台式电源如何正确接地连接？

Q A & 问：台式电源如何正确接地连接

你的台式电源是否有一个绿色的接地端子，就像图1所示的B&K Precision的1550电源?

假设有，我们如何以及何时使用这些连接? 例如，图2显示了与通常随电源出售的跳线排的三种可能连接。如果将绿色接地端子接在红色输出端子上，会不会损坏电源?如果不接地，会不会有安全问题?

为了更好地理解这些问题，我们将打开电源，检查与地线相关的内部连接。这些问题的答案将帮助我们了解所有线路驱动的电源，并让我们对安全有一个更好的理解。

图1:B&KPrecision 1550单输出电源的图片，重点是面板连接。

图2:图片显示电源接地连接的三种可能连接方式。

安全接地

让我们从显而易见的开始:关于接地和连接的全面讨论超出了本文的范围。最新标准可咨询UL、NEC等权威机构。

话虽如此，我们可以通过检查B&K1550来发现一些指导方针。首先，或许也是最重要的一点是，外露的金属机箱要接地。这在图3的左侧面板中清晰地显示出来。这里我们可以看到IEC电源连接器的背面。接地连接(黄色线)用螺丝固定在机箱上。端子法兰包括一个外齿锁紧垫圈，以确保导线法兰与机箱之间的低电阻连接。

图3:输入接地用螺丝固定在机箱上(左)，面板接地焊接到机箱上(右)的图片。

技术贴士:在理想的操作条件下，安全接地的电流为零。但是，如果设备或墙内接线出现故障，安全接地必须能够传导全部交流线路电流。这种低电阻的东西，如暴露的金属机箱保护用户。低电阻对于提供高电流跳闸主断路器也是必要的。电线电阻高是特别危险的，因为它会导致持续的故障电流，并有可能引起火灾。

面板接地端子的连接如图3的右图所示。在这里，我们看到一条带绿色条纹的黄线从机箱连接到一个小电路板，该电路板连接到面板香蕉插孔。观察电线的端子耳是点焊到金属底盘上的。另一侧焊接在PCB上。

在回答我们最初的问题之前，我们应该看看图4。这是电源的主电路板。这是一个开关模式电源(SMPS)。它不是一个60赫兹的大型变压器，而是一个高频变压器。其结果是比传统的变压器解决方案更小更轻。

这幅图的重要部分是红线的划分。这表示电路的交流线路输入(上)和稳压直流部分(下)之间的边界。只有少数几个项目跨越线路，包括变压器，光耦合器和安全额定电容器。这提供了一个很好的隔离措施，因为没有直接连接。

输入和输出部分之间的这种隔离是我们开场问题的核心。

图4:B&KPrecision 1550电源的主电路板，输入和输出部分之间有突出显示的分界线。

通过适当的隔离，电源的直流部分会浮起来。在理想情况下，它的作用就像电池一样，正负端之间没有固有的连接。就像电池一样，我们可以自由地将浮动电源连接到其他电源上。例如，我们可以堆叠(串联)两个36 VDC的B&K 1550电源在一起，以获得72 VDC。

安全须知:

浮动电源不排除所有的电流路径。我们可以预期高阻抗漏电流。作为一个说明性的故事，以我的旧笔记本电脑为例。它的漏电流非常大。你不能光着脚使用电脑，也不能在电脑充电的时候使用。你能感觉到脚趾里的漏电流!如果你能感觉到泄漏电流，它肯定是高到足以击穿和破坏任何未受保护的金属氧化物半导体(MOS)器件，如MOSFETS 或微控制器的门。当然，如果你能感觉到电流，那就说明出现了严重的问题，需要立即引起注意。

技术贴士:

虽然电源的输出浮起来了，但还是有局限性的。例如，假设我们有1550个电源中的4个。理论上，我们可以将最低的电源接地，然后将电源串联在一起。这就像堆叠4个36伏直流电池，提供总共144伏直流电压。在实践中，我们应该非常小心，因为电隔离是有限制的。一定要查阅数据手册或制造商，以确定任何给定电源的最大连续直流偏置。在我们的示例中，在我们的4串联连接示例中，上电源具有108 VDC偏移。

安全须知:

随着串联电源数量的增加，存在安全隐患。首先，我们通过了OSHA的高电压阈值，有触电的真正危险。其次，人为因素的限制开始发挥作用，因为我们可能会变得自满，忘记关闭一部分电源。同样，这是一个触电的危险。你和你周围的人使用单个较大的电源可能比使用一群较小的电源更安全。

一些想法

考虑到所有的事情，最好的做法是保持跳线安装与安全接地良好连接，例如，将绿色端子连接到黑色端子。当我们将项目连接到外部测试设备(如函数发生器和示波器)时，这可能更重要。请注意，示波器探头的接地耳连接到接地。在MOS周围工作时，对高阻抗泄漏电流的警告可能非常重要。操作不接地电源的结果可能与在没有正确接地的工作台或没有接地带的电路上工作的结果相同。唯一的缺点是接地回路，但这是另一天的讨论。

审核编辑：刘清