Устранение синфазных пульсаций сети от внешнего источника питания с плохой изоляцией

У меня есть несколько устройств с батарейным питанием, которые требуют периодической подзарядки. Я использую зарядные устройства для ноутбуков, чтобы обеспечить входное напряжение, и они работают нормально... большую часть времени. Иногда они терпят неудачу (производят все виды странного поведения).

Я изолировал проблему отсутствующим заземлением. Приблизительно половина зарядных устройств имеет два входа питания (без заземления), а другая половина имеет три входа питания (включая заземление). Проблема проявляется только тогда, когда мы используем двухконтактные (незаземленные) источники питания или когда мы намеренно оставляем контакт заземления неподключенным на трехконтактных источниках питания.

Устройства с тремя контактами принадлежат бренду Lenovo, остальные не имеют торговой марки. Все блоки питания импульсные и выдают 19В 3А, так как предназначены для зарядки ноутбука. Разбивая их на части, они выглядят достаточно похожими; мы видим ожидаемое двухступенчатое переключение (высокое напряжение, трансформатор, низкое напряжение), связанное оптоизолятором обратной связи И некоторым конденсатором, который является виновником утечки небольшого количества сетевого напряжения в секцию низкого напряжения. У моделей с тремя выводами заземление подключено непосредственно к этому конденсатору в маломощной секции, чтобы, я думаю, устранить синфазное напряжение. Что и происходит... при условии, что заземление правильно подключено.

Короче говоря, блоки питания дают ожидаемое выходное напряжение плюс синфазное сетевое напряжение (здесь 220 В), которое иногда выбирается различными частями наших устройств, что приводит к нестабильному поведению, включая сгорание внутренней схемы зарядного устройства, литий-ионные защитные полевые транзисторы, подпрыгивающие в воздухе. и т.д. К сожалению, мой аппарат имеет немаленький металлический корпус, который подключен к заземлению! Я предполагаю, что части моего устройства (его корпус, внутренние кабели, даже заземляющие пластины) улавливают другую часть сигнала 220 В, создавая потенциалы в областях, которые не могут быть предотвращены обычной защитой ввода-вывода TVS.

Мне нужно развернуть эти устройства в сельской местности, где мало шансов иметь надлежащее заземление, поэтому мне нужна какая-то стратегия, чтобы сразу избежать этой проблемы.

Мне нужен простой хак, который я могу применить ко всем своим устройствам, чтобы предотвратить подобную слабость. Это был бы идеальный сценарий. Менее желательным сценарием было бы то, что я мог бы сделать с источниками питания... например, почему у них есть конденсатор, соединяющий секции высокого и низкого напряжения? Могу ли я удалить его? Наименее желательным решением была бы полная замена блоков питания на другие с надлежащей гальванической развязкой: большие деньги! и никаких гарантий, что на новом не будет такой же проблемы. Наконец, я никак не мог полностью закрыть свои устройства экранами, поскольку они имеют радиочастотные антенны, которые могут быть частично ответственны за улавливание шума в сети.

Заранее спасибо.

Ответы (2)

У них есть этот конденсатор, чтобы убедиться, что низковольтная и высоковольтная части в некоторой степени связаны друг с другом, даже когда земля отсутствует.

В противном случае высокочастотные переходные процессы с любой стороны могли бы (медленно или быстро) индуцировать напряжение на барьере трансформатора в несколько киловольт, что потенциально могло бы вызвать пробой указанного барьера, что было бы плохо в масштабе, который даже не близок к масштабу графика. на котором регистрируется ваша проблема.

Так что... не удаляйте его.

То, что вы можете (пытаться) сделать в устройстве, это то же самое, что и хороший фильтр: удерживать все, что выше нескольких герц, и отводить его.

Как именно вы это сделаете, зависит от приложения и от того, что допустимо. Официально к незаземленному металлическому корпусу входящую хрень проводить не положено из-за "покалывания". Если бы вы могли заземлить металлический корпус снаружи, это было бы идеальным решением, когда вам не нужно делать что-то еще.

В любом случае, независимо от того, заземлен он снаружи или нет, фильтр может помочь:

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Я предполагаю, что ваш case-to-internal-negative не может быть отменен по какой-либо причине.

Спасибо, проверю, можно ли реализовать что-то подобное, хотя сам входной разъем имеет заземление на корпусе. Хотя я мог бы добавить дроссель к внешнему источнику питания.

Конденсатор предназначен для отвода высокочастотного шума переключения на контакт заземления.

Если конденсатора нет или контакт заземления не подключен, то на выходе вы получите всевозможные синфазные помехи, так что, скорее всего, емкостные сенсорные экраны не будут работать и так далее.

Отсутствие заземления является проблемой безопасности, а также проблемой функциональности, поэтому эксплуатация устройств без надлежащего заземления не является хорошей идеей. Лучший ответ — найти подходящее заземление или использовать адаптер без заземляющего контакта (если вы можете его найти).

Обратите внимание, что отсутствие заземляющего провода не должно вызывать упомянутых вами сбоев, только, возможно, какие-то сбои в работе, так что, возможно, что-то еще не так.

Я бы согласился с вами по поводу неисправности, если бы сам не увидел, что проблема проявляется только при отключении заземления. Я предполагаю, что полевые транзисторы в схеме не сильно заботятся о токах, но очень чувствительны к напряжениям. У меня конструкция с очень низким энергопотреблением, поэтому такие вещи, как подтягивания и опускания, выполняются как можно слабее. Внутреннее зарядное устройство не имеет сложной входной защиты (только предохранитель и стабилитрон), поэтому я предполагаю, что схема переключения зарядного устройства может улавливать шум от кабелей аккумулятора (длина которых 20 см). То же самое касается схемы защиты аккумулятора.
Устранение синфазных пульсаций сети от внешнего источника питания с плохой изоляцией
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v