¿Cómo conectar a tierra de forma segura una fuente de alimentación conmutada con salidas flotantes?

Question

Acabo de recibir una fuente de alimentación conmutada de 120 VCA a 5 VCC (20 A) (de las que tienen una carcasa metálica con ventilación pasiva) para utilizarla en un proyecto de microcontrolador en el que estoy trabajando (control de largas tiras de LED).

He conectado correctamente la línea, el neutro y la toma de tierra a un enchufe de 3 clavijas. Las pruebas son correctas (y la carcasa está conectada a tierra internamente) pero veo que las salidas están etiquetadas como DC- y DC+ y, efectivamente, DC- está conectada a tierra. no conectado a tierra para que las salidas estén flotando (aunque no detecto un diferencial de alto voltaje).

¿Hay algún peligro en la unión de la salida de CC a tierra con un cable corto, para asegurar mi tierra del circuito también se hace referencia a la tierra de casa? No estoy seguro de que dejar simplemente que las salidas floten sea prudente, pero no quiero ningún efecto secundario peligroso si pongo a tierra DC-. (El circuito que comparte este poder será a veces conectado a mi PC que es en sí mismo bastante a tierra por lo que me inclino a emular ese comportamiento).

Nota al margen: tengo una fuente de alimentación para portátil de dos clavijas... funciona de las dos formas, pero si la enchufo de una forma, el embellecedor metálico del portátil tiene un interesante "zumbido" al tacto. No es chocante, pero definitivamente perceptible. Sospecho que cuando está enchufado de la forma correcta, la toma de tierra de salida está débilmente referenciada al neutro, y la forma "zumbante" tiene la toma de tierra de salida débilmente referenciada a la tensión de línea (está flotando - de otra forma sería bastante más que zumbante). ¿La fuente OEM con el enchufe de 3 clavijas? Totalmente conectada a tierra a la pantalla del cable de alimentación de CC.

Así que sospecho que cuando se trata de alimentación de CA a DV, tener la línea y el neutro mal cableados es mucho más arriesgado que dejar que la salida flote, y que conectar a tierra la salida es preferible a dejarla flotar si estás trabajando en un entorno en el que vas a interactuar directamente con equipos conectados a tierra. Sólo quiero estar seguro...

Answer 1

¿Hay algún peligro en la unión de la salida DC- a tierra con un cable corto, para asegurar que mi tierra del circuito también se refiere a la tierra de la casa? No estoy seguro de que dejar simplemente que las salidas floten sea prudente,

Suponiendo que la fuente de alimentación esté bien construida, cualquiera de las dos cosas está bien.

Nota al margen: tengo una fuente de alimentación para portátil de dos clavijas... funciona de las dos formas, pero si la enchufo de una forma, el embellecedor metálico del portátil tiene un interesante "zumbido" al tacto. No es chocante, pero definitivamente perceptible. Sospecho que cuando está enchufado de la forma correcta, la toma de tierra de salida está débilmente referenciada al neutro, y la forma "zumbante" tiene la toma de tierra de salida débilmente referenciada a la tensión de línea (está flotando - de otra forma sería bastante más que zumbante). ¿La fuente OEM con el enchufe de 3 clavijas? Totalmente conectada a tierra a la pantalla del cable de alimentación de CC.

Las fuentes de alimentación sin conexión a tierra suelen tener problemas de este tipo, sobre todo a medida que aumentan de tamaño.

Hay que colocar condensadores entre la entrada y la salida para controlar la EMI. En un diseño sin conexión a tierra, la salida está "débilmente referenciada" a la entrada. Lo débil que sea esa referencia (o dicho de otro modo, lo grande que sea la "corriente de contacto") depende del tamaño de los condensadores. Desgraciadamente, aquí hay un compromiso complicado: los condensadores más grandes suprimen mejor las interferencias electromagnéticas, pero producen "corrientes de contacto" mayores. Las fuentes de alimentación más grandes tienden a sufrir más que las pequeñas (por eso las fuentes de alimentación para portátiles de marcas reconocidas suelen estar conectadas a tierra, mientras que los cargadores de teléfonos no suelen estarlo).

En un diseño con conexión a tierra, esto se puede mitigar conectando la salida a tierra (es prácticamente universal en las fuentes de alimentación para PC de sobremesa, y se ve ocasionalmente en las fuentes para portátiles) o dividiendo los condensadores de supresión de EMI en dos partes, una de salida a tierra y otra de entrada a tierra.

