在LTSpice中模拟接地


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我希望模拟与LTSpice中的电路GND分开的接地或框架接地。我想在下图中使用Y电容器C2和C3模拟线路滤波器。

为了清楚起见,请参见下图。

在此处输入图片说明

我可以将输入源的负极端子视为中性线,那该接地吗?如果是,那么我该如何连接到现在已经连接了GND的C2和C3的公共连接?

有一种选择是在仿真中放置两种不同的地面,一种用于中性,另一种用于框架地面。现在,要在中性线和机架接地之间放置什么寄生元素以模拟机架接地?


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在SPICE中,地面是通用参考。LTspice允许您使用第二个接地符号,但这只是区分另一个节点的便捷方法。在引擎盖下,它只是另一个节点(实际上就像地面一样)。如何使用该特殊网络或任何其他命名的网络取决于您。通常,它是一个并行的RC,具有MegG作为一个值,并且具有几个pF(或多或少)有价值的电容。当然,这意味着空气接触。实际接地必须具有更复杂的阻抗(我不知道)。
有关的公民

我已经发布了答案,但是如果您可以提供有关您的应用程序的更多详细信息,则可以针对您的特定现实生活应用程序定制答案。
Jurkstas '18 -10-19

Answers:


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请记住以下几点:

  1. 地面并不特殊。不在现实中,不在LTSpice中。接地无非是我们确定为0V的电位。这是一个标签,并且是完全人为和任意的。

  2. 为了将我的观点讲清楚,选择LTSpice电路的哪一部分作为接地都没有关系。如果将地面从一网移到另一网,则模拟结果不会有任何变化。该值可能会改变,但只是表面上的(因为您已经更改了LTSpice用于0V的值)。

  3. LTSpice只能模拟一个电路。不支持隔离或浮动节点。

就是说,这听起来好像您是想得太多。选择接地节点时,您唯一需要担心的就是LTSpice要将仿真中的所有电压作为参考。就这样。

当您想要“第二地面”时,这实际上意味着什么?这意味着您只需要一个网,就所有意图和目的而言,该网均未接地,但保持相同的电位。这里的“保持相同的电位”实际上只是意味着您希望它也成为0V参考点。

我通常要做的是使用已经可用的“ COM”网络选项,这只是为方便起见而提供的另一个网络标签和符号。它没有接地,只是与您所连接的物体相连。我按照预期的方式构建电路,并分别放置并连接了单独的GND地和COM地,就像它们在物理上一样。

然后,一旦完成,便通过可信赖的1EΩ电阻将COM连接到GND。是的,Exa ohms。那是完美的隔离吗?不,但您的真实世界都不是。通过我们的1EΩ电阻的泄漏电流将小于fA,这可能比实际情况中的泄漏电流大得多(例如,数量级)。

但是,不仅要使用电阻器,还应并联一个1 zF(是,zeptofarad)电容器。这将再次比实际构建时的实际电容耦合低很多,并且消除了一些不切实际的高电阻值问题,从而使仿真速度极慢。

当然,在您的应用中,最好对电源接地和机箱接地之间的寄生电容耦合进行粗略估计,并使用该值代替1 zF电容器。几pF并不罕见。

这是一个实际的例子。它是用于隔离式推挽电源的文本装置。请注意,隔离是使用输出上的COM进行模拟的,但是由于阻抗阻抗很小,它的行为仍然完全符合预期。

在此处输入图片说明

无论如何,确实如此简单。但是,也很容易说服自己,事实并非如此。


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1)取决于您要模拟的噪声,共模噪声或差模噪声。对于差分模式,可以避免在电容器之间连接中间点。

2)我认为您不能在调味料上有不同的看法


我主要关注共模噪声。如果我不连接电容器之间的中间点,那不会改变噪声的返回路径吗?
Vishal P

好的,那我想您将在中性点和地面之间放置另一个电压发生器。为了更好地理解,最好查看完整的电路。
RodezIO

谢谢Rodezio,但是电压发生器的参数应该是什么?是正弦波发生器还是脉冲或直流电?那就是缺少什么,我们应该在中性和大地之间放置什么来模拟实际情况?
Vishal P

确实,这取决于您要模拟的噪声信号是什么。可能是电涌,突发或任何其他不希望的信号。您要模拟什么噪声?
RodezIO '17

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您可以模拟任何可以建模的东西。只有一个接地网,但它只是仿真的参考点-零伏网。如果要对电路接地和框架接地建模,则意味着您有两个网络。这些网如何耦合?共模通常通过寄生电容进入。因此,添加一个“框架”网络,并在电源的两根导线上增加一些电容。例如这样:

交流设备的浮动外壳

在此电路中,假定:

  1. Y滤波器的公共点和零线连接到PE,无寄生电阻也无电感。
  2. 框架仅通过10pF的寄生电容耦合到电路,该寄生电容同时连接到零线和火线。

您可以观察到框架实际上在两个电位之间浮动。如果您要添加有关电路连接方式的详细信息,答案可能会更加详细。


您是否也可以建模以通过电容和电感耦合注入干扰?
user1245

是的,您可以建模然后模拟电感耦合和电容耦合。但是,建模是最困难的部分。
Jurkstas,

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搜索“接地系统”。如果您在该电路上连接了中性点和PE,则两者将通过面板重新连接在一起。如果您的机架已连接到PE(这是获得UL认证所必需的),则机架已接地。在这种情况下,V2的-引线接地,并且滤波器的结点也接地,其串联电阻可能很小,电感也很低。

可能更好的主意是对LISN(线路阻抗稳定网络)进行建模。经过认证实验室测试后,电源和您的设备之间将放置此电源。然后,V2将是理想的接地电源,并且线路,中性线和PE将通过LISN电路连接到设备电路。


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要查看效果以已知的最坏情况容差来更改每个值,然后将接地的1V接地脉冲发生器替换0V参考,以模拟接地之间的宽带噪声。使用任何重复率可以模拟50至50MHz。CMRR是电缆和电路不平衡阻抗的函数。在发生器之间插入0.5 uH / m,以模拟接地电缆的长度。

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