Jak bezpiecznie uziemić zasilacz impulsowy z wyjściami bezpotencjałowymi?

Właśnie otrzymałem zasilacz impulsowy 120VAC na 5VDC (20A) (taki z biernie wentylowaną metalową obudową) do użytku z projektem mikrokontrolera, nad którym pracuję (napędzając długie paski LED).

Poprawnie podłączyłem przewód neutralny do 3-bolcowej wtyczki. Testuje się dobrze (i obudowa jest wewnętrznie połączona z uziemieniem), ale widzę, że wyjścia są oznaczone jako DC- i DC + i rzeczywiście DC- nie jest związane z uziemieniem, więc wyjścia są zmienne (chociaż nie wykrywam różnicy wysokiego napięcia ).

Czy istnieje jakiekolwiek niebezpieczeństwo związane z połączeniem wyjścia prądu stałego z uziemieniem za pomocą krótkiego przewodu, aby mieć pewność, że uziemienie obwodu odnosi się również do uziemienia domowego? Nie jestem pewien, czy po prostu pozwolenie wyjściowym pływakom jest mądre, ale nie chcę żadnych niebezpiecznych efektów ubocznych, jeśli uziemię DC-. (Obwód dzielący tę moc będzie czasami podłączony do mojego komputera, który sam jest dość dokładnie uziemiony, więc jestem skłonny naśladować to zachowanie.)

Uwaga: mam zapasowy laptop, który ma dwa bolce ... działa w obie strony, ale jeśli podłączę go w jeden sposób, metalowe wykończenie laptopa będzie miało interesujący „szum” w dotyku. Nie szokujące, ale zdecydowanie zauważalne. Podejrzewam, że gdy jest prawidłowo podłączony, uziemienie wyjściowe słabo odnosi się do neutralnego, a „buzzy” powoduje, że uziemienie wyjściowe słabo odnosi się do napięcia sieciowego (jest pływające - w przeciwnym razie byłoby trochę więcej niż brzęczenia). Dostawa OEM z wtyczką z 3 bolcami? W pełni uziemiony do ekranu przewodu zasilającego prądu stałego.

Podejrzewam więc, że jeśli chodzi o zasilanie AC do DV, błędne podłączenie linii i przewodu neutralnego jest znacznie bardziej ryzykowne niż pozostawienie wyjścia zmiennoprzecinkowego, a uziemienie wyjścia jest lepsze niż pozostawienie go zmiennego, jeśli pracujesz w środowisku, w którym połączymy się bezpośrednio z uziemionym sprzętem. Chcę tylko mieć pewność ...

Czy istnieje jakiekolwiek niebezpieczeństwo związane z połączeniem wyjścia prądu stałego z uziemieniem za pomocą krótkiego przewodu, aby mieć pewność, że uziemienie obwodu odnosi się również do uziemienia domowego? Nie jestem pewien, czy po prostu pozwalanie wyjściom na pływanie jest mądre,

Zakładając, że zasilacz jest odpowiednio zbudowany, jest w porządku.

Uwaga: mam zapasowy laptop, który ma dwa bolce ... działa w obie strony, ale jeśli podłączę go w jeden sposób, metalowe wykończenie laptopa będzie miało interesujący „szum” w dotyku. Nie szokujące, ale zdecydowanie zauważalne. Podejrzewam, że gdy jest prawidłowo podłączony, uziemienie wyjściowe słabo odnosi się do neutralnego, a „buzzy” powoduje, że uziemienie wyjściowe słabo odnosi się do napięcia sieciowego (jest pływające - w przeciwnym razie byłoby trochę więcej niż brzęczenia). Dostawa OEM z wtyczką z 3 bolcami? W pełni uziemiony do ekranu przewodu zasilającego prądu stałego.

Zasilacze bez uziemienia często mają takie problemy, zwłaszcza gdy stają się większe.

Kondensatory muszą być umieszczone między wejściem a wyjściem, aby kontrolować EMI. W nieuzbrojonym projekcie powoduje to, że dane wyjściowe są „słabo powiązane” z danymi wejściowymi. To, jak słabe jest to odniesienie (lub inaczej mówiąc, jak duży jest „prąd dotykowy”), zależy od wielkości kondensatorów. Niestety istnieje tutaj trudny kompromis, większe pułapki lepiej tłumią EMI, ale wytwarzają większe „prądy dotykowe”. Większe zasilacze zwykle cierpią z tego powodu bardziej niż mniejsze (dlatego zasilacze do laptopów renomowanych marek są zwykle uziemione, podczas gdy ładowarki do telefonów zwykle nie są).

