Como aterrar com segurança uma fonte de alimentação comutada com saídas flutuantes?

Acabei de receber uma fonte de alimentação de comutação de 120VCA a 5VDC (20A) (do tipo com uma carcaça de metal com ventilação passiva) para uso em um projeto de microcontrolador em que estou trabalhando (conduzindo longas tiras de LED).

Liguei o fio terra neutro corretamente a um plugue de 3 pinos. O teste é bom (e o caso está ligado à terra internamente), mas vejo que as saídas estão rotuladas DC- e DC + e, de fato, DC- não está ligada à terra, portanto as saídas estão flutuando (embora eu não esteja detectando um diferencial de alta tensão )

Existe algum perigo em ligar a saída CC ao terra com um fio curto, para garantir que o aterramento do meu circuito também esteja referenciando o aterramento? Não tenho certeza de que deixar as saídas flutuarem é sábio, mas não quero efeitos colaterais perigosos se aterrar o DC-. (O circuito que compartilha esse poder às vezes será conectado ao meu PC, que é completamente aterrado, por isso estou inclinado a imitar esse comportamento.)

Nota lateral: Eu tenho um suprimento de laptop de pós-mercado que é de duas pontas ... funciona de qualquer maneira, mas se eu ligá-lo de uma maneira, a guarnição de metal do laptop tem um "zumbido" interessante ao toque. Não é chocante, mas definitivamente perceptível. Suspeito que, quando conectado da maneira correta, o terra de saída está referenciando fracamente o neutro, e o modo "buzzy" tem o terra de saída referenciando fracamente a tensão da linha (está flutuando - seria um pouco mais do que buzzy caso contrário). O fornecimento OEM com o plugue de 3 pinos? Totalmente aterrado à blindagem do cabo de alimentação DC.

Portanto, desconfio que, quando se trata de energia CA de CA, conectar Line e Neutral com fio errado é muito mais arriscado do que deixar a saída flutuar, e que aterrar a saída é preferível a deixá-la flutuar se você estiver trabalhando em um ambiente em que você fará interface diretamente com o equipamento aterrado. Eu só quero ter certeza...

Existe algum perigo em ligar a saída CC ao terra com um fio curto, para garantir que o aterramento do meu circuito também esteja referenciando o aterramento? Não tenho certeza de que deixar as saídas flutuarem é sábio,

Assumir que a fonte de alimentação foi construída corretamente também é bom.

Nota lateral: Eu tenho um suprimento de laptop de pós-mercado que é de duas pontas ... funciona de qualquer maneira, mas se eu ligá-lo de uma maneira, a guarnição de metal do laptop tem um "zumbido" interessante ao toque. Não é chocante, mas definitivamente perceptível. Suspeito que, quando conectado da maneira correta, o terra de saída está referenciando fracamente o neutro, e o modo "buzzy" tem o terra de saída referenciando fracamente a tensão da linha (está flutuando - seria um pouco mais do que buzzy caso contrário). O fornecimento OEM com o plugue de 3 pinos? Totalmente aterrado à blindagem do cabo de alimentação DC.

Fontes de alimentação sem conexão à terra costumam ter problemas como esse, especialmente à medida que aumentam.

Os capacitores devem ser colocados entre a entrada e a saída para controlar a EMI. Em um design desenterrado, isso acaba com a saída sendo "pouco referenciada" à entrada. Quão fraca é essa referência (ou, em outras palavras, quão grande é a "corrente de toque") depende do tamanho dos capacitores. Infelizmente, existe um compromisso complicado aqui: limites maiores são melhores para suprimir EMI, mas produzem "correntes de toque" maiores. Fontes de alimentação maiores tendem a sofrer mais com isso do que as menores (é por isso que as PSUs de laptops de marcas conceituadas geralmente são aterradas, enquanto os carregadores de telefone geralmente não são).

Em um projeto aterrado, isso pode ser atenuado amarrando a saída ao terra (praticamente universal nas fontes de alimentação de PCs desktop, ocasionalmente vistas em fontes de laptop) ou dividindo os capacitores de supressão de EMI em duas partes, uma da saída à terra e outra da entrada para a terra.

Como você está falando apenas de uma fonte de 5V, há pouco risco de qualquer maneira, mas em princípio; Para que uma corrente flua, é necessário que haja um circuito e, se o negativo estiver conectado à Terra em seu sistema de rede, ele também será conectado a qualquer outra coisa aterrada e à própria terra; portanto, se você mantiver a energia viva, será feito um circuito através de você para a terra. Não é um problema com um sistema de 5V e você está usando sapatos / de pé no piso ou muito bem isolado, mas era um sistema de tensão mais alta e você tocava ao vivo enquanto estava encostado em uma pia ou tocando seu computador ou com os pés descalços ao ar livre, então uma corrente ( relativa à tensão fornecida e à resistência à terra) percorreriam você.

Se você não conectar o negativo flutuante à terra, poderá sofrer um choque ao entrar em contato com as conexões + e -, caso contrário, não haverá circuito.

O equipamento alimentado por rede elétrica (no Reino Unido) costumava ter sempre uma conexão de 3 pinos, para que o revestimento de metal pudesse ser aterrado e quaisquer fios Loose Live no interior não pudessem tornar o gabinete ativo, mas seriam curtos para o revestimento aterrado, queimando o fusível. Agora, a maioria das coisas tem gabinetes de plástico, e os disjuntores modernos são muito mais sensíveis que os fusíveis, isso não é necessário e as conexões à rede são geralmente de 2 pinos.

