¿Debo separar la tierra de alimentación de la tierra de control?

Question

Estoy diseñando el inversor monofásico. La entrada del inversor es de unos 35 Vcc, y la salida es de 24 Vca. Las corrientes de salida serán inferiores a 1A. Controlo el inversor con F280039C de TI en una tarjeta hija . Tengo múltiples señales ADC que vienen del inversor al microcontrolador a través de op-amps. (corrientes y tensiones de detección de entradas y salidas).

Estaba pensando en diseñarlo con tierra de potencia y tierra de control separadas y uniendo las dos tierras mediante perlas de ferrita. Confío mucho en diseño de inversor monofásico de TI . Entonces empecé a leer acerca de la separación de motivos, y ahora no estoy seguro de si es un buen enfoque. He leído algunos artículos, por ejemplo en altium.com, pero en su mayoría dividen los enfoques a los diseños aislados (con transformador) y no aislados. El caso del inversor es un poco diferente. ¿Debería seguir con el enfoque de TI y utilizar sólo bolas de ferrita o crear un único plano de tierra y separar los componentes en la placa?

Mi diagrama y concepto de PCB: - lo siento por el color amarillo, me di cuenta de que después de exportar desde mi eINK

Answer 1

Separar los terrenos no es un buen enfoque. El problema es que las corrientes de retorno crean una tensión de modo común a través de la resistencia de los planos de tierra.

Para un cobre de 0,5 onzas, la resistencia es de 1 m/pulgada cuadrada.

Digamos que tienes una corriente de 1A corriendo a través de ese 1m, obtendrás 1mV de voltaje de modo común o 'rebote a tierra'. (esto también sólo importa si la corriente está cambiando, porque si es constante, entonces verás un desplazamiento constante que no es un problema para la mayoría de las aplicaciones).

¿Y el cobre de 1 onza? Es el doble de grosor y la mitad de resistencia, así que sólo 0,5 mV.

¿Qué tal 1A a través de 5 pulgadas lineales cuadradas de 0.5oz de cobre? eso sería alrededor de 5mV, para 1oz 2.5mV.

Así que si el diseño puede tolerar mV, entonces está bien... uV no tanto.

Pues calcúlalo. Encuentra la corriente más grande, correrá por el camino más corto y estima la resistencia del cobre y podrás encontrar cuanto voltaje habrá en el plano de tierra.

Otra cosa... puedes redirigir las corrientes reordenando los componentes de la placa para que las corrientes altas no vuelvan a pasar por las zonas sensibles. He sido capaz de hacer esto con diseños uV en placas que generan unos pocos amperios de corriente sin aislamiento o separación de tierra.