【初心者向け】GND浮きの意味・仕組みについて解説します！

電子回路で「GND浮き」という用語がよく出てくる。
どんな意味なんだろう？

こんな疑問を解消します。

GND浮きとは、『GND電位が0Vでなくなること』を意味します。

グランド電位が0Vでなくなるとは、『グランド電位より高くなること』『グランド電位より低くなること』の両方を指します。

そこで今回は、『GND浮きの意味・仕組み』について解説していきます！

本記事の内容・ GND浮きとは
・車載製品の電子回路GND
・ GND浮きの仕組み
・車体ボディー間のGND浮き
・まとめ

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GND浮きとは

GND浮きとは、『GND電位が0Vからズレてしまうこと』であり、自動車の電気回路では必ず考慮されています。

本来、GND電位は0Vですが、電位が上下してしまうため、設計エンジニアは『GND電位のズレ幅』も考慮して回路設計しなければなりません。

それでは続いて、『なぜGND浮きが発生してしまうのか』解説していきます。

自動車には、多くの電子回路が搭載されています。

そのため、全ての回路から『電源バッテリーのマイナス端子』まで配線を引くことはできません。

全ての電子回路から電源バッテリーまで配線を引けば、凄まじいスペースを取りますからね。

そこで、『電源バッテリーのマイナス端子を車体のボディーと接続し、各電子回路のGNDをボディーに接続する』ことでGNDをまかなっているのです。

ボディーは金属であるため、もちろん『抵抗成分』があります。

そのため、『ボディーから電源バッテリーのマイナス端子まで電流が流れる際に電圧降下が発生する』のです。

電圧降下が発生するということは、ボディーと『電源バッテリーのマイナス端子』は電位が異なりますね。

この電位差が『GND浮き』です。

『ボディー間でも電圧降下によって電位が異なる』ことに注意しなければなりません。

各電子回路のGNDが接続されているボディーは位置が異なるため、車体ボディー間のGND浮きも考慮する必要があるのです。

例えば、マイコンGNDとSW入力部GNDで考えてみましょう。

GND浮きの例

SW入力部GNDよりマイコンGNDの方が電源バッテリーに近い場合、電流が流れる経路は以下のようになります。

SW入力部GND → マイコンGND → 電源バッテリー

その場合、電位の高さは以下となります。

SW入力部GND ＞マイコンGND ＞電源バッテリー

このように、回路によって『GNDの電位』が異なるのです。

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いかがでしたでしょうか。

電子回路設計者にとって『GND浮きは必須の知識』です。

GND浮きの意味・仕組みをしっかりと理解しましょう。

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