Гальваническая развязка с выравниванием напряжения?

Мне нужно выровнять напряжение земли между входом и выходом изолированного источника питания постоянного тока, сохраняя при этом гальваническую развязку. Есть ли способ сделать это?

Причина, по которой мне это нужно, заключается в том, что я не превышаю максимальное номинальное напряжение изоляции на источнике питания постоянного тока.

Что вы делаете, что заставляет вас думать, что вы превысите максимальное напряжение изоляции?
Я соединяю несколько блоков DC-DC последовательно, поэтому общее выходное напряжение будет довольно высоким.

Ответы (3)

Мне нужно выровнять напряжение земли между входом и выходом изолированного источника постоянного тока, сохраняя при этом гальваническую развязку.

Если бы у меня был черный ящик с двумя проводами, входящими в него, и мне сказали, что эти два провода НЕ Гальванически связаны, но V1 всегда равен V2, то единственный разумный вывод, который я мог бы сделать, это то, что они Гальванически связаны, и они действительно закорочены.

Представьте, что вы подключите мультиметр к двум проводам — он покажет ноль омов. Он не мог прочитать ничего другого, потому что V1 = V2.

Для того, чтобы напряжения оставались точно одинаковыми, когда между системами протекает какой-либо ток, это указывало бы на то, что они не изолированы гальванически. С другой стороны, поскольку полное отсутствие пути утечки между двумя устройствами встречается редко, часто говорят, что вещи изолированы, даже если существует небольшой путь утечки. Даже небольшого пути утечки будет достаточно, чтобы держать вещи в пределах нескольких вольт друг от друга в тех случаях, когда нет значительного тока, пытающегося раздвинуть их дальше друг от друга.

Энди прав. Ваша спецификация противоречит сама себе: «Гальваническая развязка — это принцип изоляции функциональных частей электрических систем для предотвращения протекания тока; не допускается прямой проводящий путь». - Википедия

Без пути проводимости заряд, накопленный в одной цепи, приводит к отклонению напряжения от напряжения другой цепи. Без возможности сбалансировать заряд всегда будет сохраняться разница напряжений.

Если вам на самом деле не нужна гальваническая развязка, вы можете попробовать установить резистор с большим сопротивлением между двумя заземлениями, чтобы позволить избыточному заряду передаваться между двумя цепями с очень низкой скоростью. Это будет иметь тенденцию удерживать основания около одной и той же точки с течением времени. Быстрое движение заряда в любой из цепей вызовет дисбаланс, который будет самокорректироваться при достаточном времени прохождения через резистор.


РЕДАКТИРОВАТЬ

Другим вариантом было бы добавить конденсатор, рассчитанный на высокое напряжение, вместе с резистором высокого номинала. Из стандартного уравнения конденсатора становится очевидным, что это поможет смягчить разницу напряжений, которую вы пытаетесь сгладить.

С "=" Вопрос В
или
В "=" Вопрос С

Если у вас есть постоянный заряд между пластинами, когда вы увеличиваете емкость между двумя вашими цепями, результатом будет меньшая разница в напряжении. Добавление этого резистора по-прежнему позволит вам медленно сбрасывать разницу напряжений. Конденсатор позволит вам поглощать большие переходные процессы добавления разности зарядов между двумя цепями.

Спасибо за ответ. К сожалению, внутренняя утечка в компонентах потенциально может быть слишком медленной для выравнивания потенциалов. В настоящее время у меня есть резистор на 10 МОм, чтобы ограничить ток. Я ценю обратную связь!
@TaroKako Из вашего комментария о морских гальванических развязках пришла в голову мысль. Почему бы вам не добавить конденсатор между вашими цепями, а также резистор с высоким номиналом. Конденсатор мог бы поглощать любую переходную разницу заряда, в то время как резистор с большим сопротивлением мог бы медленно сбрасывать избыточный заряд с одной или другой стороны цепи. Конденсатор требует значительной разницы заряда для изменения напряжения. (Убедитесь, что вы используете конденсатор с очень высоким номинальным напряжением.)

Энди мог ошибаться, так как:

                                BLACK BOX
                               /
    +-------------------------+
    |                         |
    |     +-------+------+    |
    |     |       |      |    |
    |     |      [R1]   [R3]  | 
    |     |       |      |    |
    |     |       |      +----------->E1
    |  [SUPPLY]   |      |    |  
    |     |       +------|----------->E2
    |     |       |      |    |
    |     |      [R2]   [R4]  |
    |     |       |      |    |
    |     +-------+------+    |
    |                         |
    +-------------------------+

пока R1/R2 = R3/R4, тогда E1 всегда будет равно E2, даже если два провода не изолированы гальванически.

