Sollte ich die Erdung eines isolierten DC / DC-Wandlers isolieren?

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Wenn ich beim Entwerfen der Leiterplatte einen isolierten DC / DC-Wandler verwende, muss ich dann die Masse des Eingangs und die Masse des Ausgangs wie unten gezeigt isolieren?

Isoliertes DC / DC

Ich habe nie eine isolierte Erdung (mit Ausnahme von AGND und DGND) verwendet, sondern immer eine einzige Erdungsebene für die Eingangs- und Ausgangserdung eines DC / DC-Wandlers (siehe unten):

Nicht isoliert

Wird diese Praxis nicht empfohlen? Und wann wird die Verwendung eines isolierten DC / DC empfohlen und wann nicht?

Vielen Dank.

Abdella
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Oft ist die einzige Entwurfsoption ein isoliertes Modul, auch wenn die Isolation kein Problem darstellt. Dies führt zu der berechtigten Frage, wie die optimale Bodentopologie aussehen soll.
Michael L Anderson
Ich habe einen Entwurf mit einem isolierten DC / DC-Schaltgerät gemacht, und Sie sollten die Masse nicht mit einem Draht verbinden. Die Anordnung eines Kondensators zur Verbindung der beiden Erdungspunkte trug jedoch dazu bei, Rauschprobleme aufgrund eines nicht optimalen Layouts zu mindern.
Lucas92

Antworten:

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Wenn Sie die beiden Gründe verbinden würden, wäre es nicht wirklich nützlich, einen isolierten Konverter zu haben. Dies entspricht zwei Versorgungsspannungen im selben Stromkreis, wie +5 V für die Logik und +12 V für die Relais oder so ähnlich. Die beiden Netzteile teilen sich möglicherweise auch nur die Erdung, aber auf diese Weise sind sie nicht isoliert, auch wenn sie sonst wie Batterien schweben würden.

Die Isolierung erfolgt oft aus Sicherheitsgründen oder um Erdschleifen zu vermeiden, wie Tony sagt. Ein Grund für die Verwendung eines isolierten Wandlers kann sein, dass er einen potentialfreien Ausgang hat, auf den Sie nach Belieben verweisen können. Wenn es sich zum Beispiel um einen 5-V / 5-V-Wandler handelt, erhalten Sie durch Verbinden von Vout mit der Erdung des Eingangs eine Spannung von -5 V an der Erdung des Ausgangs.

Wenn Sie also einen guten Grund zur Isolation hatten, schließen Sie die Erdung nicht an.

Stevenvh
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Die Antwort hängt davon ab, ob die Ausgangsgleichspannung isoliert verwendet wird. Wird zum Beispiel ein Sensor mit Netzspannung betrieben? Muss es isoliert werden, um Erdschleifen mit externen Geräten zu vermeiden? Muss es isoliert werden, um einen vollständig isolierten Betrieb mit minimaler Leckage zur Erdung zu ermöglichen, wie dies häufig bei an Patienten angeschlossenen medizinischen Geräten der Fall ist?

Wenn Sie nur eine andere Gleichspannung in demselben massebezogenen Stromkreis wünschen, ist eine isolierte Versorgung ein Übermaß. In diesem Fall binden Sie die beiden Gründe zusammen, um eine nicht isolierte Versorgung herzustellen.

Olin Lathrop
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Es gibt ebenso viele Gründe für eine Isolation und eine gemeinsame Masse in DC-DC. Die Probleme sind Kompromisse, kosten aber bei doppelt isolierten Wicklungen tendenziell etwas mehr als bei einem magnetisch gewickelten Teil. Daher müssen die Gründe die zusätzlichen Kosten rechtfertigen.

Neben Olins Gründen zu;

a) Vermeiden Sie externe Erdschleifen

b) einen zusätzlichen Schutz gegen Undichtigkeiten bei der Sicherheit von medizinisch zugelassenen Patientengeräten bieten

c) Bereitstellung einer gemeinsamen Lösung für einen V + oder einen V- Ausgang.
- Wird oft als invertierter Ausgang bezeichnet, bietet jedoch die Möglichkeit, Masse mit + oder - Ausgang zu verbinden

Der Nachteil ist, dass schwebende Sekundärteile mit höherer Wahrscheinlichkeit ein hohes CM-Rauschen ohne eine niederohmige Erdung aufweisen. Sie verursachen mit höherer Wahrscheinlichkeit einen EMV-Austritt zu hochverstärkenden Mikrofonschaltungen mit schlechter CMMR, da die Isolationsstreuung funktioniert, wenn der Oberwellengehalt mit der Kopplungskapazität zunimmt In einigen Fällen kann es zu Problemen mit Telefoneingängen und anderen analogen Peripheriegeräten kommen. Dies ist konstruktionsspezifisch und nicht für alle DC-DC-Wandler gleich.

Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
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Deine Gründe A und B kommen nicht zu meinen Gründen hinzu, sie sind meine zweiten und dritten Gründe, ziemlich wörtlich.
Olin Lathrop