Simular la toma de tierra en LTSpice

Question

Quiero simular la toma de tierra o la tierra de la estructura que está separada de la GND del circuito en LTSpice. Quiero simular el filtro de línea usando los condensadores C2 y C3 en la imagen de abajo.

Véase la imagen inferior para mayor claridad.

Puedo considerar el terminal negativo de la fuente de entrada como neutro, ¿entonces será tierra? Si es así, ¿qué debo conectar a la conexión común de C2 y C3 donde está conectado el GND ahora mismo?

Hay una opción que es poner dos tierras diferentes en la simulación, una para el Neutro y otra para la tierra del cuadro. Ahora, ¿cuáles serán los elementos parásitos que se pondrán entre el neutro y la tierra del bastidor para simular la tierra del bastidor como puesta a tierra?

Answer 1

Hay que tener en cuenta algunas cosas:

1. El suelo no es especial. Ni en la realidad ni en LTSpice. Tierra no es más que el potencial que hemos decidido que sea 0V. Es una etiqueta, y una que es totalmente artificiosa y arbitraria.

2. Para que quede claro, no importa qué parte de tu circuito LTSpice elijas como tierra. Si mueves tu tierra de una red a otra completamente diferente, no habrá ningún cambio en el resultado simulado. Los valores probablemente cambiarán pero sólo superficialmente (porque has cambiado lo que LTSpice está usando para 0V).

3. LTSpice sólo puede simular un circuito. Los nodos de aislamiento o flotantes no son compatibles.

Dicho esto, parece que estás pensando demasiado en esto. Lo único de lo que tienes que preocuparte al elegir tu nodo de tierra es a qué quieres que LTSpice referencie todos los voltajes en la simulación. Eso es todo.

Y cuando se quiere un "segundo suelo", ¿qué significa eso en realidad? Significa que simplemente quieres una red que, a todos los efectos, no esté conectada a tierra, sino que se mantenga al mismo potencial. Mantener el mismo potencial" significa que quieres que sea también un punto de referencia de 0V.

Lo que suelo hacer es utilizar la opción de red 'COM' ya disponible, que no es más que otra etiqueta de red y un símbolo proporcionado por comodidad. No está conectada a tierra, sólo está conectada a lo que se conecta. Construyo mi circuito exactamente como lo pretendo, con la tierra GND separada y las tierras COM colocadas y conectadas tal como estarían físicamente.

Luego, una vez que he terminado, conecto COM a GND... a través de mi fiel resistencia de 1 E. Así es, Exa ohmios. ¿Está perfectamente aislado? No, pero tampoco lo es tu circuito del mundo real. La fuga a través de nuestra resistencia de 1E va a ser inferior a un fA, lo que probablemente es sustancialmente (como, órdenes de magnitud) menos que la fuga que tendrá en el negocio real.

Pero no utilices sólo una resistencia, pon un condensador de 1 zF (sí, zeptofaradio) en paralelo. Esto será de nuevo mucho más bajo que el acoplamiento capacitivo real que casi seguramente está presente cuando esto se construye físicamente, y elimina algunos problemas con valores de resistencia irrealmente altos que hacen que la velocidad de simulación sea extremadamente lenta.

Por supuesto, en su aplicación, probablemente sería mejor tratar de hacer una estimación aproximada del acoplamiento capacitivo parásito que podría tener entre su tierra de alimentación y la tierra del chasis y utilizar ese valor en lugar de un condensador de 1 zF. unos pocos pF no es inusual.

Aquí hay un ejemplo de esto en acción. Es la fijación de texto para una fuente de alimentación push-pull aislada. Tenga en cuenta que el aislamiento se simula utilizando COM en la salida, pero con este pequeño hack de impedancia, todavía se comporta exactamente como se esperaba.

En cualquier caso, es así de sencillo. Pero también es fácil convencernos de que no lo es.

Answer 2

1) Depende del ruido que quieras simular, ruido en modo común o en modo diferencial. Para el modo diferencial puedes evitar conectar el punto medio entre el condensador.

2) No creo que se pueda poner tierra diferente en la especia

Answer 3

Se puede simular cualquier cosa que se pueda modelar. Sólo hay una red de tierra, pero es sólo el punto de referencia para la simulación - la red de cero V. Si estás modelando la tierra del circuito y la tierra del bastidor, significa que tienes dos redes. ¿Cómo están acopladas esas redes? El modo común suele entrar a través de la capacitancia parásita. Así que añade una red "Frame" y añade algo de capacitancia a ambos cables de tu fuente de alimentación. Por ejemplo, así:

En este circuito se supone que:

1. El punto común del filtro Y y el neutro están conectados a PE, sin resistencia ni inductancia parásita.
2. El bastidor sólo está acoplado al circuito a través de la capacitancia parásita, 10pF tanto al neutro como al vivo.

Se puede observar que el marco está esencialmente flotando entre los dos potenciales. Si añadieras algunos detalles sobre cómo está conectado tu circuito, la respuesta podría ser más detallada.

Answer 4

Haz una búsqueda de "sistemas de puesta a tierra". Si usted tiene un neutro y PE corriendo a este circuito, entonces ambos están conectados juntos de vuelta en un panel. Si su marco está conectado a PE, que sería necesario para un listado UL, marco está conectado a tierra. En este caso, el conductor - de V2 es tierra y la unión de su filtro está conectada a tierra también con quizás una resistencia en serie muy baja y alguna inductancia.

Probablemente una mejor idea sea modelar una LISN (red de estabilización de la impedancia de la línea). Esto es lo que se pondría entre una fuente de alimentación y su dispositivo cuando sea probado por un laboratorio de certificación. La V2 sería entonces su fuente de alimentación ideal con conexión a tierra y la línea, el neutro y la PE pasarían por su circuito LISN hasta el circuito de su dispositivo.

Answer 5

Para ver los efectos cambie cada valor con la tolerancia conocida del peor caso y luego reemplace su referencia de 0V con un generador de impulsos a tierra de digamos 1V en su tierra para simular el ruido de banda ancha entre la tierra. Utiliza cualquier tasa de repetición para simular 50 a 50MHz. La CMRR es una función de su cable y de la impedancia desequilibrada del circuito. Introduzca 0,5 uH/m entre el generador para simular la longitud del cable de tierra.