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从零**放—11 运放干扰和静电处理 干扰和静电平时是碰不到的，但是一旦碰到了由于没有经验所以不知道怎么处理。像静电要想获得经验必须有个静电枪，静电枪都是上万块钱的。干扰的测试手段也是非常有限。这两块东西本身并不难，难就难在没有这个经验。 1、交流供电系统介绍 了解这两块东西，我们必须从源头入手。源头就是我们的供电系统，供电系统如下图。 配电所过来三根线A、B、C，用发电机发出来的就是三相电，三相电我们知道是380V，380V是每根线与线之间是380伏，A与B、B与C、C与A之间是380V，就单个线来说是220V，所以说三相电每一相电压220V，线与线之间是380V。也就是相电压220V，线电压380V。 实际每一相是两根线组成的，我们说单相是两根线（一去一回嘛），三项实际上就是6根线，为了考虑距离传输，节省线，把每一相的其中一根线合并成一根线，于是就有一根零线，如图有地标的一根线，就是把每一相的一根线合到一起。但是假如说每一相的用电量是一样的话（对称的），那中心线上是没有电流的，这个时候就可以把这个零线可以省了。所以我们的交流电在负载平衡的条件下，只需要三根线就够了。比如说加热一个电炉或一个电机（三相电机），三根线就够了，不需要通地连线。但实际上我们很多时候，比如家用电，只取出了其中一相，有些场合可能涉及到不平衡，比如说高频电源一般都接在工业的单相电上去，那么这就需要零线了。有些客户他们布线的时候，这个零线布的比较细，所以导致我们的高频电源没法用，所以说这个变压器隔离之后，用变压器降压降下来，得到我们想要的单相220V与电器一端相连，那么公用脚出来之后与电器另一端相连，形成回路，这就是三相四线。但实际上呢大家可以看到，电从变电所出来之后，让三相的公共端接到了大地，这才是关键点所在，其实我们所有的干扰大部分的源头就在这里，因为把零线接了地，在变电所出来的时候就接地了。那么现在就有一个问题了，它干嘛要接地。 2、为什么要有地线 *三相五线制（三线输出、共线、大地） *相电压220VAC，线电压380VAC *中心接地 *保证电网与地球等电势（共线接地的原因）。我们所有的东西生活在这个地球上，地球是个等势体，我们往往以他为参考点 ，假如说电网不接地，那会不会出什么问题呢？我们来看下交流供电图 公脚端不接地，那就出现一个问题了，假如我们深圳的电网没有接地，那么电网和地之间会有电势差，可能会很高，根据环境的潮湿程度决定的，越潮湿压差越低，越干燥压差越高。尤其冬天最明显，人与人一碰就会有静电，尤其乘公交车的时候比较明显，所以说一些山寨手机在北京的烧毁率是非常高的，由于静电导致ESD损坏（保护）。那么如果电网悬空的话它跟大地也是产生很大电压，我们就出来一个问题了，假如电网跟大地相差1000伏的话，我们去接线，人在站在地上去接线，这时光这个静电跟我们就有可能产生几千、上万伏了，不要说它自身的220伏电。所以说悬空的网络，它跟大地之间的静电场完全是波动的（跟环境相关的），所以接线的时候完全没法接，安全性无从谈起。为了解决这个问题所以把公共端零线端接地，这样的话三个相线每根对于大地来说最高也就是220V了，线与线之间是380V。避免了全国电网接线问题，这就是为什么电网从变电所出来的时候就接地的道理。那有人会问，我们可不可以用零线接地，直接从大地传输过去呢？大地电阻不确定（天气干燥电阻大，潮湿电阻小），所以都是专门拉过去一根零线。零线拉远的话，就不可能等价于地，因为线有长度，就存在电感。所以有些时候我们测零线与大地之间的电压，我们发现零线电压也有几十伏，工业环境我们能测到零线电压都有70-80伏，尤其在负载不平衡和零线较细的情况下会把零线完全拉偏。 