Answer 2

Como sólo estás hablando de un suministro de 5V, entonces hay poco riesgo de que de cualquier manera, pero en principio; Para que una corriente fluya tiene que haber un circuito y si el negativo está conectado a tierra en su sistema de red, entonces también está conectado a cualquier otra cosa conectada a tierra, y a la propia tierra, por lo que si usted sostiene el vivo un circuito se hará a través de usted a la tierra. Esto no es un problema con un sistema de 5 V y si llevas zapatos, estás de pie sobre el suelo o estás bien aislado, pero si se trata de un sistema de mayor tensión y tocas el negativo mientras te apoyas en un fregadero o tocas el ordenador o estás descalzo en el exterior, entonces te atravesará una corriente (relativa a la tensión suministrada y a la resistencia a tierra).

Si no conecta el negativo flotante a tierra, sólo podrá recibir una descarga si hace contacto con las conexiones + y -, ya que de lo contrario no habrá circuito.

Los equipos alimentados por la red eléctrica (en el Reino Unido) solían tener siempre una conexión de 3 clavijas para que la carcasa metálica pudiera conectarse a tierra y cualquier cable suelto con corriente en el interior no pudiera hacer que la carcasa entrara en tensión, sino que hiciera cortocircuito con la carcasa conectada a tierra, fundiendo el fusible. Ahora la mayoría de las cosas tienen carcasas de plástico, y los disyuntores modernos son mucho más sensibles que los fusibles, esto no es necesario y las conexiones de red son a menudo de 2 pines.

Las carcasas metálicas conectadas a tierra también tienen un efecto de blindaje contra las ondas magnéticas y no pueden sufrir acumulación de estática, que sería una de las principales razones de la carcasa metálica y la conexión a tierra de su ordenador.

Answer 3

El "suelo" es algo relativo. En el caso de la electricidad doméstica, es literalmente una estaca en el barro (tierra) o el neutro de la trifásica a la subestación local (o a veces ambos, llamado PME - Protective Multiple Earth).

La tensión es relativa al neutro (que a veces es tierra). pero no en todos los países )

Un DCDC "aislado", como el suyo, no tiene conexión a tierra, neutro o tensión en la salida.

En el mundo real esto es imposible. Tiene que haber una capacitancia y resistencia entre el + y - de la salida DCDC y todas las conexiones de red (vivo, neutro y tierra), sin embargo esto podría (y debería) ser muy insignificante, con resistencias en 10's de mega Ohms y capacitancias en picoFarads

En su DCDC donde se obtiene un zumbido, espero que estos "parásitos" no son insignificantes, algo se está rompiendo, elevando el voltaje de modo común de salida DCDCs a través de una alta impedancia a la vida. En efecto, sigue siendo 5V, pero tiene un componente de CA de modo común en relación con la tierra, en la que usted está de pie.

(Por cierto, estas "fugas a tierra" suelen deberse a circuitos de corrección del factor de potencia mal diseñados).

Una prueba sencilla para tu DCDC 'aislado' es conectar un miliamperímetro entre cada una de las salidas (+ y -) de una en una a masa (tierra). Debería ver muy poca corriente, si es que ve alguna. Más de 1mA o así y hay un problema de fuga a tierra.

Si ves poca corriente, entonces conectar el + o el - a masa es correcto.

No obstante, añadiré que no ¡conectar tierra es una muy buena idea!

Una ruta de alta resistencia (o baja capacitancia) a tierra es una muy buena forma de evitar descargas eléctricas en caso de fallo.

Answer 4

Carcasa metálica o blindaje metálico interno "unido" (en lenguaje electrónico, no en lenguaje electricista) a PE (conductor de tierra de protección, cable verde en un enchufe estadounidense de tres clavijas).

Una forma larga de decir, flota lo que quieras pero protege la fuente de alimentación. Coge un medidor de CEM y mira un poco, verás por qué.

Answer 5

Esta pregunta no puede responderse correctamente sin tener en cuenta TODO el sistema, no sólo la fuente de alimentación y la placa del microcontrolador. La razón por la que la salida es FLOTANTE y NO está conectada a la entrada de alimentación de red (o a la tierra de seguridad del chasis y del cable verde) es porque en muchos casos es apropiado CONECTARLAS. Pero en OTROS casos, es más apropiado dejarlo FLOTANTE y quizás conectar a tierra el circuito operativo (la placa del microcontrolador y las cosas conectadas) a tierra en algún OTRO lugar. Esta pregunta está incompleta y generará respuestas engañosas.