Conexión a tierra del convertidor DC-DC en un punto

Ha habido preguntas con respecto a la conexión a tierra de un convertidor CC-CC aislado. Sin embargo, no pude encontrar nada que discuta si los dos terrenos (cuando están conectados) solo deben conectarse en un punto.

Conecté los retornos de entrada y salida del convertidor DC-DC aislado usando un puente en un solo punto y, en consecuencia, creé dos terrenos divididos en la capa inferior (como se muestra en la imagen del diseño). ¿Es esto aconsejable? Para que quede claro, no hay otros circuitos analógicos en esta placa (ADC, DAC, etc.), solo los componentes típicos que acompañan a un convertidor DC-DC: fusible, diodo TVS, tapas de filtración y filtro LC.

¡Gracias!

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No creo que haya ningún problema con solo conectar los planos a menos que le preocupe que las corrientes de tierra se filtren a través de la barrera en lugares no deseados. Pero la verdadera pregunta es ¿por qué gastaría el dinero en un convertidor aislado cuando solo lo está quitando del aislamiento?
@Daniel De hecho, tengo una muy buena razón (al menos que yo sepa). Mi fuente de alimentación es una batería de iones de litio que suministra 12 V-16,8 V, mientras que una de mis placas requiere una entrada regulada de 12 V. No pude encontrar un convertidor DC-DC no aislado que emitiera 12V regulados cuando su entrada también es de 12V. Por otro lado, es bastante fácil encontrar convertidores CC-CC aislados que puedan emitir 12 V con un rango de entrada de 9 V-18 V o 9 V-36 V.
ah Si puede encontrar un módulo, el tipo de convertidor que necesita es el convertidor Buck-Boost o SEPIC. Y tenga cuidado con la salida de su suministro aislado. ¡Es posible que no tenga una salida tan estable como espera bajo un rango de cargas! (es decir, puede requerir una regulación adicional)
Moví mis respuestas a una respuesta y agregué algunas advertencias sobre los convertidores Buck-Boost.
@Daniel Eliminé mi comentario anterior ya que la topología Buck-Boost no funcionaría para mi circuito (ya que el suelo se comparte en otro lugar).

Respuestas (2)

Está bien conectarse así, solo significa que tendrá un convertidor no aislado.

Un solo plano de tierra también debería estar bien, ya que es solo una placa convertidora de energía. Las razones habituales para un plano de tierra dividido (o más generalmente, una topología de tierra en estrella) son cuando tiene diferentes tipos de señales en diferentes bloques de circuitos y desea asegurarse de que las corrientes de tierra en un bloque no induzcan un voltaje en el suelo de otro bloque.

Sin embargo, puede encontrar que es más barato comprar un convertidor no aislado que hacer uno a partir de un convertidor aislado.

Sí, tiene toda la razón: los convertidores no aislados son más baratos que los aislados, pero es muy difícil encontrar convertidores no aislados que produzcan 12 V regulados con un voltaje de entrada que oscila entre 12 V y 16,8 V.
Si está dispuesto a construir un convertidor de conmutación en lugar de enchufar un módulo encapsulado (¡normalmente no lo estoy!), entonces un rápido google indica que un LT3957 o LT3759 puede operar un convertidor SEPIC, que se encargará de eso. Estoy seguro de que hay otros.

No creo que haya ningún problema con solo conectar los planos a menos que le preocupe que las corrientes de tierra se filtren a través de la barrera en lugares no deseados.

Si desea un convertidor no aislado que pueda convertir hacia arriba o hacia abajo, el tipo que necesita es un convertidor Buck-Boost o SEPIC. ¡Tenga en cuenta que Buck-Boost en realidad generará un voltaje negativo con respecto a tierra!

Si eso no es un problema para su circuito (no necesita interactuar con nada más), simplemente puede intercambiar los terminales -V y GND y obtener un suministro positivo. ¡Pero cuidado porque tu nuevo terreno ya no es "tierra"!

Si decide quedarse con el suministro aislado, tenga cuidado con la regulación de la salida. ¡Es posible que no tenga una salida tan estable como espera bajo un rango de cargas! (es decir, puede requerir una regulación adicional)

Creo que un SEPIC tiene un voltaje de salida positivo y que el buck-boost y Cuk están invertidos. Sin embargo, un Cuk no tiene corriente de salida discontinua, por lo que es un poco más fácil de filtrar y lograr el cumplimiento de EMC. ¡Sin embargo, no tengo idea de la disponibilidad de módulos de control preempaquetados para esas topologías!
El convertidor Buck-Boost no funcionaría ya que la tierra se comparte en otra parte del circuito. @WilliamBrodie-Tyrrell Hay otras complicaciones si fuera a usar un convertidor SEPIC. Como necesito una salida de 10 W, todos los chips SEPIC que encontré se sobrecalentarían con mi carga máxima (según mis rápidos garabatos de cálculo térmico). Además, no pude encontrar un solo SEPIC que sea capaz de un ciclo de trabajo del 100% (caso donde Vin = Vout = 12V); las cifras máximas del ciclo de trabajo para los convertidores SEPIC de gama alta son del 90 %. He decidido quedarme con el convertidor aislado ya que el prototipo que he construido está operativo.
Lamento escuchar eso. A veces tienes que trabajar en torno a las preocupaciones prácticas de formas molestas...
LT3759 le permite usar cualquier interruptor FET externo que desee, con tanta corriente como desee. Un SEPIC nunca puede funcionar al 100 % del ciclo de trabajo porque tiene un capacitor en serie. Para una relación de tensión de 1:1, el ciclo de trabajo SEPIC será realmente muy cercano al 50 %. Consulte la página 20 de esta hoja de datos: cds.linear.com/docs/en/datasheet/3759fc.pdf aún así, ¡eso es mucho más trabajo que enchufar un módulo aislado encapsulado!
@WilliamBrodie-Tyrrell Es un chip excelente. Sin embargo, estoy debatiendo usar ese chip ya que no tengo los medios para soldar la almohadilla expuesta; Podría colocar vías grandes en el pad para soldarlo desde abajo, pero soy un poco escéptico porque no lo he hecho antes. Después de buscar un poco más, encontré LTC1871 que es bastante similar en funcionamiento a LT3759 y debería poder manejar los niveles de potencia de salida que necesito sin sobrecalentar. Como dijiste, definitivamente es más trabajo configurarlo (¡pero esa es la mayor parte de la diversión)!
@CuriousCat, si se lanza a diseñar sus propios circuitos conmutadores, espere cierta dificultad :) ¡Es una actividad desafiante pero gratificante!
En lugar de un impulso de reducción, también podría considerar un impulso, seguido de una reducción (confusamente, no es lo mismo que un impulso de reducción). Necesitará más componentes y podría ser un poco menos eficiente, pero funciona.
Conexión a tierra del convertidor DC-DC en un punto
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