3、设备接线 设备接线我们以LCD电视为例，发电机两根线拉出来输出，一根火线（相线）一根中线，中线接地，相线与零线之间形成220V电压接在电视的插头上，电视插头接的是电视内部的开关电源，LCD电视的外壳接地，有线电视信号，DVD信号有一个端口都要跟地接，这样我们的电视机也是接地的，这个保证电视跟整个地球等势的。 我们国内家用电器很多都是两个孔，是没有接地脚的，三个孔是有一个是接地脚。没有接地脚就是为了简单，方便，那2个脚的有没有问题？你说问题多大也谈不上，但是安全性会差一点，同时也会引起一些别的问题，这个到后面再讲。比如典型的例子笔记本，尤其苹果笔记本外壳是镁铝合金的，有些用两孔电源适配器的话它就有触电感了，就是因为外壳跟地没有通路。 4、虚接地 接地一种是直接接地，另一个就是虚接地 *USB等金属连接器外壳 *通过电阻（1M）电容（1nF）并联接地 *减缓静电释放速度，降低火花 上图左图是直接接地，我们最常用的一种接法接实地；右图是虚接地，电阻和电容并联把壳子与地相连，直接接地如果有静电产生会有火花出现，火花本身就是一个强的干扰（因为它就是电磁场辐射），这种情况有可能把手机之类的打死，如果虚接地的方法，静电会通过电容充电，电阻放电的方式慢慢的将静电释放，会减小火花出现。 5、放电管 放电管也是同样的目的，放电管里边一般都是充的氖气，当电压高到一定程度的时候两级会把里边的氖气发光发热，最后能量释放掉，最典型的就是日光灯的启辉器（所谓的跳**）。因为放电管的电压相对来说偏低（当然有高有低），这里用了一个压敏电阻和放电管file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsB3D6.tmp.jpg，下边亚敏电阻，上边放电管，这样把能量吸收掉，缓慢的释放一点。 6、开关电源的EMI处理 上图是一张开关电源的电路图，最常见的一种RCC电路，应用于充电器、5—10W的开关电源上。我们知道开关电源兴起之前，很少有听说干扰之类的问题，因为那时都是变压器降压耦合的，开关电源之前我们的干扰没这么严重的，除了电机之类引起的火花之类的干扰之外。自从开关电源出现之后，到处都是干扰，干扰罪魁祸首应该是开关电源，其次是电网源头的接地，开关电源为什么会引起各种干扰？尤其硬开关的开关电源，在开关的时候瞬间产生一个高压，比如说RCC电路，Q1是控制三极管，当它导通的时候，电流从变压器线圈通过Q1导通，当Q1关闭的时候，三极管Q1极电极产生高压（500-600伏）通过快速恢复二极管D1通过电阻电容并联电路形成回路把能量释放掉，快速释放给电容，然后电容慢慢释放，消掉尖峰；但是这个过程就相当于产生一个高压突变，频率有几十、上百K，于是这么高的频率，尤其尖峰的频率可以认为更高，因为我们周期假如是100K,那这尖峰时间很短，通过傅里叶展开之后频率可以认为是几兆赫兹，因为剑锋时间很短 ，瞬间完成的。那么这个时候，在1MHz附近的尖锋频率电路板上分布电容就产生了，它这个高频信号通过分布电容可以相互耦合，比如说通过变压器耦合到变压器的另一端，因为变压器线圈之间有电容；这个尖峰通过入口会反馈到电网去，于是导致输入端都有信号。那开关电源通过自身的分布电容，使干扰无处不在，所以开关电源是干扰的起源。 因为我们不知道分布电容有多大，那么干扰分两种：1、共模干扰（火线和零线同时出现高压，假如整流二极管左侧某一瞬间是220伏，右边是0，开关一瞬间产生的高压，导致左侧320，右侧变成100，那么两个压差还是220，但是两个脚同时增加了100伏，于是两个脚都叠加了好几个兆的纹波）；2、差模干扰（干扰过来之后，可能二极管左侧叠加100，右侧叠加了50，那么两个之间差异是50伏）。共模是输入两根线同时被干扰了同样的幅度；差模是两根线不是同时被干扰，还有差异的，火线多零线少或者火线少零线多。所以一个干扰可以认为，共模和差模同时存在。那么干扰会通过插头反馈到电网里面去。 为了解决干扰我们怎么办呢？我们需要消共模和消差模。