Stratégie de câblage GND de TAP secondaire

Centre secondaire du transformateur Tap GND Stratégie de mise à la terre: Signal Signal Ground vs Châssis Ground

—— Points clés de la conception de la suppression de l'EMC et du bruit du système de service servo

introduction

Dans la conception de l'alimentation du système de conduite servo, la sélection de mise à la terre du TAPPORTER CENTRE TRANSFORME affecte directement la compatibilité électromagnétique du système (EMC), l'intégrité du signal et la sécurité. Sur la base des besoins des scénarios industriels, cet article analyse les mécanismes physiques de différentes stratégies de mise à la terre et compare leurs effets à travers des données mesurées.

1. La signification physique du robinet intermédiaire secondaire

Le TAP central (CT) est souvent utilisé dans la rectification Full - Wave (telle que Dual - Diode Rectification) dans la rectification et le filtrage des circuits. Sa méthode de mise à la terre détermine le chemin de décharge du bruit de fréquence élevé.

Paramètres clés affectant:

• & Common - Mode Noise Chemin: Le robinet central agit comme un «point médian virtuel» pour le bruit élevé - Fréquence, affectant directement la direction du flux de courant commun - Mode
• & Impédance de la boucle de terre: Le choix des points de mise à la terre modifie l'impédance de la boucle de bruit, qui à son tour affecte les émissions conduites (CE) et les émissions rayonnées (RE)

2. Analyse d'effet de la terre du signal numérique (DGND)

1. Méthode de connexion

La connexion du robinet central directement au plan de masse numérique du PCB est courante à faible - Coût ou espace - Conses contraintes:

CT → DGND (plan de sol PCB)
 

2. Avantages

• & Câblage simplifié: pas besoin de dispositifs d'isolement supplémentaires, en réduisant le nombre de couches PCB
• & NBSPSUppress Mode différentiel Bruit: bon effet de filtrage pour le bruit de commutation à basse fréquence (<100 kHz)

3. Défauts et risques

• & Common - Coulage de bruit de mode: Haute - bruit de fréquence (comme MHz - Interférence de niveau causée par la commutation IGBT) est couplée à la boucle de signal à travers le plan de sol

Données mesurées: Lorsqu'un lecteur de servo 400 V est connecté à DGND, le pic - à - la valeur de crête du bus CAN Common - Le bruit du mode atteint 1,2 V (dépassant la limite ISO 11898 - 2)

• Et montée du potentiel sol: les grands transitoires de courant provoquent des fluctuations de potentiel DGND locales, provoquant des erreurs d'échantillonnage ADC

Case: les données de position sautent en raison de la gigue DGND sur une interface de l'encodeur servo (erreur> 5LSB)

3. Analyse d'effet du châssis GND

1. Méthode de connexion

Le robinet central est connecté au châssis métallique à travers un chemin à faible impédance et est généralement utilisé avec un condensateur Y:

CT → Condensateur Y → terre du châssis (connecté à la terre à travers des vis conductrices)
 

2. Avantages

• & Bloquer la boucle de mode commun: le bruit élevé - le bruit de fréquence est déchargé directement à travers le boîtier, réduisant la pollution au sol du signal

Comparaison réelle de mesure: Après avoir connecté le châssis à la terre, l'immunité EFT de l'interface RS485 est améliorée du niveau 2 au niveau 4

• & NBSP-Tatal de dissipation de chaleur: le châssis agit comme un plan de capacité important pour absorber l'énergie transitoire

3. Notes

• & Contrôle d'impédance de mise à la terre: le point de mise à la terre du châssis doit être soudé à plusieurs points ou avec des coussinets conducteurs pour s'assurer que la résistance de contact est <10mΩ
• & Isolement de la sécurité: une isolation renforcée est requise (CEI 61800 - 5 - 1 nécessite une tension de support primaire - Case> 3000VAC)

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4. Stratégie de mise à la terre hybride et conception d'optimisation

1. Perles de ferrite + fonde composite de condensateur Y

Exemple de topologie:

CT → Perle de ferrite (100Ω @ 100MHz) → Y condensateur (2,2NF / 3KV) → Ferme de châssis
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+ -- 0 Ω Caveur de résistance → DGND (connecté uniquement pendant le débogage)
 

effet:

• Et le bruit à basse fréquence est filtré par des billes magnétiques
• Et le bruit à haute fréquence est contourné au châssis via des condensateurs Y
• & DGND peut être temporairement connecté pour le dépannage pendant la phase de débogage

2. Conception d'alimentation isolée

Insérez un dispositif d'isolement entre le sol numérique et le sol du châssis:

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5. Comparaison des données mesurées dans les scénarios industriels

Trois schémas de mise à la terre ont été testés sur un certain type de service de service:

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Vi. Critères de conception et pratique d'ingénierie

• & Prioriser le terrain du châssis:
• Et utiliser du ruban à tressage avec une croix - une zone de section de ≥2,5 mm² pour connecter le boîtier
• Et le point de mise à la terre du châssis est à moins de 5 cm du transformateur pour réduire l'inductance du plomb
• & Étapes de mise en œuvre de la mise à la terre hybride:
• & Étape 1: Mesurez le spectre de bruit à l'aide d'un analyseur d'impédance (Keysight E5061B est recommandé)
• & Étape 2: Sélectionnez la courbe d'impédance des perles en fonction de la fréquence de bruit principale (comme TDK MPZ1608S101A pour 100 MHz)
• & Étape 3: Utilisez un analyseur de réseau pour optimiser la valeur du condensateur Y (Smith Chart Matching)
• & Scénarios interdits:
• & ❌ Tap central flottant (résultant en pas de chemin de libération pour la tension en mode commun)
• & ❌ Connectez le sol DGND et le châssis en même temps (formant une boucle de sol)

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en conclusion

Dans les systèmes de servomotes industriels, il est recommandé que le transformateur intermédiaire secondaire soit connecté à la terre du châssis par un condensateur Y, et qu'une bille magnétique soit utilisée pour atteindre un filtrage sélectif du domaine fréquentiel. Cette solution peut augmenter la marge EMC du système de 6 - 10 dB, tout en garantissant la précision sous - millivolt de la liaison du signal, en répondant aux doubles besoins de la fabrication intelligente moderne pour une haute fiabilité et un contrôle de précision.