PCB地与机壳电容连接转

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PCB的地与机壳（连接大地）为什么用阻容连接？只用电容是否可以？

PCB板卡置于金属机壳中，机壳一般接大地。PCB的GND与机壳之间经常使用一个电容（0.01uF/1KV）并联一个电阻（1M）连接。请教一下：
（1）这么连接据说是为了做ESD保护，具体原理是什么？
（2）有些机器只用电容，没有1M电阻，两者有何区别？

作者：卢贤资
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1. 电容是干啥用的
从EMS（电磁抗扰度）角度说，这个电容是在假设PE良好连接大地的前提下，降低可能存在的，以大地电平为参考的高频干扰型号对电路的影响，是为了抑制电路和干扰源之间瞬态共模压差的。其实GND直连PE是最好的，但是，直连可能不可操作或者不安全，例如，220V交流电过整流桥之后产生的GND是不可以连接PE的，所以就弄个低频过不去，高频能过去的路径。从EMI（电磁干扰）角度说，如果有与PE相连的金属外壳，有这个高频路径，也能够避免高频信号辐射出来。
2. 1M电阻是干啥用的
这是对付ESD（静电放电）测试用的。因为这种用电容连接PE和GND的系统（浮地系统），在做ESD测试的时候，打入被测电路的电荷无处释放，会逐渐累积，抬升或降低GND相对与PE的电平，累积到一定程度，超过了PE和电路之间的绝缘最薄弱处所能耐受的电压范围，GND和PE之间就会放电，几个纳秒间，在PCB上的产生数十到数百安培的电流，这足以让任何电路因EMP（电磁脉冲）宕机，或者是让PE与电路之间绝缘最薄弱处所在信号连接的器件损坏。但是刚才说了，有时候又不能直接连接PE和GND，那么就用一个1~2M的电阻去慢慢释放这个电荷，以消除二者间的压差。当然1~2M这个数值是根据ESD测试标准选择的，因为IEC61000里面规定最高的重复次数只有10次/秒，如果你搞个1000次/秒的非标ESD放电，那么1~2M的电阻我觉得是不能释放掉累积的电荷的。
3. 题主给的这个电容值太大，一般在1nF左右比较合适
如果答主在变频器、伺服驱动器这样8~16kHz开关频率的工业设备上用这么大的电容值，那么，用户摸外壳会有触电的风险的。一般选到这么大，都是电路其他地方设计不合格，为了对付EMC测试，只好把这个电容加大的。

最后废话一下这个PE，那就是，PE不可靠！PE不可靠！PE不可靠！因为很多国内的客户根本不会给你接上有效的PE，也就是说，你根本无法依靠PE来提升EMS或降低EMI的指标。其实这也不能全怪客户，是因为他们的车间、厂房、办公室根本就没按照电工标准来修，压根就是没有接地线的！所以，我明白PE不可靠以后，就使用一些技巧让电路能够硬抗过EMS测试。

具体情况具体分析，多数情况下，PE（机壳）和GND直连是不行的。
多见的系统是浮地，机壳连PE，PCBA不连PE，这样机壳就是个很好的法拉第笼，有效屏蔽外界。

1M电阻的高阻接地方式，往往是为了在提供EMC保护的同时或者说不影响防护效果的同时限制故障电流，印象中1M是根据人体模型得到的结果。比如内部挂了，GND连到高压上的故障，有这个1M，通过的电流不会伤害人体。

而电容，就是靠它泄放干扰，系统的高频噪声汇聚到GND，通过它流到PE，从而得到抑制。同时，电容的高直流阻可以保证前面的屏蔽效果，类似于隔直通交。
而且最好是安规电容，GND和PE间选用Y电容。

作者：知乎用户
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