在開關電源實際布線時，首先要根據實際應用，仔細分清楚各種地線的種類，然后依據不同地線的特點和電路的需求選擇合適的接地方式。不論采用何種接地方式，都必須始終遵守 “低阻抗，低噪聲” 的原則，以確保接地的有效性，減少電磁干擾對電源性能的影響。

交流地通常指交流電的零線。它在電力傳輸中扮演著重要角色，但由于其與電網相連，且在傳輸過程中會受到各種電氣設備的影響，因此往往是產生噪聲的源頭。在開關電源中，交流地應與大地區(qū)別開，以防止噪聲通過接地路徑引入電源系統(tǒng)，影響電源的正常工作。

直流地

直流地是直流電路的 “地”，即零電位參考點。它為直流電路中的各個元件提供了一個統(tǒng)一的電位基準，確保電路中信號的準確傳輸和處理。在開關電源的直流輸出部分，直流地的穩(wěn)定性對于輸出電壓的精度和穩(wěn)定性至關重要。

模擬地

模擬地是各種模擬量信號的零電位。模擬電路對信號的精度和穩(wěn)定性要求較高，微小的干擾都可能導致信號失真，從而影響整個系統(tǒng)的性能。因此，模擬地需要盡可能地保持純凈，減少與其他類型 “地” 的相互干擾。

數(shù)字地

數(shù)字地也叫邏輯地，是數(shù)字電路各種開關量(數(shù)字量)信號的零電位。數(shù)字電路工作在高、低電平兩種狀態(tài)，其信號變化速度快，電流波動較大，會產生較強的電磁干擾。與模擬地相比，數(shù)字地的干擾特性有所不同，在布線時需要區(qū)別對待。

熱地與冷地

熱地指變壓器初級地，它與電網不隔離，處于帶電狀態(tài)。熱地周圍存在較高的電壓，若處理不當，容易引發(fā)觸電危險和電氣安全問題。冷地則指變壓器次級地，它與電網隔離，不帶電。冷地相對安全，常用于為后級電路提供穩(wěn)定的參考電位。

功率地

功率地是大電流網絡器件、功率電子與磁性器件的零電位參考點。由于功率電路中通常會有較大的電流流過，功率地的阻抗對電路的性能影響顯著。如果功率地的布線不合理，會產生較大的電壓降和電磁干擾，導致電源效率降低，甚至影響整個系統(tǒng)的正常運行。

信號地

信號地一般指傳感變化信號的地線，它用于傳輸各類傳感器采集到的信號。信號地的穩(wěn)定性和抗干擾能力直接關系到傳感器信號的準確性和可靠性，進而影響系統(tǒng)對外部環(huán)境變化的感知和響應能力。

安全地

安全地的主要作用是提供大地接地點的回路，可有效防止觸電危險。在開關電源中，將設備的金屬外殼等可觸及部分連接到安全地，當發(fā)生電氣故障導致外殼帶電時，電流能夠通過安全地迅速流入大地，避免人員觸電傷亡。

屏蔽地

屏蔽地為互聯(lián)的電纜與主要機架提供 0V 參考或電磁屏蔽，能有效防止靜電感應和磁場感應。在一些對電磁干擾敏感的電路或設備中，通過將屏蔽層連接到屏蔽地，可以將外界的電磁干擾屏蔽在系統(tǒng)之外，同時也能防止系統(tǒng)內部產生的電磁干擾對外傳播。

系統(tǒng)地

系統(tǒng)地是整個系統(tǒng)模擬、數(shù)字信號公共參考點，它將系統(tǒng)中的各個部分有機地連接在一起，確保整個系統(tǒng)在統(tǒng)一的電位基準下工作。系統(tǒng)地的設計需要綜合考慮模擬地和數(shù)字地的特點，以及系統(tǒng)中不同模塊之間的相互關系，以實現(xiàn)最佳的接地效果。

浮地

浮地是將電路中某條支路作為 0V 參考而不接地，它使電路與大地之間沒有直接的電氣連接。浮地可以在一定程度上避免外界干擾通過接地路徑進入電路，但同時也增加了電路對靜電等干擾的敏感性，需要采取額外的措施來確保電路的穩(wěn)定性和安全性。

接地方式及其特點

單點接地

單點接地是指所有電路的地線接到公共地線的同一點，以減少地回路之間的相互干擾。它可以防止不同子系統(tǒng)中的電流與 RF 電流經過同樣的返回路徑，從而避免造成相互之間的共模噪聲耦合。單點接地又可分為串聯(lián)單點接地和并聯(lián)單點接地。

串聯(lián)單點接地：所有的器件的地都連接到地總線上，然后通過總線連接到地匯接點。這種方式的優(yōu)點是分布傳輸?shù)淖杩箻O小，布線簡單、美觀。然而，它存在明顯的缺點，即不適合于高頻電路(f≥1MHz)和多個功率回路電路。因為在高頻情況下，地線的電感會變得不可忽視，導致接地阻抗增加;而且各子系統(tǒng)之間存在共阻抗干擾，由于對地分布電容的影響，還會產生并聯(lián)諧振現(xiàn)象，大大增加地線的阻抗。

