Uso de símbolos de tierra en diagramas de circuitos.

En esta pregunta se encuentra el siguiente diagrama para un amplificador de voltaje destinado a pequeños dispositivos alimentados por batería

diagrama de circuito

La especificación TPS61200 dice que GND es tierra de control/lógica y PGND es tierra de alimentación, pero esto no se refleja en los símbolos elegidos en el diagrama. También estoy desconcertado por qué el enlace a la tierra se muestra en GND en lugar de PGND.

A partir de esta clave , parece que varias partes del circuito anterior deben conectarse a tierra del chasis y no a (digamos) tierra digital/común/señal/control/lógica.

gráfico de símbolos

¿Por qué especificar la tierra del chasis? ¿Me equivoco al interpretar eso como la parte metálica de un gabinete que (generalmente) está conectado a tierra a través de la conexión eléctrica principal por motivos de seguridad?

He visto preguntas similares aquí† pero todavía estoy desconcertado por la elección de símbolos en el circuito de ejemplo.

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

† Preguntas relacionadas

Chasis Ground no necesita estar conectado a tierra del edificio.
@AnindoGhosh: Está bien, pero ¿por qué R2 está vinculado a la conexión a tierra del edificio y no a la conexión a tierra del chasis?
Ese símbolo no es la puesta a tierra del edificio, es la tierra de referencia del circuito. Eso tampoco necesita estar conectado a la puesta a tierra del edificio, es solo contra lo que se hace referencia a cualquier voltaje en el circuito. No he examinado por qué eligen conectarse a él, miraré el esquema más adelante; es por eso que no estoy escribiendo una respuesta ahora.
La parte inferior de R2 debe conectarse directamente al pin GND en el TPS61200 para evitar que el ruido de tierra altere la retroalimentación y la regulación de este dispositivo (y la mayoría de los otros reguladores de conmutación si tienen pines separados). Entonces, ¿esta pregunta es solo sobre la interpretación de los símbolos?

Respuestas (3)

El diseñador ha tratado de indicar en el esquema la forma en que se deben separar los terrenos y ha hecho un trabajo razonable con los símbolos estándar disponibles para él.

Debe haber una descripción detallada y pautas escritas en la hoja de datos, y diseños de PCB recomendados allí o en una Nota de aplicación separada (si busca este chip en el sitio web de TI, las Notas de aplicación relevantes deberían ser fáciles de encontrar)

Pero básicamente, el IC contiene un amplificador de alta ganancia con una entrada sensible y 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, lo que provoca inestabilidad o una mala regulación del voltaje.

La solución es, en la medida de lo práctico, proporcionar dos motivos separados; uno silencioso para señales sensibles (indicado por "tierra a tierra") y otro para corrientes altas (indicado por tierra del chasis, ¡que no tiene que estar conectado al chasis real!) Los dos DEBEN estar unidos - a la vez, con cuidado punto elegido, a veces llamado "tierra estelar" (¡término de búsqueda útil para leer más!)

Por lo tanto, R1 y R2 proporcionan la retroalimentación de voltaje al amplificador de error. No desea inyectar grandes errores a través de R2, por lo que se devuelve al terreno tranquilo. El amplificador de error tomará su referencia del pin "GND" (nuevamente en el suelo silencioso)

Ahora...

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

De hecho, el lado de potencia de este circuito se puede leer como un bucle continuoGND -> C1 -> L1 -> (switch inside chip between L and Vout) -> C2 -> GND.

Este bucle es la parte más importante del circuito y debe mantenerse lo más pequeño posible. Lo mejor que puede hacer es colocar los cables GND de C1 y C2 uno al lado del otro; prácticamente toda la corriente CA pasa de un pin C directamente al otro. Las otras conexiones (PGND, VAUX a través de C3) son menos importantes pero también llegan a este punto.

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

Aprender a leer esta ruta de alta corriente y mantenerla separada de la tierra de bajo ruido contribuirá en gran medida a que sus conmutadores no tengan problemas.

Bonito. Pero la "tierra estelar" podría estar dentro del IC, por lo que las dos tierras no se muestran conectadas en este esquema.

IEC60417 es el supuesto estándar al que deben adherirse los símbolos en Europa (¿como mínimo?), Pero creo que no existe ninguna obligación legal, excepto la tierra protectora (PE). Aquí hay una foto: -

ingrese la descripción de la imagen aquí

Aviso n.º 5019: debe usarse cuando se especifica una conexión a tierra de protección y las he visto en varias cajas y partes del equipo para indicar exactamente eso: es la conexión a tierra de protección.

¡El interrogador muestra el símbolo de "tierra terrestre" para tierra protectora y esto lo discuto en nombre de toda la UE! Pero quién puede decir a qué "región" se aplican los símbolos del interrogador y no me sorprendería si los burócratas han cambiado de opinión sobre las cosas nuevamente.

Si usa el símbolo PE, entonces eso es lo que es y tiene que ser PERO, todo vale para los otros símbolos. Como insinué en mi comentario, para evitar que el ruido de tierra perturbe la retroalimentación y la regulación de este dispositivo (y la mayoría de los demás reguladores de conmutación, en caso de que tengan pines separados), se utilizan diferentes símbolos para ayudar al lector a comprender las áreas importantes que deben tenerse en cuenta en el diseño. .

Según iso.org : "Esta colección incluye símbolos gráficos tanto ISO como IEC que se pueden colocar en el equipo para indicar cómo usarlo de manera correcta y segura". Así que esto no es realmente relevante.

En este caso, es una cuestión de contexto. Los símbolos denotan terrenos separados, y ahí es donde termina su significado. Es muy poco probable que la conexión a tierra esté conectada al chasis y que la conexión a tierra digital esté conectada a tierra. Lo más probable es que ambos motivos vuelvan al terminal negativo de la batería. Cada vez que exista la posibilidad de una confusión como esta, debe anotarse en el esquema y una nota que explique qué significa el uso del símbolo.