Концепция земель

[hbot]

Всем мяу!

Разработан прибор для тестирования индуктивностей, изображенный на блок-схеме:


Сам прибор состоит из управляющей и силовой части. Сила питается от 15 вольт, управление - от 5 вольт. Для работы требуется подключение внешнего источника питания Е и внешней индуктивности L. Драйверы силовой части управляют мосфетами в мостовой схеме, управляющая часть измеряет ток в индуктивности и вырабатывает затворные импульсы Q и NQ, которые передаются через оптическую развязку на драйверы. Земли управления и силовой части гальванически развязаны - DGND и PGND. Корпус прибора заземляется.

Вопрос состоит в том, как поступить с внутренними землями прибора, т.е. с DGND и PGND - нужно ли их привязать к корпусу и если нужно, то как это сделать правильно?

[Aenigma]

А зачем вообще что-то подавать на корпус? Пусть «земли» остаются гальванически развязанными друг от друга и от физической «земли».

[Телекот]

Да, а рисунок ещё по больше не могли разместить?
Земли должны соединятся, иначе вы как транзисторами управлять будете.

[hbot]

А зачем вообще что-то подавать на корпус? Пусть «земли» остаются гальванически развязанными друг от друга и от физической «земли».

В принципе, можно и не привязывать к корпусу, сейчас всё и так работает. Но я слышал мнение, что если не привязать внутреннюю землю к жёсткому потенциалу, например, к заземлённому корпусу, то возможен неограниченный рост внутреннего потенциала относительно корпуса и последующий пробой. В моей практике такого никогда не было, но повторюсь - слышал о таком, поэтому хочу предусмотреть защиту.
Вторая причина - это плавание земли силовой части PGND относительно земли управления DGND. В данной конфигурации существует связь этих земель только через паразитные ёмксоти, которые малы. Как показывает моделирование - при переключении транзисторов эти ёмкости перезаряжаются, создавая пульсирующие токи, и увеличивают уровень шума.

Да и вообще меня этот вопрос давно волнует - как надо поступать с внутренней землёй прибора, когда его корпус заземляется?

Да, а рисунок ещё по больше не могли разместить?

Извините за размер рисунка. У меня широкий экран - когда рисовал, не рассчитал. Сейчас уменьшил его на 50 процентов - должен помещаться на стандартный монитор.

Земли должны соединятся, иначе вы как транзисторами управлять будете.

Не должны они соединяться - у меня сила полностью от управления развязана.

[Aenigma]

В принципе, можно и не привязывать к корпусу, сейчас всё и так работает. Но я слышал мнение, что если не привязать внутреннюю землю к жёсткому потенциалу, например, к заземлённому корпусу, то возможен неограниченный рост внутреннего потенциала относительно корпуса и последующий пробой. В моей практике такого никогда не было, но повторюсь - слышал о таком, поэтому хочу предусмотреть защиту.

Такая ситуация, в принципе, не исключена, хотя обычно утечки выравнивают потенциалы. Насколько я понимаю, силовую «землю» нельзя ни к чему привязывать, так как это выход прибора, который должен быть развязан? Поскольку потенциал внутренней (сигнальной) «земли» не играет роли, то не понятно, зачем вообще было развязывать две «земли». Пусть бы была одна. Ну, если хочется внутреннюю «землю» развязать и одновременно, ограничить потенциал на ней, то единственный выход - присоединить её к корпусу через большое сопротивление, скажем на 10 МОм.

P.S. Рисунок всё ещё слишком большой - у меня текст немного уезжает, хотя разрешение 1152x864. При разрешении 1024x768 ситуация будет ещё хуже.

[hbot]

Такая ситуация, в принципе не исключена, хотя обычно утечки выравнивают потенциалы. Насколько я понимаю, силовую землю нельзя ни к чему привязывать, поскольку это выход прибора, который должен быть развязан?

Могу лишь сказать, что силовую землю точно не хотелось бы закорачивать на корпус, потому что на неё сажается внешний источник питания Е, который может быть заземлён, а может и не быть. Однако, возможна какая-нибудь высокоимпедансная по постоянному току связь.

Поскольку потенциал внутренней (сигнальной) «земли» не играет роли, то не понятно, зачем вообще было развязывать две «земли»? Пусть бы была одна.

Так сделано для того, чтобы при выгорании силы управление не страдало. Этот подход сэкономил мне уже множество деталей и времени. Раньше как раз никакой развязки не было, и после сбоев приходилось менять чуть ли ни всё.

Ну, если хочется внутреннюю «землю» развязать и одновременно, ограничить потенциал на ней, то единственный выход - присоединить её к корпусу через большое сопротивление, скажем на 10 МОм.

Я так, наверное, и поступлю - привяжу DGND через 1 МОм на корпус. Но тогда всё равно остаётся нерешённым вопрос с силовой землёй. Вот, например, в развязанных импульсных блоках питания типа обратноходового преобразователя землю первички и вторички соединяют через Y-конденсатор ёмкостью несколько нФ, чтобы снизить шумы. Может, мне тоже так стоило бы сделать - соединить PGND и DGND подобной ёмкостью?

[Aenigma]

Вот, например, в развязанных импульсных блоках питания типа обратноходового преобразователя землю первички и вторички соединяют через Y-конденсатор ёмкостью несколько нФ, чтобы снизить шумы. Может, мне тоже так стоило бы сделать - соединить PGND и DGND подобной ёмкостью?

В источнике питания решается другая задача: там наоборот выход должен быть развязан по постоянке, поэтому применяют конденсатор. В Вашем приборе потенциал «земли» нужно подтянуть к физической «земле», это делается резистором. Но конденсатор между «землями» тоже можно поставить, это может помочь в борьбе с помехами, хотя наверняка сказать сложно, помехи - тонкий вопрос.

[hbot]

В источнике питания решается другая задача: там наоборот выход должен быть развязан по постоянке, поэтому применяют конденсатор. В Вашем приборе потенциал «земли» нужно подтянуть к физической «земле», это делается резистором. Но конденсатор между «землями» тоже можно поставить, это может помочь в борьбе с помехами, хотя наверняка сказать сложно, помехи - тонкий вопрос.

Ок, спасибо за советы!