并聯(lián)單點接地：所有的器件的地直接接到地匯接點，不共用地總線。這種方式可以防止系統(tǒng)內各模塊之間的共阻抗干擾，但同樣不適合于高頻電路(f≥1MHz)，并且會受到并聯(lián)諧振的影響。此外，由于各自的地線較長，地回路阻抗不同，會加劇地噪聲的影響，引起 RF 問題。

多點接地

多點接地是指系統(tǒng)內各部分電路就近接地。其優(yōu)點是多根導線并聯(lián)能夠降低接地導體的總電感，能夠提供較低的接地阻抗，在高頻電路中應用較為廣泛。但是，多點接地也存在一些缺點，例如每根接地線的長度需要小于信號波長的 1/20，否則會影響接地效果;多點接地可能會導致設備內部形成許多接地環(huán)路，從而降低設備對外界電磁場的抵御能力;不同的模塊、設備之間組網時，地線回路容易導致 EMI 問題。

混合接地

混合接地結合了單點接地和多點接地的綜合應用，一般是在單點接地的基礎上再通過一些電感或電容多點接地。它利用電感、電容器件在不同頻率下有不同阻抗的特性，使地線系統(tǒng)在不同的頻率下具有不同的接地結構，主要適用于工作在混合頻率下的電路系統(tǒng)。在采用混合接地時，要特別注意分清楚模擬電路的地與數(shù)字電路的地，以及它們的最佳公共連接點，以避免不同類型的地之間相互干擾。

開關電源實際布線過程中關于 “地” 的考慮

功率地線的處理

功率地線由于有大電流流過，如果處理不當就會產生很大的干擾，甚至導致電源不能帶重載或無法正常工作。例如，在 BUCK 線路中，如果使用大面積的鋪地，可能會導致干擾太大而無法帶重載。在實際 Layout 時，需要注意以下幾點：

不同的功率地線需要單獨走線，避免相互干擾。因為不同功率回路的電流特性可能不同，共用走線容易導致電流相互影響，產生額外的干擾。

盡量不要平行走線，以減少線間的電磁耦合。平行走線會增加線間的互感和電容，使得干擾更容易在不同功率地線之間傳播。

盡量減少環(huán)路面積，因為較大的環(huán)路面積會增加電感，容易感應外界的電磁場，產生噪聲。

必須遵循 “短，粗，直” 的原則。由于功率地線的 di/dt 較大，太長的線天線效應明顯，會向外輻射電磁干擾;太細的線會產生較大的壓降，影響功率傳輸效率;彎曲太多或 90 度的線會產生反射效應，進一步增加信號的失真和干擾。

驅動地線的布局

驅動源的地線要盡量靠近被驅動器件，以便構成最小環(huán)路，減少振蕩與 EMI 問題。驅動信號通常具有較高的頻率和較大的電流變化率，如果驅動地線過長或布局不合理，會形成較大的環(huán)路面積，從而產生較強的電磁輻射，干擾其他電路的正常工作。將驅動地線靠近被驅動器件，可以有效減小環(huán)路面積，降低電磁干擾的產生。

Y 電容的接地點選擇

Y 電容在開關電源中起到抑制共模干擾的重要作用，其接地點的選擇十分關鍵。關于 “源” 的概念，“靜地” 是源的低端。Y 電容的連接點講究一個 “靜”，即應選擇電位相對穩(wěn)定、干擾較小的點作為連接點。例如，在一些電路中，Y 電容最佳連接點可能是某些電容的負端或變壓器次級的特定引腳，這些點通常具有較低的噪聲和穩(wěn)定的電位。

散熱器接地

在開關電源中，散熱器通常處于地電位，而有源器件處于射頻電位。散熱器工作時可以等效于一個大的共模去耦電容，將 RF 電流接入地。通過將散熱器良好接地，可以有效地將有源器件產生的高頻 RF 電流引入大地，減少其對周圍電路的干擾，同時也有助于提高器件的散熱效果，保證器件的正常工作溫度，從而提高整個開關電源的穩(wěn)定性和可靠性。

局部接地面的應用

局部接地面可以捕獲器件跟振蕩器內部產生的 RF 磁通量，在高頻電路中應用較為常見。在高頻情況下，器件和振蕩器會產生較強的電磁輻射，通過設置局部接地面，可以將這些輻射的 RF 磁通量引導到地，減少對其他電路的干擾。局部接地面的設計需要根據具體的電路布局和高頻輻射源的位置進行合理規(guī)劃，以達到最佳的屏蔽和接地效果。

結論

在開關電源實際布線過程中，正確處理各種 “地” 的問題至關重要。我們需要深入理解各種 “地” 的概念與分類，根據地的種類選用不同的接地方式，并結合安規(guī)、EMC 的要求進行綜合考慮。關鍵是要充分認識到 “地” 在電源中的作用，在布線時權衡利弊得失，通過合理的布線設計，實現(xiàn)低阻抗、低噪聲的接地系統(tǒng)，從而提高開關電源的性能、穩(wěn)定性和電磁兼容性，確保開關電源能夠可靠地為各種電子設備提供穩(wěn)定的電力支持。隨著電子技術的不斷發(fā)展，對開關電源的性能和 EMC 要求也會越來越高，接地方式的選擇和優(yōu)化將持續(xù)成為開關電源設計中的重要研究方向。