Czy powinienem izolować uziemienie izolowanego przetwornika DC / DC?

23

Jeśli podczas projektowania płytki drukowanej korzystam z izolowanego przetwornika DC / DC, czy powinienem izolować masę wejścia i masę wyjścia, jak pokazano poniżej?

Izolowane DC / DC

Nigdy nie izolowałem uziemień (z wyjątkiem AGND i DGND), ale zawsze używałem jednej płaszczyzny uziemienia dla wejściowych i wyjściowych uziemień dowolnego przetwornika DC / DC, jak pokazano poniżej:

Nieizolowany

Czy ta praktyka nie jest zalecana? A kiedy zaleca się stosowanie izolowanego DC / DC, a kiedy nie?

Dzięki.

Abdella
źródło
Często jedynym rozwiązaniem konstrukcyjnym jest izolowany moduł, nawet jeśli izolacja nie stanowi problemu. Prowadzi to zatem do ważnego pytania o optymalną topologię gruntu.
Michael L Anderson
Zrobiłem projekt z izolowanym urządzeniem przełączającym DC / DC i nie powinieneś łączyć uziemienia za pomocą przewodu. Jednak umieszczenie kondensatora w celu połączenia dwóch uziemień pomogło złagodzić problemy z hałasem z powodu nieoptymalnego układu.
lucas92

Odpowiedzi:

16

Jeśli połączysz te dwa elementy, to nie jest tak naprawdę przydatne izolowany konwerter. To byłoby jak dwa napięcia zasilające w tym samym obwodzie, jak +5 V dla logiki i +12 V dla przekaźników lub coś w tym rodzaju. Dwa zasilacze mogą również dzielić swoje uziemienie, ale w ten sposób nie są izolowane, nawet jeśli w przeciwnym razie unosiłyby się jak baterie.

Izolacja jest często ze względów bezpieczeństwa lub w celu uniknięcia pętli uziemienia, jak mówi Tony. Jednym z powodów korzystania z izolowanego konwertera może być zmiennoprzecinkowe wyjście, aby można było do niego odwoływać w dowolny sposób. Jeśli jest to na przykład konwerter 5 V / 5 V, wówczas podłączenie Vout do masy wejściowej da -5 V do masy wyjściowej.

Więc jeśli miałeś dobry powód do izolacji, nie łącz tych podstaw.

stevenvh
źródło
8

Odpowiedź zależy od tego, czy wyjściowa moc prądu stałego zostanie użyta w izolacji. Na przykład, czy będzie działał czujnik poruszający się po napięciu linii energetycznej? Czy należy go odizolować, aby uniknąć pętli uziemienia z urządzeniami zewnętrznymi? Czy należy go odizolować, aby umożliwić w pełni izolowane działanie przy minimalnym wycieku do uziemienia, jak to często ma miejsce w przypadku urządzeń medycznych podłączonych do pacjentów?

Jeśli chcesz tylko innego napięcia prądu stałego w tym samym obwodzie z uziemieniem, izolowane źródło zasilania jest nadmierne. W takim przypadku łączymy obie podstawy, aby uzyskać nieizolowany zasób.

Olin Lathrop
źródło
2

Istnieje tyle powodów izolacji i wspólnego uziemienia w DC-DC. Problemem są kompromisy, ale zwykle kosztują nieco więcej w przypadku podwójnych izolowanych uzwojeń w porównaniu z pojedynczą uzwojoną częścią magnetyczną. Dlatego powody muszą uzasadnić dodatkowy koszt.

Oprócz powodów, dla których Olin miał;

a) unikać zewnętrznych pętli uziemienia

b) zapewniają dodatkową ochronę przed wyciekami w zatwierdzonym przez lekarza bezpieczeństwie aparatu pacjenta

c) Zapewnienie wspólnego rozwiązania dla wyjścia V + lub V- out.
- Często określane jako wyjście odwrócone, ale z opcją podłączenia uziemienia do wyjścia + lub -

Wadą są pływające drugorzędne, które częściej mają wysoki szum CM bez uziemienia o niskiej impedancji, są bardziej prawdopodobne, że spowodują wyjście EMC do obwodów mikrofonu o wysokim wzmocnieniu ze słabym CMMR, ponieważ wyciek izolacji działa, gdy zawartość harmonicznych wzrasta wraz z pojemnością sprzężenia przeplatanie, w niektórych przypadkach powodujące problemy z wejściami telefonicznymi i innymi analogowymi urządzeniami peryferyjnymi. Jest to specyficzne dla projektu i nie dotyczy wszystkich konwerterów DC-DC.

Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
źródło
5
Twoje powody A i B nie są uzupełnieniem moich, są to moje drugie i trzecie powody, właściwie dosłownie.
Olin Lathrop