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デスクトップ電源を使用しているデザイナーの多くは、壁に差し込まれたアイソレーション調整（スイッチ）PSUを使用している可能性があります。特定のちょくりゅうまたはこうりゅうレベルで安定した電源を提供するために必要なすべては、ユニットに組み込まれています, そして、ノイズは比較的低い. デザイナーとして, あなたは実際にそれにいくつかのリードを接続することを除いてそれを行う必要がありますpcb基板. 何でも. 残念ながら, 電力系統を統合した実システム, あるいは、あなたがより大きなシステムに統合したいレギュレータモジュールを, 単純ではない, そして、いくつかのカスタムデザインが正しく動作するように必要です.
システムへの電力供給を統合する重要な側面は、孤立した電源に対しても接地の正しい設定および接続である。絶縁された電源と回路基板上の主回路の残りの部分を統合すると、システムにまだ接地する必要があります。これらの規則は、絶縁されたDCチャージャまたはDC電源アダプタのPCBにも適用されます。なぜなら、その設計は、アプリケーションと安全性の問題によって、地球に接続される必要があるからです。貧弱な接地接続がノイズ問題を引き起こし、安全性の危険性を引き起こすことがあるので、回路基板上の直流電力に交流電力を変換するときに、電力調整部の接地接続を作成するための最良の実施を見ることができる。
孤立電源における接地構造
あなたが設計で回路に電力変換（AC - to - DC）、コンディショニングとトランスミッションを実行する必要があるシステムを設計していると仮定してください。システムの実際の構築を考慮すると、3つの異なる選択肢があります。
接地：これは3線式交流線の安全ワイヤ（PE）として存在する真の接地電気接続です。
シャシー接地：これは金属部品を備えたエンクロージャに適用される。金属部品は、エンクロージャ内の金属が接地接続を生成するために使用される。
信号グランド：これは時々誤ってアナロググラウンドとデジタルグラウンドとして説明されます（このようにあなたの地面を切り離さないでください）。信号地面は、通常地面またはシャシー以外の何にでも言及します。
変圧器結合（例えばAC - DCコンバータ、DC - DCスイッチングコンバータまたはこれらの2つのシステムの組合せ）で造られる電源は、PCBレイアウトでこれらの隙間を補償するためにトランスフォーマーで造られます。理由は単純です：あなたが低電圧と低電流でしか作動しない限り、あなたは通常、ユーザーを安全性危険から保護するために、あなたのデザインで隔離したいです。
様々な理由から、これらの接地システムは、常に1つのグランドプレーン上に位置していない。これは、スイッチング電源、特にLLC共振コンバータのようなより複雑な電源に適用される。接地が重要である理由は、それがコンポーネントがシステムにおいて、動いているときに、測定される電圧を定めるということである。「コンポーネントによって測定される電圧」を書くとき、それはシステムのいくつかの他の接地された領域で測定されるとき、システムの特定の接地された領域で定義される5 Vの信号が5 Vで測定されることができないかもしれないことを意味します。
この図において、2つの接地領域に電位差があれば、右接地エリア（Gnd 2）では、左接地領域（Gnd 1）からの信号を誤って測定することができる。
孤立したスイッチング電源のこの問題は、「グランドオフセット」と呼ばれて、ノイズ問題を引き起こすことがありえる。これは、システム内の接地オフセットが、変圧器結合電源に確実に提供したい電圧のほんの一部であるので、非常に重要である。
DC絶縁を維持するためにコンデンサ接地を使用
幸いにも、簡単なソリューションがあります：コンデンサと一緒に飛行機を接続します。Y級コンデンサは、より高い電圧/電流設計のための良い選択である。簡単に回路図でこれを行うことができます：ちょうどあなたのコンデンサの必要なコンポーネントを見つけるし、接続することによって、地上ネットワークをブリッジします。PCBレイアウトでこれを行う典型的な場所はトランスに近い。
AC−DC変換においても有効であるが、より複雑な方法は、電力レールとAC側との間にコンデンサを使用することである。いくつかの変位電流を引き出して、リリースすることによって、各々の側の間でグランドオフセットを除去してください。
電子設計における接地について PCBレイアウト
孤立した非絶縁電源：正しい選択
パワーグラウンドを定義する：PCBのシステム，シャーシとグラウンド
グランドプレーンギャップを通る方法
電力システムは、制御アルゴリズムを実装し、出力電力を入力に戻すことを可能にし、出力電力を感知することができる。これは、レギュレータ側の出力からスイッチング素子を含む入力側に物理的に行を実行する必要があることを意味します。問題は：あなたの出力がDCであるならば、あなたは孤立を維持したいです、それを提供する最も良い方法は何ですか？
答えは光カプラを使用することです。トレースが外部ノイズを受信し、スイッチング電源が多くのノイズを発生するので、ギャップにトレースを配置することは適切ではない。あなたがDCを調節しているので、トランスカップリングも使用できません。以下の概略図において、オプトカプラーはグランドプレーン間の絶縁をスパンにするので、この電源において必要な分離を維持した。
光カプラを使用すると、配線の必要性なしにグランドプレーンギャップを横切って信号を送信することができます。
オプトカプラを設置した後、出力を電源コントローラに送ることができます。いくつかの会社は、フィードバック入力を有し、いくつかの外部抵抗器で構成することができるMOSFETゲートドライバコントローラを製造するが、PWM出力を有するマイクロコントローラは、良好な選択である。あなたが非常に正確な電力規制を設計しているか、あなたが制御アルゴリズムで実験しているならば、これは出力発見を成し遂げる単純な解決です。次に、標準的な制御アルゴリズムを使用して、PWMコントローラの周波数を調整して、最大効率を確実にしたり、特に必要な電力出力を追跡することができます。
ハウツーとスタイル PCB layout 孤立した電源の安全性に非常に重要です