上图串了一个共模电感（共模消流圈），它也有消差模的一定作用，这里绕线需要同名绕法，同名绕法，当电流流过的时候会体现出一个大的电感，限制电流流过，电流流入到流出抵消掉了差模。当然它主要是消共模，也有一定消差模的作用，我们的线圈不可能100%的绕在一起，不可能100%的抵消，也就是说它有一定的消差模作用，作用不大，主要是以共模为主，所以一般叫共模电感。 火线和零线进来的时候，N线串了一个亚敏电阻（负温度特性，温度越高电阻越小，这样有个好处，因为后面有很多电容插上电源的时候如果电阻很小的话，瞬间给后续电路里的电容充电，于是会有听到怕的声音，有火花，就是因为这个电阻比较小，瞬间给电容充电能量太足了。负温度特性的电阻插上的刚开始很大，充电瞬间到后续电路里的电流就小，缓慢热起来之后电阻阻值越来越小，就可以认为完全导通。这种电阻往往用于小功率场合，例如手机充电器，因为后续电路里的电容不需要很大，那它就用1W的碳膜电阻来代替这个电阻，缓冲一下这个充电电流），同时火线上碳膜电阻当保险丝用，因为碳膜电阻当电流瞬间超过某一个值之后，它就会裂开，那么碳膜电阻用热缩管一套，那它裂了也是碎片套在里边，所以既当缓冲限流电阻，又当自恢复保险丝，这个只能适用于几瓦的小功率的场合，那么大功率高频电源就不能这样了，因为功率太高好几个千瓦，那大功率怎么办呢，串一个电阻几十欧姆的，然后电阻上并联一个继电器或者MOS管之类的，刚开始是通过电阻给电容充电，充满了之后再把继电器吸合短路起来。上图我们看到电感下边有一个275V/0.22uF的电容，这个是安规电容，这个是消除差模的，比如RCC干扰纹波过来的时候，电容使电压不能突变，所以它把两边突变的电压吸收掉了，这个电容既可以消除电网外边的干扰，还可以吸收电路自身内部的干扰（差模信号），这个就叫差模消除电容。 假如下图1处0伏，2处是200伏，那么一个开关电源内部开关干扰过来的尖峰例如右边100伏，左边320伏，那么我们不希望有这么大的共模噪声，因为太高了之后会导致内部电路的一堆问题，比如绝缘芯个方面的问题。 所以说左右的值都是对地来讲的，因为我们知道零线接地了。所以下图中的点两边并上了不大于4.7nF的电容与地之间，因为大于4.7nF会出现一个问题，我们家庭都加了漏电保护器（应该就是家里的空气开关），那么这里的电我们可以认为是通过电阻漏到了地上，就会导致漏电保护器自动跳闸，所以说这个值不能太大，这里用了2.2nF各自把火线和零线上的共模的信号就对地虑掉一些。 之后有一个差模的滤波电容，如下图 这就完成了输入端的干扰处理。那么所有的开关电源几乎都有，除了手机充电器很小功率之外（可能苹果里边的会有）基本上都有的。 接下来再讲下内部电路的地方 那么输出呢，我们知道所有的系统网络都不能悬空，都要对大地接。那么输出这个地方也有一个103M的10nF的电容对地接。那么这里的地很多时候都是机壳，那么笔记本充电器呢很多是塑料壳的，甚至有些也是两个端口没有地的，没有地脚的，那么这个时候它就把下图的三个地短路一起 （没有接地线情况下）所以说我们可以发现，输入端的信号，通过并联电容到公共端，然后再跟输出端的公共端相连通过输出端电容到输出，所以说输出再接笔记本，比如苹果的笔记本我们手摸到它，为什么有触电感，就是因为有这几个公共端相接的问题，而没有直接接地。如果有些人懂的话，可以把输出端的对地接的电容去掉，那么这个触电感会少很多，原因就是输出和输出变压器的的原副边有电容在里面。这个电容103还是偏大的。我们输入端零线是接地的，通过左边路通过电容到公共端上去，公共端没接地，因为充电器是塑料壳的，又没有把地引出来，那么公共端是连接在一起的，于是到了输出端下图位置 那么当开关呢，有高压尖峰过来的时候，那么尖峰就通过电容下图，到了公共端
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