M干擾是DCDC模塊通過(guò)線束耦合到12V/24V電源線。首先在DCDC模塊的相關(guān)信號(hào)線上套鐵氧體磁環(huán)，對(duì)6.1M頻點(diǎn)沒(méi)有改善；用銅箔將信號(hào)線包裹起來(lái)并粘接機(jī)殼內(nèi)壁，同樣沒(méi)有效果；在DCDC模塊的CAN通訊線上套鐵氧體磁環(huán)，沒(méi)有效果......
試驗(yàn)N多方法仍然對(duì)6.1M頻點(diǎn)束手無(wú)策，回憶6.1M頻點(diǎn)到底從何而來(lái)，猜想會(huì)不會(huì)是因?yàn)樵黾咏拥攸c(diǎn)引起的呢，于是嘗試去掉增加的接地點(diǎn)，6.1M頻點(diǎn)馬上變好，如圖3所示。
圖3、去掉接地點(diǎn)后掃描結(jié)果
將增加的接地點(diǎn)恢復(fù)，6.1M又超標(biāo)，可以復(fù)原現(xiàn)象，說(shuō)明6.1M處干擾確實(shí)是接地問(wèn)題引起的。觀察增加的接地點(diǎn)位置，正好在DCDC輸出線正負(fù)極之間，如圖4所示，機(jī)器初始的接地點(diǎn)如圖5所示，使用銅帶編織網(wǎng)接接地參考平面，兩點(diǎn)接地會(huì)引起地環(huán)路干擾，6.1M超標(biāo)很有可能是地環(huán)路干擾引起的。
圖5、控制器初始接地位置
當(dāng)DCDC模塊工作時(shí)，DC+和DC-輸出線會(huì)攜帶很強(qiáng)的干擾電流，DC-直接與機(jī)殼相連。測(cè)試模型圖如圖6所示，當(dāng)沒(méi)有接地點(diǎn)B時(shí)，干擾電流主要通過(guò)DC輸出線與接地參考平面之間的雜散電容形成回路；當(dāng)在DC+和DC-之間增加接地點(diǎn)B時(shí)，恰好為干擾電流提供了直接的低阻抗通路，就會(huì)出現(xiàn)地環(huán)路電流，導(dǎo)致更大的共模電流，進(jìn)而出現(xiàn)傳導(dǎo)發(fā)射超標(biāo)的現(xiàn)象。
圖6、測(cè)試系統(tǒng)模型圖（接地點(diǎn)C是測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)要求的：低壓蓄電池負(fù)極接地）
3、地環(huán)路干擾問(wèn)題的解決
地環(huán)路干擾產(chǎn)生的內(nèi)在原因是地環(huán)路電流的存在，地環(huán)路電流是因?yàn)閮蓚€(gè)接地點(diǎn)的電位不同形成電壓導(dǎo)致的。常用的解決地環(huán)路干擾問(wèn)題的方法有單點(diǎn)接地，采用隔離變壓器或光耦隔離器隔離，安裝共模扼流圈增加地環(huán)路阻抗等。在本整改測(cè)試試驗(yàn)中，只需要將增加的接地點(diǎn)遠(yuǎn)離DCDC輸出線，保證兩個(gè)接地點(diǎn)的電位相近，就可以避免和減弱地環(huán)路干擾。如圖7所示，將增加的接地點(diǎn)布置在機(jī)器的另一側(cè)，遠(yuǎn)離干擾輸出端，就可以避免6.1M超標(biāo)同時(shí)抑制32M、41M和65M干擾點(diǎn)，如圖8所示，結(jié)合其他措施，就可以通過(guò)傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)。
圖8、更改接地點(diǎn)位置之后的掃描結(jié)果
4、總結(jié)
兩點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地很容易引起地環(huán)路干擾問(wèn)題，在機(jī)器外殼有輸出線纜時(shí)應(yīng)尤為注意，防止接地點(diǎn)的電位相差過(guò)大，當(dāng)頻率比較低時(shí)，應(yīng)盡量選擇單點(diǎn)接地。接地技術(shù)是解決電磁兼容問(wèn)題最簡(jiǎn)便成本最低的技術(shù)，同時(shí)也是最有講究的技術(shù)，所以在設(shè)計(jì)前期多考慮接地方式、接地位置對(duì)后續(xù)EMC測(cè)試與整改會(huì)有很大幫助。
