Simulasikan Pembumian di LTSpice

Saya ingin mensimulasikan pembumian atau rangka tanah yang terpisah dari sirkuit GND di LTSpice. Saya ingin mensimulasikan garis filter menggunakan kapasitor Y C2 dan C3 pada gambar di bawah ini.

Lihat gambar di bawah ini untuk kejelasan.

Saya dapat menganggap terminal sumber input negatif sebagai Netral, jadi apakah itu ground? Jika ya maka apa yang harus saya hubungkan ke koneksi umum C2 dan C3 di mana GND terhubung sekarang?

Ada satu opsi untuk meletakkan dua ground yang berbeda dalam simulasi, satu untuk Netral dan satu lagi untuk frame ground. Sekarang, apa yang akan menjadi elemen parasit yang diletakkan antara Netral dan bingkai tanah untuk mensimulasikan bingkai tanah sebagai pembumian?

Beberapa hal yang perlu diingat:

1. Tanah tidak spesial. Tidak dalam kenyataan, dan tidak dalam LTSpice. Ground tidak lebih dari potensi yang kami putuskan sebagai 0V. Itu adalah label, dan label yang sepenuhnya dibuat-buat dan sewenang-wenang.

2. Untuk mengantar pulang poin saya, tidak masalah bagian sirkuit LTSpice mana yang Anda pilih sebagai landasan. Jika Anda memindahkan tanah dari satu jaring ke jaring yang sama sekali berbeda, tidak akan ada perubahan apa pun dalam hasil yang disimulasikan. Nilai-nilai mungkin akan berubah tetapi hanya dangkal (karena Anda telah mengubah apa yang digunakan LTSpice untuk 0V).

3. LTSpice hanya dapat mensimulasikan satu sirkuit. Isolasi atau floating node tidak didukung.

Yang mengatakan, sepertinya Anda mungkin terlalu memikirkan ini. Satu-satunya hal yang perlu Anda khawatirkan ketika memilih ground node Anda adalah apa yang Anda inginkan LTSpice untuk merujuk semua tegangan dalam simulasi. Itu saja.

Dan ketika Anda menginginkan 'tanah kedua', apa artinya itu sebenarnya? Ini berarti Anda hanya ingin jaring yang, untuk semua maksud dan tujuan, tidak terhubung ke ground, tetapi disimpan pada potensi yang sama. 'Terus pada potensi yang sama' di sini benar-benar hanya berarti Anda ingin ini juga menjadi titik referensi 0V.

Apa yang biasanya saya lakukan adalah menggunakan opsi net 'COM' yang sudah tersedia, yang hanya merupakan label dan simbol net yang disediakan untuk kenyamanan. Itu tidak terhubung ke ground, itu hanya terhubung ke apa Anda menghubungkannya. Saya membangun sirkuit saya persis seperti yang saya inginkan, dengan tanah GND terpisah dan alasan COM ditempatkan dan terhubung seperti halnya secara fisik.

Kemudian, setelah saya selesai, saya menghubungkan COM ke GND ... melalui resistor 1 EΩ terpercaya saya. Itu benar, Exa ohm. Apakah itu sangat terisolasi? Tidak, tetapi tidak juga sirkuit dunia nyata Anda. Kebocoran melalui resistor 1EΩ kami akan menjadi kurang dari fA, yang kemungkinan besar (seperti, urutan besarnya) kurang dari kebocoran yang akan Anda dapatkan dalam transaksi nyata.

Tapi jangan hanya menggunakan resistor, letakkan kapasitor 1 zF (yep, zeptofarad) secara paralel. Ini lagi akan jauh lebih rendah daripada kopling kapasitif nyata yang hampir pasti hadir ketika ini dibangun secara fisik, dan menghilangkan beberapa masalah dengan nilai resistansi tinggi yang tidak realistis membuat kecepatan simulasi sangat lambat.

Tentu saja, dalam aplikasi Anda, mungkin akan lebih baik mencoba dan membuat perkiraan kasar tentang kapasitif kopling yang mungkin Anda miliki antara catu daya dan casis dan menggunakan nilai itu alih-alih kapasitor 1 zF. beberapa pF bukanlah tidak biasa.

Berikut adalah contoh tindakan ini. Ini adalah perlengkapan teks untuk catu daya push-pull yang terisolasi. Perhatikan bahwa isolasi disimulasikan menggunakan COM pada output, tetapi dengan hack impedansi kecil ini, masih berperilaku tepat seperti yang diharapkan.

Bagaimanapun, itu sesederhana itu. Tetapi juga mudah untuk meyakinkan diri kita sendiri bahwa itu tidak benar.

1) Ini tergantung pada noise apa yang ingin Anda simulasikan, noise mode umum atau noise mode diferensial. Untuk mode diferensial, Anda dapat menghindari menghubungkan titik tengah antara kapasitor.

2) Saya tidak berpikir bahwa Anda dapat meletakkan tanah yang berbeda pada rempah-rempah

Anda dapat mensimulasikan apa pun yang dapat Anda modelkan. Hanya ada satu ground net, tetapi hanya titik referensi untuk simulasi - nol V net. Jika Anda memodelkan ground sirkuit dan ground frame, itu artinya Anda memiliki dua jaring. Bagaimana jaring-jaring itu digabungkan? Mode umum biasanya masuk melalui kapasitansi parasit. Jadi tambahkan jaring "Frame" dan tambahkan kapasitansi ke kedua kabel catu daya Anda. Misalnya seperti ini:

Di sirkuit ini diasumsikan bahwa:

1. Titik umum filter Y dan netral terhubung ke PE, tidak ada resistensi parasit atau induktansi.
2. Bingkai hanya digabungkan ke sirkuit melalui kapasitansi parasit, 10pF ke netral dan hidup.

Anda dapat mengamati bahwa frame pada dasarnya mengambang di antara dua potensi. Jika Anda ingin menambahkan beberapa detail tentang bagaimana rangkaian Anda terhubung, jawabannya bisa lebih detail.

Lakukan pencarian untuk "sistem pembumian." Jika Anda memiliki netral dan PE berjalan ke sirkuit ini, maka keduanya terhubung bersama kembali di panel. Jika frame Anda terhubung ke PE, yang akan diperlukan untuk daftar UL, frame terhubung ke ground. Dalam hal ini, - lead dari V2 adalah ground dan persimpangan filter Anda terhubung ke ground juga dengan resistansi seri yang sangat rendah dan beberapa induktansi.

Mungkin ide yang lebih baik adalah memodelkan LISN (jaringan stabilisasi impedansi saluran). Inilah yang akan diletakkan antara sumber daya dan perangkat Anda saat diuji oleh laboratorium sertifikasi. V2 kemudian akan menjadi sumber listrik ground yang ideal dan saluran, netral, dan PE akan dijalankan melalui sirkuit LISN Anda ke sirkuit perangkat Anda.

Untuk melihat efek mengubah setiap nilai dengan toleransi kasus terburuk yang diketahui, maka ganti referensi 0V Anda dengan generator impuls ground dari katakanlah 1V di ground Anda untuk mensimulasikan kebisingan broadband antara ground. Gunakan tingkat rep untuk mensimulasikan 50 hingga 50MHz. CMRR adalah fungsi dari impedansi kabel dan sirkuit Anda yang tidak seimbang. Masukkan 0,5 uH / m antara generator untuk mensimulasikan panjang kabel ground.