高低壓為什么不能共地

很多人都知道，當(dāng)有高低電壓的時(shí)候，一般是不允許共地的，而是需要隔離開，比如我們常用的開關(guān)電源，它的輸入是220VAC，輸出5VDC，其中的變壓器既是降壓，也起隔離作用。

一般的講，電壓越高，隔離的距離越遠(yuǎn)，有些因?yàn)轶w積版面考慮，不能做遠(yuǎn)的，采用割空PCB方式，加大間距，這個(gè)的原因是PCB的材料一般是FR4材料，介電常數(shù)在4.2附近，也就是說，隔空的1mm，等于PCB的4.2mm，所以效果明顯。

高低壓一般為什么不能共地，若共地會(huì)如何，我們接下來建立一個(gè)模型來分析：

上圖是不共地情況下，左邊高壓的正負(fù)端集聚正負(fù)電荷，根據(jù)電子學(xué)基礎(chǔ)理論庫倫定律，

對(duì)低壓的正負(fù)兩端的作用如上圖，可以看出，當(dāng)兩者距離越遠(yuǎn)，可以基本上認(rèn)為高壓的正負(fù)端電荷對(duì)低壓的正負(fù)端作用力基本上抵消了，只產(chǎn)生微弱的共模干擾，而這個(gè)干擾，是共模的，越遠(yuǎn)，越少，所以可以基本上認(rèn)為沒有影響。

上圖為共地，當(dāng)把高低壓的負(fù)端共地連接之后，負(fù)端我們?cè)O(shè)為地端，注意這個(gè)地端是虛地，跟大地是不連接的，只是一個(gè)參考的公共端。對(duì)低壓的正端來說，因?yàn)榈蛪罕旧硎且粋€(gè)電壓源，不受地端如何連接，低壓的正端相對(duì)于地端的電壓是不會(huì)變的，所以沒有影響。那么我們可以看到，只剩下高壓的正端對(duì)低壓的影響，而這個(gè)影響是單端的差模，因?yàn)闆]有了之前的高壓的負(fù)端的負(fù)作用，所以影響比較明顯。并且，一般的講，高壓端的電壓若有波動(dòng)的時(shí)候，那就對(duì)低壓的電壓也會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)。

共地，本質(zhì)上就是把原來的共模干擾，變成了差模干擾，所以干擾放大了很多。

在有高低壓布線的時(shí)候，一定要注意兩者的區(qū)別，比如開關(guān)電源的初級(jí)，用UC3842之類的電路，因?yàn)槌跫?jí)就存在高低壓布線問題，UC3842的供電在10多伏，而它驅(qū)動(dòng)的功率管電壓瞬間可以達(dá)到500V，并且他們兩者是共地的，所以一般建議他們的共地采用單點(diǎn)接地，同時(shí)低壓的跟高壓的布板不要挨得很近，尤其是TOPSWITCH三端電源芯片，對(duì)共地有嚴(yán)格的要求。一是布板器件擺放的合理性，二是單點(diǎn)接地。還有一點(diǎn)，在有幾百伏高壓的開關(guān)電源初級(jí)，一般建議用專用的電源類IC，而不是采用MCU之類的驅(qū)動(dòng)器來代替專用IC，因?yàn)镸CU類的抗干擾能力差，容易跑飛了，若要用，一般要用光耦隔離再驅(qū)動(dòng)，若非要共地，一般建議加屏蔽罩，并且電源等地方的抗干擾一定要處理好。

有網(wǎng)友提到家用電網(wǎng)有火線問題，因?yàn)榘踩?，需要隔離，本文沒有討論安全性問題，只是把這個(gè)高低壓共地干擾問題分析透，主要用于PCB布線等，提高抗干擾能力。