Подключение заземления DC-DC преобразователя в одной точке

Были вопросы по подключению заземления изолированного DC-DC преобразователя. Однако я не смог найти ничего, что обсуждало бы, должны ли два заземления (при соединении) быть соединены только в одной точке.

Я соединил входной и выходной возвраты изолированного преобразователя постоянного тока с помощью перемычки в одной точке и, следовательно, создал два разделенных заземления на нижнем слое (как показано на изображении макета). Это целесообразно? Просто для ясности: на этой плате нет других аналоговых схем (АЦП, ЦАП и т. д.), только типичные компоненты, которые сопровождают преобразователь постоянного тока: предохранитель, диод TVS, фильтрующие колпачки и LC-фильтр.

Спасибо!

введите описание изображения здесь

введите описание изображения здесь

Я не думаю, что есть какие-либо проблемы с простым соединением плоскостей, если только вы не обеспокоены утечкой токов заземления через барьер в нежелательных местах. Но реальный вопрос заключается в том, зачем вам тратить деньги на изолированный преобразователь, если вы просто не изолируете его?
@ Даниэль У меня действительно есть веская причина (по крайней мере, насколько я знаю). Мой источник питания представляет собой литий-ионный аккумулятор, который обеспечивает 12–16,8 В, в то время как для одной из моих плат требуется регулируемый вход 12 В. Я не смог найти неизолированный преобразователь постоянного тока в постоянный, который бы выдавал регулируемое напряжение 12 В, когда на его входе тоже 12 В. С другой стороны, довольно легко найти изолированные преобразователи постоянного тока, которые могут выдавать 12 В с входным диапазоном от 9 В до 18 В или от 9 В до 36 В.
Ах. Если вы можете найти модуль, вам нужен конвертер Buck-Boost или SEPIC. И будьте осторожны с выходом вашего изолированного питания. Он может иметь не такой стабильный выход, как вы ожидаете, при различных нагрузках! (т.е. может потребоваться дополнительное регулирование)
Переместил мои ответы в ответ и добавил несколько предупреждений о преобразователях Buck-Boost.
@Daniel Я удалил свой предыдущий комментарий, так как топология Buck-Boost не работала для моей схемы (поскольку земля используется в другом месте).

Ответы (2)

Так подключать нормально, это просто означает, что у вас будет неизолированный преобразователь.

Одиночный заземляющий слой тоже подойдет, так как это всего лишь плата преобразователя мощности. Обычные причины для разделенной заземляющей пластины (или, в более общем смысле, звездообразной топологии заземления) заключаются в том, что у вас есть разные типы сигналов в разных блоках цепи, и вы хотите гарантировать, что токи заземления в одном блоке не индуцируют напряжение в земля другого блока.

Вы можете обнаружить, что дешевле купить неизолированный преобразователь, чем делать его из изолированного преобразователя.

Да, вы совершенно правы: неизолированные преобразователи дешевле изолированных, но очень трудно найти неизолированные преобразователи, которые будут выдавать регулируемые 12В при входном напряжении в диапазоне 12В-16,8В.
Если вы действительно хотите построить импульсный преобразователь вместо подключения герметизированного модуля (я обычно этого не делаю!), то быстрый поиск в Google указывает, что LT3957 или LT3759 могут работать с преобразователем SEPIC, который справится с этим. Я уверен, что есть и другие.

Я не думаю, что есть какие-либо проблемы с простым соединением плоскостей, если только вы не обеспокоены утечкой токов заземления через барьер в нежелательных местах.

Если вам нужен неизолированный преобразователь, который может преобразовывать вверх или вниз, вам нужен преобразователь Buck-Boost или SEPIC. Обратите внимание, что Buck-Boost фактически генерирует отрицательное напряжение по отношению к земле!

Если это не проблема для вашей схемы (ей не нужно взаимодействовать ни с чем другим), вы можете просто поменять местами клеммы -V и GND и получить положительное питание. Но будьте осторожны, потому что ваша новая земля больше не «земля»!

Если вы решите остаться с изолированным питанием, будьте осторожны с регулировкой мощности. Он может иметь не такой стабильный выход, как вы ожидаете, при различных нагрузках! (т.е. может потребоваться дополнительное регулирование)

Я думаю, что SEPIC имеет положительное выходное напряжение и что buck-boost и Cuk инвертированы. Однако Cuk не имеет прерывистого выходного тока, поэтому его немного проще фильтровать и обеспечивать соответствие требованиям ЭМС. Я понятия не имею о наличии предварительно упакованных модулей управления для этих топологий!
Преобразователь Buck-Boost не будет работать, так как земля находится в другом месте цепи. @WilliamBrodie-Tyrrell Есть и другие сложности, если бы я использовал преобразователь SEPIC. Поскольку мне нужна выходная мощность 10 Вт, все микросхемы SEPIC, которые я нашел, перегревались бы при моей максимальной нагрузке (согласно моим быстрым каракулям теплового расчета). Кроме того, я не смог найти ни одного SEPIC, способного работать со 100% рабочим циклом (случай, когда Vin=Vout=12 В); максимальное число рабочих циклов для преобразователей SEPIC более высокого уровня составляет 90%. Я решил придерживаться изолированного преобразователя, так как построенный мной прототип работает.
Жаль это слышать. Иногда приходится решать практические проблемы раздражающим образом...
LT3759 позволяет вам использовать любой внешний переключатель FET, который вы хотите, для любого тока, который вы хотите. SEPIC никогда не может работать со 100% рабочим циклом, потому что он имеет последовательный конденсатор. Для соотношения напряжений 1:1 рабочий цикл SEPIC фактически будет очень близок к 50%. См. стр. 20 этого описания: cds.linear.com/docs/en/datasheet/3759fc.pdf , тем не менее, это гораздо больше работы, чем подключение изолированного модуля!
@WilliamBrodie-Tyrrell Это отличный чип. Однако я обсуждаю использование этого чипа, поскольку у меня нет возможности припаять открытую площадку; Я мог бы разместить большие переходные отверстия на площадке, чтобы припаять ее снизу, но я немного скептически отношусь к этому, так как не делал этого раньше. После еще нескольких поисков я нашел LTC1871, который очень похож в работе на LT3759 и должен быть в состоянии обрабатывать уровни выходной мощности, которые мне нужны, без перегрева. Как вы сказали, это определенно больше работы по настройке (но это основная часть удовольствия)!
@CuriousCat, если вы решитесь разрабатывать собственные схемы коммутаторов, ожидайте некоторых трудностей :) Это сложное, но полезное занятие!
Вместо buck-boost вы также можете рассмотреть повышение, за которым следует buck (как ни странно, это не то же самое, что buck-boost). Для этого потребуется больше компонентов, и он может быть немного менее эффективным, но он работает.
Подключение заземления DC-DC преобразователя в одной точке
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v