二次タップGND配線戦略

トランスセカンダリセンタータップGND接地戦略：デジタル信号地面とシャーシグラウンド

——EMCのキーポイントとサーボドライブシステムのノイズ抑制設計

導入

サーボドライブシステム電源の設計では、トランスセカンダリセンタータップの接地選択がシステムの電磁互換性（EMC）、信号の完全性、安全性に直接影響します。産業シナリオのニーズに基づいて、この記事では、さまざまな接地戦略の物理的メカニズムを分析し、測定データを介してその効果を比較します。

1.二次中間タップの物理的意味

センタータップ（CT）は、整流およびフィルタリング回路で完全な-波の修正（デュアル-ダイオード修正など）でよく使用されます。その接地方法は、高周波数ノイズの排出経路を決定します。

影響する重要なパラメーター：

• ＆common -モードノイズパス：センタータップは、高周波数ノイズの「仮想ミッドポイント」として機能し、共通の方向に直接影響します-モード電流流量
• ＆グランドループインピーダンス：接地点の選択により、ノイズループインピーダンスが変更され、これは実施された排出量（CE）および放射排出量（RE）に影響します

2。デジタル信号接地の効果分析（DGND）

1。接続方法

中央のタップをPCBのデジタルグラウンドプレーンに直接接続することは、低コストまたはスペース-制約付きデザインで一般的です。

CT→DGND（PCBグランドプレーン）
 

2。利点

• ＆簡素化された配線：追加の分離デバイ​​スは必要ありません。PCBレイヤーの数を減らす
• ＆nbspsuppressディファレンシャルモードノイズ：低周波数（<100kHz）スイッチングノイズの良好なフィルタリング効果

3。欠陥とリスク

• ＆common -モードノイズのカップリング：高-周波数ノイズ（MHzなどの- IGBTスイッチングによるレベル干渉）は、グランドプレーンを通る信号ループに結合されます

測定データ：400VサーボドライブがDGNDに接続されている場合、缶バスのピーク値-モードのピーク値-モードノイズは1.2Vに達します（ISO 11898 - 2リミットを超えて）

• ＆地上の潜在的な上昇：電流が局所的なDGNDの潜在的な変動を引き起こし、ADCサンプリングエラーを引き起こす

ケース：サーボエンコーダーインターフェイスでのDGNDジッターのためにデータジャンプを配置します（エラー> 5LSB）

3。シャーシGNDの効果分析

1。接続方法

中央のタップは、低インピーダンスパスを介して金属シャーシに接続され、通常はYコンデンサで使用されます。

CT→Yコンデンサ→シャーシ地面（導電性ネジを介して地面に接続）
 

2。利点

• ＆ブロッキング共通モードループ：高-周波数ノイズはハウジングから直接放出され、信号地面への汚染が減少します

実際の測定比較：シャーシを地面に接続した後、RS485インターフェイスのEFT免疫はレベル2からレベル4に改善されます

• ＆nbsprupedeved heat散逸経路：シャーシは、過渡エネルギーを吸収するための大きな静電容量平面として機能します

3。ノート

• ＆接地インピーダンス制御：シャーシの接地点は、接触抵抗が<10mΩであることを確認するために、複数のポイントまたは導電性パッドで溶接する必要があります
• ＆安全分離：補強断熱材が必要です（IEC 61800 - 5 - 1はプライマリ-ケース縮小電圧> 3000VACを必要とします）

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4。ハイブリッド接地戦略と最適化設計

1。フェライトビーズ + Yコンデンサコンポジット接地

トポロジの例：

CT→フェライトビーズ（100Ω@100MHz）→Yコンデンサ（2.2NF/3KV）→シャーシ地面
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+-- 0Ω抵抗ジャンパー→DGND（デバッグ中にのみ接続）
 

効果：

• ＆低周波ノイズは磁気ビーズによって除外されます
• ＆Yコンデンサを介してシャーシに高周波ノイズがバイパスされます
• ＆dgndは、デバッグフェーズ中にトラブルシューティングのために一時的に接続できます

2。孤立した電源設計

デジタルグラウンドとシャーシグランドの間に分離装置を挿入します。

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5。産業シナリオでの測定データの比較

特定のタイプのサーボドライブで3つの接地スキームがテストされました。

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vi。設計基準とエンジニアリングの実践

• ＆シャーシ地面に優先順位を付けます：
• ＆クロスで編組テープを使用して-2.5mm²以上の断面領域を使用して、ハウジングを接続します
• ＆シャーシの接地点は、リードインダクタンスを減らすためにトランスから5cm未満です
• ＆ハイブリッド接地の実装手順：
• ＆ステップ1：インピーダンスアナライザーを使用してノイズスペクトルを測定します（KeysightE5061Bをお勧めします）
• ＆ステップ2：メインノイズ周波数（100MHzのTDK MPZ1608S101Aなど）に従ってビーズインピーダンス曲線を選択します）
• ＆ステップ3：ネットワークアナライザーを使用してYコンデンサ値を最適化します（スミスチャートマッチング）
• ＆禁止シナリオ：
• ＆❌フローティングセンタータップ（一般的なモード電圧のリリースパスが発生しません）
• ＆ddgndとシャーシの接地を同時に接続します（グランドループを形成します）

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結論は

産業用サーボシステムでは、トランス二次中間中間タップをYコンデンサを介してシャーシ地面に接続し、磁気ビーズを使用して周波数ドメイン選択フィルタリングを実現することをお勧めします。このソリューションは、システムEMCマージンを6 - 10dB増加させ、信号リンクのサブミリボルト精度を確保し、高い信頼性と精密制御のための最新のインテリジェント製造の二重のニーズを満たします。