Однако, поскольку омметр является источником напряжения или тока, при подключении к контактам E1 и E2 мост разбалансируется, вызывая протекание заряда, и будет показывать некоторое сопротивление.

введите описание изображения здесь

введите описание изображения здесь

На прикрепленных изображениях постоянные резисторы в мосту — те, что в золотых анодированных корпусах — имеют проволочную обмотку 120 Ом 3%.

Те, что справа, включены последовательно, с напряжением возбуждения около 25 В на них от маленького HP6216 в верхней части блока резисторов декады, а тот, что слева, последовательно с блоком резисторов декад и 50-омным потенциометром, используемым для балансировки. мост с тем же источником возбуждения через эту струну.

Лучшее, что я мог сделать, это сбалансировать мост до 3,1 мВ на его выходе, как показано на Fluke, а Wavetek был настроен на 200 Ом и ни к чему не был подключен.

На втором изображении омметр был подключен через выход моста, и, как вы можете видеть, мост был разбалансирован примерно на 106 милливольт, а омметр показал 116,1 Ом.

Я не ошибаюсь, ключевой частью вопроса является «необходимость выравнивания напряжения земли между входом и выходом» - это означает, что он должен оставаться постоянным и неподвижным. Ваш ответ связан только с проверкой моего ответа и не дает ответа на ОП, кроме как подразумевая «игнорировать Энди, ваш вопрос разумен» !!! Уравновешенный, постоянный и неподвижный требует короткого замыкания, как указал мой ответ.
В ответе Энди есть некоторая гипербола, но общая идея верна. Это не обязательно должно быть 0 Ом, оно может быть 1000 Ом и все равно будет классифицироваться как не гальванически развязанное. Цепи с гальванической развязкой обладают небесконечным сопротивлением, но на самом деле важно значение и качество этого сопротивления.
@Энди: Да, я неправильно истолковал первую часть вашего ответа, но факт остается фактом, я думаю, что, хотя они гальванически связаны и находятся под одним и тем же напряжением, их не нужно закорачивать, чтобы это было правдой. . Кроме того, подключение вольтметра между двумя изолированными цепями не приведет к показанию нуля омов, оно приведет к показанию бесконечного - в пределах разумного - сопротивления, которое должно быть, если через метр не протекает заряд.
@EMFields Извини, чувак, но ты ошибаешься - если два напряжения уравниваются, то они равны. Это означает, что существует механизм, который делает их равными, поэтому, скажем, один щуп на омметре устанавливает напряжение на входе А, тогда «механизм» (что бы это ни было) устанавливает такое же напряжение на входе В (потому что он уравновешен) а это значит, что другой щуп "увидит" напряжение на входе А (но на входе Б) и это значит, что счетчик точно зафиксирует короткое замыкание, ноль Ом.
@horta насколько мне известно, в моем ответе нет гиперболы - это не может быть какое-либо омическое сопротивление, отличное от нуля, если два напряжения равны при любых обстоятельствах. Вопрос некорректен в принципе.
@Andy: Независимо от «выравнивающего» механизма, если цепи гальванически развязаны, то заряд по определению не может течь из одной цепи в другую, и в этом случае омметр показывает бесконечное сопротивление независимо от напряжение "на нем". Хорошим примером могут быть две 9-вольтовые батареи, изолированные друг от друга. То есть не касаясь. Подсоедините омметр от любой клеммы на одной клемме к любой клемме на другой, и что произойдет? Ничего.
@EMFields Дело в том, что у вас не может быть гальванической развязки, если напряжения равны. Вопрос оператора ошибочен, если он ожидает уравновешивания потенциалов с обеих сторон, а механизм «выравнивания» может быть не чем иным, как коротким замыканием.
@EMFields Я вижу, откуда пришел Энди. Вы сконструировали частный случай, который оказывается правильным при особых обстоятельствах, а именно, что вы не можете иметь ток, протекающий по двум проводам или от них. Как только вы подаете какой-либо ток в один провод и вытягиваете этот ток из другого провода, напряжения больше не сбалансированы. Это важный тест для двух систем, которые должны быть гальванически развязаны. Если ток может войти в один узел, он не сможет покинуть другой узел.
Я только что получил -2 за рулем после 7-1 / 2 месяцев. Если бы стрелок представился и объяснил почему, я был бы признателен.