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Uso de símbolos de tierra en los diagramas de circuitos

En esta pregunta es el siguiente diagrama para un amplificador de voltaje destinado a pequeños dispositivos alimentados por baterías

circuit diagram

El Especificaciones de la TPS61200 dice que GND es control/tierra lógica y el PGND es tierra de poder pero esto no se refleja en los símbolos elegidos en el diagrama. También estoy desconcertado por qué el vínculo con la Tierra se muestra en GND en lugar de en PGND.

De esta llave parece que varias partes del circuito anterior deben ser atadas a tierra del chasis y no (digamos) digital/común/señal/control/tierra lógica.

symbol chart

¿Por qué especificar la tierra del chasis? ¿Me equivoco al interpretar eso como la parte metálica de un chasis que está (normalmente) conectada a tierra a través de la conexión eléctrica principal por razones de seguridad.

He mirado preguntas similares here† pero todavía estoy desconcertado por la elección de los símbolos en el circuito de ejemplo.

¿Por qué se utilizan estos símbolos particulares en este diagrama de circuito?

† Preguntas relacionadas

12voto

Brian Drummond Puntos 27798

El diseñador ha intentado indicar en el esquema la forma en que deben separarse las tierras, y ha hecho un trabajo razonable con los símbolos estándar de que dispone.

Debería haber una descripción detallada y directrices escritas en la hoja de datos, así como diseños de PCB recomendados, ya sea allí o en una nota de aplicación separada (si busca este chip en el sitio web de TI, las notas de aplicación pertinentes deberían ser fáciles de encontrar)

Pero básicamente, el CI contiene tanto un amplificador de alta ganancia con una entrada sensible, como un interruptor de alta corriente, capaz de generar mucho ruido. Con una conexión a tierra incorrecta, las altas corrientes en los cables de tierra pueden generar señales no deseadas en la entrada del amplificador, provocando inestabilidad o una mala regulación de la tensión.

La solución es, en la medida de lo posible, proporcionar dos tomas de tierra separadas; una silenciosa para las señales sensibles (denominada "toma de tierra") y otra para las corrientes elevadas (denominada toma de tierra del chasis, que no tiene que estar conectada al chasis real). Ambas DEBEN estar conectadas entre sí, en un punto cuidadosamente elegido, a veces llamado "tierra en estrella" (término de búsqueda muy útil para leer más).

Así, R1 y R2 proporcionan la retroalimentación de tensión al amplificador de error. No se quiere inyectar grandes errores a través de R2, por lo que se devuelve a la tierra silenciosa. El amplificador de error tomará su referencia del pin "GND" (de nuevo en la tierra silenciosa)

Ahora...

La corriente de conmutación a través de L impone una enorme forma de onda de corriente alterna en Vin, y genera una enorme corriente alterna en Vout respectivamente. Estas corrientes se comunican a tierra a través de C1 y C2 respectivamente.

De hecho, la parte de potencia de este circuito puede leerse como un bucle continuo GND -> C1 -> L1 -> (switch inside chip between L and Vout) -> C2 -> GND.

Este bucle es la parte más importante del circuito y debe ser lo más pequeño posible. Lo mejor es poner los cables GND de C1 y C2 uno al lado del otro - prácticamente toda la corriente alterna va de un pin C directamente al otro. Las otras conexiones (PGND, VAUX a través de C3) son menos importantes pero también van a este punto.

Y una traza (razonablemente gruesa) desde aquí hasta la tierra de bajo ruido llevará relativamente poca corriente, con relativamente poco ruido en ella.

Aprender a leer esta ruta de alta corriente y mantenerla separada de la tierra de bajo ruido será de gran ayuda para que sus conmutadores no tengan problemas.

4voto

ianb Puntos 659

La IEC60417 es la supuesta norma a la que deberían adherirse los símbolos en Europa (como mínimo), pero creo que no hay obligación legal, excepto para la tierra de protección (PE). Aquí hay una imagen: -

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Aviso #5019 - debe usarse cuando se especifica una tierra de protección y lo he visto en varias cajas y piezas de equipo para significar precisamente eso - es la conexión de tierra de protección.

El autor de la pregunta muestra el símbolo de "tierra de protección" y esto lo discuto en nombre de toda la UE. Pero quién puede decir a qué "región" se aplican los símbolos del preguntador y no me sorprendería que los burócratas hayan cambiado de opinión sobre las cosas de nuevo.

Si se utiliza el símbolo PE entonces es lo que es y tiene que ser PERO, todo vale para los otros símbolos. Como he insinuado en mi comentario, para evitar que el ruido de alimentación-tierra altere la retroalimentación y la regulación de este dispositivo (y la mayoría de los otros reguladores de conmutación si tienen pines separados) se utilizan diferentes símbolos para ayudar al lector a entender las áreas importantes que se deben considerar en el diseño.

3voto

AndroidUser Puntos 26

En este caso, es una cuestión de contexto. Los símbolos denotan tierras separadas, y ahí termina su significado. Es muy poco probable que la tierra de alimentación esté conectada al chasis, y que la tierra digital esté conectada a la tierra. Lo más probable es que ambas masas vayan al terminal negativo de la batería. Cada vez que hay una posibilidad de confusión como esta, se debe anotar en el esquema, y una nota explicando lo que significa el uso del símbolo.

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