W uziemionym projekcie można to złagodzić albo przez związanie wyjścia z ziemią (prawie uniwersalne w zasilaczach do komputerów stacjonarnych, czasami spotykane w zasilaczach do laptopów) lub poprzez podzielenie kondensatorów przeciwzakłóceniowych na dwie części, jedną z wyjścia na ziemię i jedną od wejścia na ziemię.

Ponieważ mówisz tylko o zasilaniu 5 V, ryzyko jest niewielkie, ale w zasadzie; Aby płynąć prąd, musi istnieć obwód, a jeśli ujemny jest podłączony do uziemienia w twoim systemie sieciowym, to jest on również podłączony do czegokolwiek innego uziemionego i do samej ziemi, więc jeśli utrzymasz napięcie, obwód zostanie utworzony przez was na ziemię. Nie jest to problem z systemem 5 V i nosisz buty / stojąc na podłodze lub w inny sposób dość dobrze izolowany, ale czy był to system wyższego napięcia i dotknąłeś życia, opierając się na zlewie lub dotykając komputera lub boso na zewnątrz, a następnie prądu ( względem dostarczonego napięcia i rezystancji uziemienia) przepłynęłoby przez ciebie.

Jeśli nie podłączysz pływającego ujemnego do uziemienia, możesz doznać szoku tylko poprzez kontakt z połączeniami + i -, ponieważ w przeciwnym razie nie będzie obwodu.

Sprzęt zasilany z sieci (w Wielkiej Brytanii) zawsze miał 3-stykowe połączenie, dzięki czemu metalowa obudowa mogła być uziemiona, a wszelkie luźne przewody pod napięciem wewnątrz nie mogły sprawić, że obudowa jest pod napięciem, ale zwarły się z uziemioną obudową, przepalając bezpiecznik. Teraz większość rzeczy ma plastikowe obudowy, a nowoczesne wyłączniki są znacznie bardziej czułe niż bezpieczniki, nie jest to potrzebne, a połączenia sieciowe są często 2-stykowe.

Uziemione metalowe obudowy mają również działanie ochronne przed falami magnetycznymi i nie mogą cierpieć z powodu nagromadzenia się ładunków elektrostatycznych, co byłoby głównym powodem metalowej obudowy komputera i połączenia uziemiającego.

„Ziemia” to rzecz względna. W przypadku domowej elektryki jest to albo dosłownie kołek w błocie (ziemia), albo neutralny trójfazowy do lokalnej podstacji (lub czasem obu, zwanych PME - Protective Multiple Earth).

Życie jest względne w stosunku do neutralnego (który czasem jest ziemia / ziemia - ale nie we wszystkich krajach )

„Izolowany” DCDC, podobnie jak twój, nie ma połączenia z napięciem, neutralnym lub uziemionym na wyjściu.

W prawdziwym świecie jest to niemożliwe. Pomiędzy biegunami + i - wyjścia DCDC a wszystkimi połączeniami sieciowymi (pod napięciem, punktem zerowym i uziemieniem) musi istnieć pojemność i rezystancja, jednak może to (i powinno być) być bardzo nieznaczne, przy rezystancji w zakresie 10 mega Ohm i pojemności w picoFarads

W twoim DCDC, gdzie pojawia się szum, spodziewam się, że owi „pasożytnicy” nie są nieistotni, coś się psuje, podnosząc napięcie wspólnego trybu wyjściowego DCDC poprzez wysoką impedancję na żywo. W rzeczywistości jest to nadal 5 V, ale ma wspólny tryb AC w ​​stosunku do ziemi, na której stoisz.

(BTW, ten „upływ prądu” jest często powodowany przez źle zaprojektowane obwody korekcji współczynnika mocy)

Prostym testem dla „izolowanego” DCDC jest podłączenie miliamperomierza między każdym z wyjść (+ i -) pojedynczo do uziemienia (ziemi). Powinieneś zobaczyć bardzo mało prądu, jeśli w ogóle. Jakikolwiek większy niż około 1 mA i występuje problem z upływem prądu.

