Зачем подключать заземление переменного тока к изолированному выходу источника питания постоянного тока?

Поймите, что это «логический символ» и имеет множество «аналоговых» интерпретаций.

Помните, что заземление означает только символ треугольника на вашей логической диаграмме, но мы должны понимать, что это ссылка 0 В только в этой физической точке. Определения системы часто предполагаются только для символов заземления или местного постоянного тока, и стандарты составления могут различаться. В большинстве случаев крайний правый символ обозначает заземление.

Но в других случаях средний символ может быть плавающим или заземленным. Таким образом, распределенные земли по звездам часто лучше избегать совместного использования токов, но часто используются распределенные земли. (CATV, питание переменного тока и инструменты EE Lab) Это приводит к проблемам с целостностью сигнала и помехоустойчивостью источника и назначения, когда происходят частые повторные подключения кабелей от многих инструментов, которые могут быть подключены к разным выключателям с 3-штырьковыми вилками переменного тока.

Целесообразно, чтобы вы хорошо понимали импеданс любого заземления в разных частотных диапазонах, чтобы увидеть, как это влияет на иммунитет и восприимчивость. Символов недостаточно, чтобы передать эти значения.

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

Таким образом, общая причина заключается в ЭМС, как и в совместимости.

• Это включает в себя невосприимчивость к помехам и непреднамеренному излучению мешающего шума, а также кондуктивного шума через линию переменного тока и сигнальные интерфейсы, поэтому необходимо учитывать как минимум 2 порта и 2 направления совместимости.

Я лишь перечислю некоторые причины.

КМ-шум

Наиболее распространенной причиной заземления плавающего источника питания является устранение синфазного шума (CM) либо из-за непреднамеренного шума SMPS через проходную часть трансформатора, либо из-за больших ступенчатых несимметричных токов нагрузки с большой площадью контура.

Baluns ---- (преобразование между BAL ance и UNB сбалансированным импедансом) Сетевые фильтры используют синфазные дроссели или Baluns для улучшения ЭМС линии переменного тока как с дифференциальным конденсатором, так и с 2 конденсаторами CM относительно земли. Они также полезны для интерфейсов постоянного тока и интерфейсов сигналов переменного тока.

В следующий раз, когда вы увидите потенциально шумный интерфейсный кабель, обратите внимание на ферритовый цилиндр с пластиковым покрытием, сформованный вокруг кабеля (раскладушка без зазора). например, зарядное устройство для ноутбука или кабель VGA.

• ЭТО дроссели CM или BALUN. Важно для устройств, которые изолированы от земли и заземлены (например, все ЖК-мониторы), когда сигналы становятся несимметричными, и даже критичны для дифференциальных сигналов Ethernet для улучшения сбалансированного импеданса RF.

  Другой метод, используемый в некоторых приложениях для уменьшения влияния утечки 50/60 Гц и проблем безопасности, заключается в использовании ВЧ конденсатора 10 нФ или меньше между возвратом постоянного тока и землей переменного тока, который действует как низкий импеданс 150 Ом на 100 кГц для шума SMPS или 1,5 Ом на частоте 10МГц.

ЭСР

Другими причинами могут быть защита прибора с чувствительными выходами или входами. Обычно аудио- и телевизионные интерфейсы могут быть изолированы от земли, но инструменты с сопротивлением 50 Ом — нет. Когда длинные 50-омные кабели с 100 пФ/м заряжаются от волочения по пыльному счетчику, напряжения на кабеле может хватить, чтобы сжечь чувствительный выход или вход. Хотя защита от электростатического разряда является стандартной, когда один конец подключен к заземленному прибору, он разряжается под нагрузкой, поэтому соединение защищает другой конец. Однако это также делает его чувствительным к замыканиям на землю, с которыми я столкнулся в большой лаборатории с механическим цехом в 70-х годах, и нам приходилось этого избегать.

Эта тема ОУР сложна. В большинстве случаев вы можете защитить оборудование с помощью ограничителей напряжения и ограничения тока, но это может изменить локальное положение и повлиять на что-то внутри. Интерфейсы аудио и телевизора обычно плавающие с 2-контактными разъемами. Тем не менее, все лабораторные приборы представляют собой трехконтактные вилки с заземлением для снижения электромагнитных помех. Это повышает напряженность поля изоляции HiPot на первичных путях, так что они выходят из строя при более низких потенциалах, чем плавающие, поэтому в этом режиме необходимо проверять помехоустойчивость, но по умолчанию это никогда не делается. Я нашел это недостатком в процедурах тестирования OEM для источников питания переменного и постоянного тока и потребовал улучшения процесса OEM по моим требованиям, когда я доказал, что это правда. (OEM переместил свой Mfg в Мексику и не смог распознать зазор, управление процессом соскользнуло, например, наклоненные компоненты рядом с шасси)

Хорошие и плохие соединения ESD.

Говорят, что хорошее соединение рассеивает статические заряды, когда последовательно соединено 1 МОм. Тем не менее, плавающий кабель может заряжаться и разряжаться при подключении к заземленному прибору, но при подключении к одному концу он безопасно разряжается, поэтому вероятность воздействия разряда на другой конец меньше. Этого не было бы, если бы оба конца были плавающими из-за паразитной емкости, которая является эффективным проводником короткого замыкания или переходного процесса для импульсного электростатического разряда. Если вы ожидаете электростатического разряда на длинных кабелях и хотите плавающий источник питания и заземление, то конденсатор, индуктор, резистор 1K или 1M или какая-либо комбинация могут быть лучшим решением в зависимости от требований к устойчивости вашей системы при относительно высоком импедансе постоянного тока. к земле, но низкое сопротивление на RF.

Заключение

Все зависит от системы, но распределенное заземление очень распространено во внешнем и лабораторном оборудовании, но не в бытовом оборудовании, и отсутствует в портативном оборудовании из соображений безопасности портативных устройств утечки на землю.

Есть изоляция от сети, что важно для безопасности; а еще есть полная изоляция, которая позволяет подключить цепь к чему угодно в любой точке и не взорвать.

Если у вас металлический корпус, то, как минимум, необходимо заземлить его, например, на случай, если провод под напряжением оторвется внутри и ударит по корпусу. Потом срабатывает выключатель/перегорает предохранитель и отключается вместо того, чтобы кого-то поджарить. Выход постоянного тока может иметь аналогичную проблему, в зависимости от конструкции и применения. (Возможно, по теме: https://www.youtube.com/watch?v=wi-b9k-0KfE )

Причина, по которой требуется отдельный заземляющий провод (всего три) или полная изоляция даже в случае отказа, заключается в том, что нейтральный провод, несмотря на то, что он подключен к земле на распределительном щите, больше не является заземлением для тяжелых условий эксплуатации. нагрузки, особенно если она разболталась.

Следовательно, все доступные пользователю схемы должны быть изолированы как от «фазы», ​​так и от «нейтрали», независимо от того, заземлены ли они по другим причинам.