 Part 1现象描述 某设备与变频器进行互连, 并在设备的安装现场与该设备进行了接地处理。 但是在现场实际应用中, 发现只要变频器一工作, 该设备就无法正常运行｡ 解决问题过程中还发现, 如果将该设备的接地线断开, 则该设备就能在变频器工作时维持正常的运行状态｡ 这样的问题，很明显是一种接地问题，这种问题只要我们检查分析整个系统的接地是否良好的就会很容易定位问题。 针对EMC问题，我们要具有系统性思维和高频思维。 所谓系统性思维，即和产品或者设备互连的设备要作为一个统一的整体分析才行，不能独立开来。 所谓高频思维，即要考虑设备中寄生参数的影响，主要的寄生参数为寄生电容和寄生电感（有时也称杂散或者分布参数）。 这两种参数对系统的影响和干扰信号频率有关，而这两种参数一般在高频时才表现出对产品明显的影响。 Part 2 原因分析 设备在接地后出现异常, 而在不接地时能正常工作, 这是一种常见的干扰现象，遇到这类问题我们不用慌张｡ 通常结论是: 地上有干扰，地 “不干净”。变频器的干扰通过地传递到了其他与其相连或相邻的设备｡ 但事实果真是如此吗?接下来我们就一起剖析问题形成的原因，主要分析方法是画出干扰路径。 如下图所示的是设备接地时，变频器信号干扰设备时的干扰电流分析图, 图中描绘了这种常见干扰现象的原理｡  如上图所示, 当变频器工作时, 由于变频器的PWM输出电缆与大地之间存在较大的寄生电容（电缆所产生的电容大小可以估算为60pF/m，可以参考之前的文章《EMC测试案例分析——PCB工作地与金属外壳是否连接对ESD干扰的影响（一）》）。 从而导致PWM信号电流流入大地（电场耦合）, 然而这种电流最终需要返回到变频器的电路内部。 于是这种电流就沿着与变频器互连设备的接地线､ 互连设备的电缆与大地之间的寄生电容､ 设备内部的PCB板, 通过设备与变频器之间的互连电缆返回到变频器内部｡ 设备的PCB处于整个干扰信号的传递路径中, 因此, 设备受到了干扰，这种干扰通常也被称作为共模干扰，其中的干扰电流也被称为共模干扰电流｡ 设备不接地时变频器信号干扰设备干扰电流分析图如下图所示（其中的接地线换成了产品壳体对地的寄生电容）：  此时, 设备接地线断开后, 变频器的干扰电流只能通过变频器互连的设备壳体与大地之间的寄生电容流入设备内部, 此时整个回路的阻抗变高, 导致干扰电流变小, 最终异常消失｡ 此种消失，并不是真的消失，干扰仍然会经过PCB内部，只是干扰变小了。 Part 3 处理措施 从以上现象来看, 似乎设备不应该接地，接地反而会导致出现问题,，其实不然，只是地没有接对，就像我之前所说，没有将变频器和产品看成一个系统，没有考虑好如何系统良好接地｡ 这种用断开设备接地来暂时消除干扰的方式, 会带来其它EMC问题隐患。 如设备遭受静电/放电时, 由于设备外壳没有与大地相连, 会导致壳体上存在较高的共模电压, 最终导致较大的ESD电流流入产品内部（具体影响过程可以参考我前面的文章《EMC测试案例分析——PCB工作地与金属外壳是否连接对ESD干扰的影响(一)》和《EMC测试案例分析——PCB工作地与金属外壳是否连接对ESD干扰的影响（二）》）｡ 事实上, 设备壳体接地并没有错误, 错误在于整个系统接地方案存在缺陷｡ 如下图所示的接地方案（将变频器外壳进行良好接地）将更好地解决本案例中的问题, 使设备在各种干扰条件下始终处于正常的工作状态。  Part 4 思考和启示 由以上分析过程我们可以得到以下启示和结论： 1. 去掉地线，干扰降低并非证明地上存在干扰, 只能证明此干扰与地有关｡ 2. EMC 问题是个系统问题, 只有分析出干扰传递路径才能看出问题所在，从而从根源上解决问题, 而不是聚焦在那些能改变干扰结果的个别点上，否则会出现一波未平一波又起，摁起葫芦浮起瓢的现象｡ 3. 变频器产品由于将产品内部周期性PWM信号引出产品壳体外部, 通常会对其他设备造成较大的干扰并造成EMI测试问题, 为降低流入其他设备或变频器产品本身电缆中的干扰电流或EMI电流, 变频器的壳体一定要良好接地｡ |