As caixas de metal aterradas também têm um efeito de blindagem contra ondas magnéticas e não podem sofrer acúmulo de estática, o que seria uma das principais razões para a carcaça de metal e a conexão à terra do computador.

'Ground' é uma coisa relativa. No caso da eletricidade doméstica, é literalmente uma aposta na lama (terra) ou o ponto neutro das três fases da subestação local (ou às vezes ambas, chamadas PME - Protective Multiple Earth).

Live é relativo ao neutro (que às vezes é terra / terra - mas não em todos os países )

Um DCDC 'isolado', como o seu, não tem conexão para viver, neutro ou aterrado na saída.

No mundo real, isso é impossível. Deve haver uma capacitância e resistência entre o + e - da saída do DCDC e todas as conexões da rede elétrica (viva, neutra e terra); no entanto, isso pode (e deve ser) muito insignificante, com resistências em 10s de mega Ohms e capacitâncias em picoFarads

No seu DCDC, onde você recebe um burburinho, eu espero que esses 'parasitas' não sejam insignificantes, algo esteja quebrando, aumentando a tensão do modo comum de saída dos DCDCs através de uma alta impedância ao vivo. Na verdade, ele ainda é de 5V, mas possui um componente CA de modo comum em relação ao terra, no qual você está de pé.

(BTW, esse 'vazamento de terra' geralmente é causado por circuitos de correção de fator de potência mal projetados)

Um teste simples para o seu DCDC 'isolado' é conectar um miliamperímetro entre cada uma das saídas (+ e -) uma de cada vez ao terra (terra). Você deve ver muito pouca corrente, se houver. Mais de 1mA ou mais e há um problema com vazamento de terra.

Se houver pouca corrente, conectar o + ou - ao terra está OK.

No entanto, acrescentarei que não conectar o aterramento é realmente uma boa ideia!

Uma rota de alta resistência (ou baixa capacitância) ao terra é realmente uma boa maneira de evitar choque elétrico em caso de falha.

Esta pergunta não pode ser respondida adequadamente sem considerar o sistema INTEIRO, não apenas a fonte de alimentação e a placa do microcontrolador. A razão pela qual a saída é FLUTUANTE e NÃO conectada à entrada de energia da rede elétrica (ou ao aterramento de segurança do chassi e do fio verde) é porque é totalmente apropriado conectá-los em muitos casos. Porém, em OUTROS casos, é mais apropriado deixá-lo FLUTUANTE e talvez aterrar o circuito operacional (a placa do microcontrolador e as coisas conectadas) para aterrar em outro lugar. Esta pergunta está incompleta e gerará respostas enganosas.

Invólucro metálico ou blindagem interna de metal "ligada" (eletrônicos não falam eletricista) ao PE (condutor de proteção à terra, fio verde em um plugue americano de três pinos).

Longo caminho para dizer, flutue o que quiser, mas proteja o PSU. Pegue um medidor de EMF e bisbilhote um pouco, você verá o porquê.

Eu não ligaria o terra dc ao quadro no smp, ele pode causar problemas de ruído e alguns SMP podem criar ainda mais problemas EMI fazendo isso. A idéia é o lado dc dos conectores flutuantes de placas de circuito impresso, se montar em uma caixa de metal, o aterramento do quadro também se liga à caixa. A idéia é que, se o raio cair, ele passará pelo terra ligado e não ao redor do terra DC do circuito causando mais danos. O prob smp tem um ponto de flash de 6kV. Você também deve certificar-se de que os soquetes de tomadas que são ref do terra DC não toquem no terra do chassi por meio de isoladores. Você também pode ter que instalar 22nF 310V CA 3-6kV externo (até 15V) ou 680nF 310AC 3-6KV (até 30V CC) tanto na posição DC para enquadrar o aterramento quanto no negativo CC para enquadrar o terra (aterramento). com o DVM em CA e veja quanto vazamento CA existe no lado da saída CC, você ficará surpreso! O TDK Lambda encaixa esses capacitores internamente no SMP, mas outros não devido ao baixo custo e à falta geral de informações sobre esse assunto. Esses novos SMP totalmente isolados não são documentados muito bem em geral e na internet, e há muitas informações erradas na internet. Atualmente, muitos eletrônicos da indústria usam esse sistema de aterramento isolado, mas ele não é muito conhecido e documentado. Demorei muito tempo para solucionar o vazamento de corrente alternada nas saídas DC e garantir que o neg DC não fosse ligado de maneira alguma ao enquadramento do solo e causou todo tipo de problemas com Falha na CPU e ADC detectando todo tipo de lixo devido ao aumento de problemas de EMI do SMP, que é isolado por um motivo. Se você ainda insistir em aterrar o dc neg em uma caixa de metal, eu isolaria totalmente o SMP para que o Earth vá direto ao smp e monte o SMP nos espaçadores de nylon, então você pode aterrar o neg DC no quadro do gabinete. Em uma antiga PSU linear, o aterramento do quadro era comumente negativo em CC. Eu verifiquei e o PAT testado inclui o teste de flash HV e todos foram aprovados com o sistema acima. Também recomendaria um filtro de linha CA ao seu SMP e um anel de ferrite de 2 voltas no lado DC, é uma boa prática.

Muito bem sucedida

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