Jeśli widzisz niewielki prąd, to podłączenie + lub - do uziemienia jest w porządku.

Dodam jednak, że brak połączenia z ziemią to naprawdę dobry pomysł!

Droga o wysokiej rezystancji (lub niskiej pojemności) do ziemi jest naprawdę dobrym sposobem zapobiegania porażeniu prądem w przypadku awarii.

Na to pytanie nie można odpowiedzieć poprawnie bez uwzględnienia CAŁEGO systemu, a nie tylko zasilacza i płytki mikrokontrolera. Powodem, dla którego wyjście jest PŁYWAJĄCE, a NIE PODŁĄCZONE do zasilania sieciowego (lub uziemienia obudowy i uziemienia) jest to, że w wielu przypadkach należy połączyć je razem. Ale w innych przypadkach bardziej odpowiednie jest pozostawienie go PŁYWAJĄCEGO i być może uziemienie obwodu roboczego (płyty mikrokontrolera i podłączonych urządzeń) do uziemienia gdzie indziej. To pytanie jest niepełne i spowoduje mylące odpowiedzi.

Metalowa obudowa lub wewnętrzne metalowe ekranowanie „połączone” (elektronika nie mówi elektryków) do PE (ochronny przewód uziemiający, zielony przewód na trójstykowej wtyczce amerykańskiej).

Długa droga: powiedz, co chcesz, ale osłaniaj zasilacz. Chwyć licznik EMF i trochę się przekręć, zobaczysz dlaczego.

Nie wiązałbym uziemienia DC z ramą uziemienia na smp, może to powodować problemy z szumem, a niektóre SMP mogą tworzyć jeszcze więcej problemów EMI, robiąc to. Chodzi o to, że strona DC łączy pływaki pcb, jeśli zamontuje się w metalowej obudowie, rama również łączy się z obudową. Pomysł polega na tym, że jeśli piorun trafi w skrzynkę, przejedzie przez połączoną masę, a nie wokół obwodu prądu stałego obwodu, powodując więcej uszkodzeń. Sonda smp ma błysk 6kV powyżej punktu. Należy również upewnić się, że wszelkie gniazda jack odnoszące się do uziemienia prądu stałego nie dotykają uziemienia obudowy przez izolatory. Może być również konieczne zamontowanie zewnętrznego 22nF 310V AC 3-6kV (do 15V) lub 680nF 310AC 3-6KV (do 30V Dc) zarówno na uziemieniu pozycyjnym DC, jak i uziemieniu ujemnym DC na ramie (uziemienie sieciowe) z DVM na AC i zobacz, ile prądu upływowego występuje po stronie wyjściowej DC, będziesz zaskoczony! TDK Lambda dopasowuje te kondensatory wewnętrznie do SMP, ale inne nie ze względu na taniość i ogólny brak informacji na ten temat. Te nowe w pełni izolowane SMP nie są ogólnie dobrze udokumentowane, a w Internecie i błędnych informacjach jest mnóstwo w Internecie. Wiele elektroniki przemysłowej korzysta obecnie z tego izolowanego systemu uziemiającego, ale nie jest on zbyt dobrze znany i udokumentowany, zajęło mi wieki, aby rozwiązać problem upływu prądu przemiennego na wyjściach prądu stałego i upewnić się, że DC neg nie jest w żaden sposób związany z ramą uziemienia i spowodował wszelkiego rodzaju problemy z Awaria procesora i ADC zbierają różnego rodzaju badziewie z powodu rosnącego SMP problemów EMI, które są izolowane z jakiegoś powodu. Jeśli nadal nalegasz na uziemienie DC Neg na metalowej obudowie, całkowicie izolowałbym SMP, więc Ziemia idzie prosto do smp i montuje SMP na wspornikach nylonowych, możesz następnie uziemić DC Neg do ramy obudowy. Na starym zasilaczu liniowym uziemienie ramy było często wspólne do ujemnego prądu stałego. Sprawdziłem i przetestowałem PAT obejmując test błysku HV i wszystko przeszło dobrze z powyższym systemem. Poleciłbym również filtr liniowy prądu przemiennego do SMP, a także 2-obrotowy pierścień ferrytowy po stronie prądu stałego, to dobra praktyka.

Wszystkiego najlepszego

Obrabować

RP Comms & Design UK