交流测量电路为什么GND和N会连在一起

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交流测量电路为什么GND和N会连在一起

解决问题
1 为什么GND要和强电短接？
2 需要隔离，应该如何进行电路设计?
3 为什么建议用N做GND？

信号采样的基本原则
信号采样的基本原则：被测信号的基准参考和测量芯片的基准参考需要在同一个参考点上，才能进行有效的测量。
如何设计可以保证在同一个参考点？把两个基准参考点短接起来。

采样电阻的设计电路
1下图是被测信号以N为参考点的设计

a被测电流信号：电流从L流经继电器，流入负载，然后经过1mR采样电阻，再回到N，形成一个完整的电流回路。采样电阻两端的差分电压送入计量芯片HLW8110进行电流信号的采样。
b被测电压信号：L线电压通过5个200K电阻和1个1K的电阻进行分压，分压电路是从L到N的一个分压电路，然后将220V左右的交流电压，降压至220mV左右送入计量芯片，进行电压信号的采样。
c计量芯片的基准参考电压信号：计量芯片的供电电压VDD和GND，内部的VREF电源电路是以GND为基准的一个参考基准电源，被测的交直流信号是以GND为基准，VREF为参考电平进行的信号的测量。
上图的采样电路符合基本原则吗？
符合，被测信号的基准N和计量芯片供电电源的基准GND，是短接在一起的。
2下图是被测信号以L为参考点的设计

a被测电流信号：电流从N流经继电器，流入负载，然后经过1mR采样电阻，再回到L，形成一个完整的电流回路。采样电阻两端的差分电压送入计量芯片HLW8110进行电流信号的采样。
b被测电压信号：N线电压通过5个200K电阻和1个1K的电阻进行分压，分压电路是从N到L的一个分压电路，然后将220V左右的交流电压，降压至220mV左右送入计量芯片，进行电压信号的采样。
c计量芯片的基准参考电压信号：计量芯片的供电电压VDD和GND，内部的VREF电源电路是以GND为基准的一个参考基准电源，被测的交直流信号是以GND为基准，VREF为参考电平进行的信号的测量。
上图的采样电路符合基本原则吗？
符合，被测信号的基准L和计量芯片供电电源的基准GND，是短接在一起的。

互感器的设计电路
下图是互感器采样的设计电路

从上图可以看出，变比过来的信号，都以GND为参考点，所以被测信号的GND和供电电源的GND是在同一个参考点。
上图的采样电路符合基本原则吗？
符合，被测信号的基准GND和计量芯片供电电源的基准GND，是短接在一起的。

计量电路需要隔离，应该如何设计
因为互感器把交流信号己经隔离了，所以变比出来的信号己经是隔离后的信号，所以不需要进行隔离的处理。
电阻采样电路，因为被采样的信号是交流强电信号，所以系统是带有强电的，如果不进行隔离，就比较危险，一是产品外壳具有隔离强电的能力，另一个是系统内部有外部接口，必须要将强电从内部电源系统上进行隔离。
电阻采样电路隔离方案如下：

从上图可以看出，增加了光藕和一组电源，将强电部分（交流信号和计量芯芯片HLW8110）的信号都隔离在左侧电路，右侧电路由隔离电源VDD进行供电，从而将强电隔离开。

为什么建议采用N做GND？
为什么建议N做GND，那我们需要了解L、N和大地（保护地）之关的关系，当我们用万用表测试L对保护地的电压时，显示的是220V;用万用表测试N和保护地之间的电压时，万用表显示的只有几V。在系统设计的时候，N的节点远远多于L的节点，所以在N节点在PCB上点有的面积是要超过L的，强电压的面积大，危险系数也相对大一些，所以才建议尽量采用N线做GND。