Приветствую!
КБ, в котором я работаю поручили делать пром.компутер на DIN рейку, в этом проекте я ведущий электронщик, схемотехника и PCB на мне. По ТЗ требуется:
1. питание 24В с гальванической развязкой 3кВ;
2. развязанный на 3кВ RS-485;
3. развязанный Ethernet на 1.5кВ;
4. USB (host) без развязки;
5. у прибора металлический корпус и требуется заземление этого корпуса.
6. ... и куча других требований, которые вопросов не вызывают.

У меня проблема с логикой развязки.
В приложении картинка с примерной топологией заземления, то как я понял задание.

Но остается неясность:
1. При монтировании систем АСУ для питания используется преобразователь на 24В с гальванической развязкой? У него есть выход защитного заземления? Этот вывод куда подключается?
2. У моего прибора корпус изолирован от остальных цепей (прочность хочу заложить 3кВ), на него должно быть подано защитное заземление? Монтер не соединит его с минусом от 24В? Или его и шасси (смотри рисунок), соединить с минусом питания внутри корпуса?
3. По ТЗ для USB гальваника не нужна, да и сложно это сделать для USB2.0 на High-speed. Получается, что шасси разъема будет касаться металлического корпуса. Стандарт USB Не требует, что бы корпус разъема был отвязан от сигнальной земли, у почти всех флешек они соединены. В результате, при подключении некоторых USB приборов, корпус контроллера будет соединен с сигнальной землей и вся гальваника летит к чертям.
Как быть? Как оно принято в отрасли?

Корпус USB разъема соедините с землей через параллельные резистор в несколько МОм и конденсатор.

заземление металлического корпуса - всегда защитное. человека от удара током защищать.
USB развяжите тоже.
взять хоть LTM2884

Неплохой вариант, думал о нем. Из минусов: резистор и конденсатор высоковольтные, а значит габаритные.
Корме-то будет "утечка" при проверки развязки. Или это не страшно?



USB нужен High Speed, а этот чип (и адум от AD) на Full Speed. Потому развязать USB нельзя.
А разве для устройств при низковольтном питании делается защитное заземление? Тем более, если ACDC, который внешний и делает 24В для питания контроллера (и других узлов) гальванически развязан от сети переменного тока, а следовательно нейтраль после развязки изолирована от общего защитного заземления. Неужели нужно корпус моего контроллера кидать на физическую землю?
Я не асушник, чего-то мне это тяжело.


Как подключается? Неужели так:


Или так:


По мне так и так плохо.
Может вообще в таких случаях металлический корпус не уместен?

Подключать заземление шлейфом запрещено ПУЭ, его и почитайте. Т.е. каждый блок своей ниткой на шину PE
И сечение клеммы должно быть достаточное.
Я 24В делал отвязанным от PE с датчиком изоляции. Когда датчик сработает у персонала будет время найти аварию, в противном случае оборудование просто вырубится. Но надо сверять с ПУЭ, оно изменяется.

Что то можно не заземлять, но изоляция двойная и различные условия, в том числе и по помещениям и условиям использования. Придется читать.
Но если корпус металл, то заземлять придется.

Если между корпусом и проводами двойная изоляция, не обязательно заземлять.

Почему только проводами? Всеми токопроводящими частями.

Посмотрите, как делает фирма Сименс. Это контроллеры S7-300, 400. Аллен-Бредли, Омрон. Принципы построения питания и заземления у всех производителей контроллеров одинаковые. В описаниях на модули есть структурные схемы, там всё расписано. Сам сигнальный или процессорный модуль заземляется на ту же рейку, на которую крепится с помощью внутреннего контакта - пружинной клипсы. Отдельного провода нет ни какого в этом случае. Рейка заземляется на контур инструментального заземления в шкафу. БП на 24 вольта, там есть заземляющий проводник, так как есть входной фильтр ЭМС. У этих контор опыт огромный. Входное напряжение у БП - до 48 вольт постоянки. В 90% случаев используется двойное преобразование напряжения питания, то есть источник с 220 на 24(48) потом штатный фирменный БП. Материал ВСЕХ корпусов - пластик.

А что это за тема с 3 кВ?
Откуда они могут взяться на RS485?
Откуда такое непреодолимое желание защитится от этих мифических 3 кВ имея железный корпус.

Мой скромный опыт говорит, что при такой схеме этот "пром.компутер" будет умирать от любого щелчка контактора в радиусе 100 м.