Haruskah saya mengisolasi alasan konverter DC / DC yang terisolasi?

23

Jika saya menggunakan konverter DC / DC terisolasi, ketika mendesain PCB, haruskah saya mengisolasi ground input dan ground output seperti yang ditunjukkan di bawah ini?

DC / DC terisolasi

Saya tidak pernah mengisolasi dasar (kecuali untuk AGND dan DGND) tetapi selalu menggunakan satu bidang tanah tunggal untuk alasan input dan output dari setiap konverter DC / DC seperti yang ditunjukkan di bawah ini:

Tidak terisolasi

Apakah praktik ini tidak disarankan? Dan kapan direkomendasikan untuk menggunakan DC / DC yang terisolasi dan kapan tidak?

Terima kasih.

power-supply power pcb pcb-design dc-dc-converter Abdella
sumber
Seringkali satu-satunya pilihan desain adalah modul yang terisolasi, bahkan ketika isolasi tidak menjadi masalah. Jadi ini mengarah pada pertanyaan yang valid tentang apa topologi dasar yang seharusnya.
Michael L Anderson
Saya telah melakukan desain dengan perangkat switching DC / DC terisolasi, dan Anda tidak harus menghubungkan tanah dengan kawat. Namun, menempatkan kapasitor untuk menghubungkan kedua landasan membantu mengurangi masalah kebisingan karena tata letak yang tidak optimal.
lucas92

Jawaban:

16

Jika Anda akan menghubungkan dua alasan itu tidak benar-benar berguna untuk memiliki konverter terisolasi di tempat pertama. Itu akan seperti dua tegangan suplai pada sirkuit yang sama, seperti +5 V untuk logika, dan +12 V untuk relay, atau sesuatu seperti itu. Kedua catu daya ini mungkin juga hanya berbagi lahan, tetapi dengan cara itu mereka tidak terisolasi, bahkan jika mereka akan mengambang, seperti baterai.

Isolasi sering untuk alasan keamanan, atau untuk menghindari loop tanah, seperti kata Tony. Salah satu alasan untuk menggunakan konverter yang terisolasi mungkin adalah untuk memiliki output mengambang sehingga Anda dapat referensi dengan cara apa pun yang Anda inginkan. Jika itu konverter 5 V / 5V misalnya, maka menghubungkan Vout ke ground input akan memberi Anda -5 V di ground output.

Jadi, jika Anda memiliki alasan yang baik untuk melakukan isolasi, jangan menghubungkan alasan.

stevenvh
sumber
8

Jawabannya tergantung pada apakah daya DC output akan digunakan terisolasi. Misalnya, apakah akan menjalankan sensor yang menaiki voltase saluran listrik? Apakah perlu diisolasi untuk menghindari loop tanah dengan peralatan eksternal? Apakah perlu diisolasi untuk memungkinkan operasi yang sepenuhnya terisolasi dengan kebocoran minimal ke arde, seperti yang sering terjadi pada perangkat medis yang terhubung ke pasien?

Jika Anda hanya menginginkan tegangan DC yang berbeda di sirkuit yang direferensikan ke tanah yang sama, maka pasokan yang terisolasi terlalu berlebihan. Dalam hal ini, Anda mengikat kedua dasar bersama-sama untuk membuat persediaan yang tidak terisolasi.

Olin Lathrop
sumber
2

Ada banyak alasan untuk isolasi dan kesamaan di DC-DC. Masalahnya adalah pengorbanan tetapi cenderung lebih mahal dengan belitan terisolasi ganda vs bagian magnetik satu luka. Oleh karena itu, alasan perlu membenarkan biaya tambahan.

Selain alasan Olin untuk;

a) hindari loop ground eksternal

b) memberikan perlindungan tambahan terhadap kebocoran dalam keselamatan aparatur pasien yang disetujui secara medis

c) Memberikan solusi umum untuk V + atau V-out.
- Sering disebut sebagai output terbalik tetapi dengan opsi untuk menghubungkan ground ke + atau - output

Sisi buruknya adalah mengambang sekunder lebih cenderung memiliki kebisingan CM tinggi tanpa ground impedansi rendah, mereka lebih cenderung menyebabkan jalan keluar EMC ke sirkuit mikrofon gain tinggi dengan CMMR yang buruk karena kebocoran isolasi berfungsi karena konten harmonik meningkat dengan kapasitansi kopling terjalin membuat beberapa masalah dengan input telepon dan periferal analog lainnya dalam beberapa kasus. Ini khusus untuk desain dan tidak semua konverter DC-DC.

Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
sumber
5
Alasan Anda A dan B tidak di samping alasan saya, mereka adalah alasan kedua dan ketiga saya, cukup banyak kata demi kata.
Olin Lathrop