¿Puede un convertidor CA/CC de 2 clavijas cambiar de polaridad invirtiendo el enchufe?

Question

Hace 15 años obtuve un título de ingeniero eléctrico que apenas utilizo. Aunque me compré un multímetro bastante lujoso, admito libremente que solo tengo un vago recuerdo de lo que hacía entonces... que era sobre todo matemáticas discretas y procesamiento de señales (en contraposición a circuitos).

Un amigo mío que tiene mucha más experiencia como "electricista" en el mundo real estaba intentando averiguar qué le pasaba a unas cámaras que tenía. Estaban alimentadas por cables de pared baratos y fallaban. Estábamos intentando comprobar las fuentes de alimentación para asegurarnos de que funcionaban, ya que no sabíamos si el problema era de la alimentación o de la cámara. Efectivamente, algunas de las fuentes estaban muertas.

Intentamos sustituirlos por algunas fuentes conmutables para que funcionaran. En el proceso, observé con el multímetro que la polaridad era diferente en la fuente conmutable de los adaptadores que intentábamos sustituir. Mientras conectábamos estos enchufes de 2 clavijas en tomas de 3 clavijas, me pregunté en voz alta si no tendríamos los enchufes al revés.

Me miró con condescendencia y dijo "Oh, ya veo. Tienes un título en esto, ¿verdad?"

Bueno, en primer lugar, han pasado 15 años, y en segundo lugar ... mientras que puede saber mucho acerca de ser un electricista que sé sobre el puente de diodos dentro de la verruga de pared estúpido. Y sí, los diodos pueden diferenciar entre fuente y sumidero de electrones. Pero si la energía es una onda sinusoidal de CA, entonces pasa tanto tiempo en un ciclo ascendente como en un ciclo descendente, por lo que la decisión sobre la polaridad está en la post-rectificación del circuito, etc.

(Así era; para cambiar la polaridad del adaptador sólo había que cambiar los terminales del enchufe una vez convertido a CC, no antes. Bien).

Pero la hipotética pregunta seguía dándome la lata. Dado que uno de los terminales es ostensiblemente tierra verdadera, ¿sería posible para construir un convertidor de CA/CC cuya polaridad de CC cambiara en función del sentido en que se enchufara (y estoy hablando de sin conexión a la 3ª clavija)? ¿Existen tales cosas?

Answer 1

Este circuito hará lo que quieres (para una interpretación literal de la pregunta):

Answer 2

De ninguna manera. Dado sólo un diferencial, sólo un par de conexiones, no hay forma de que un circuito sepa cuál es cuál.

Si tuvieras acceso a información sobre las fases de la red, podrías hacerlo, pero como la frecuencia de la red no es terriblemente constante, no podrías confiar en predecirla. Tu dispositivo tendría que obtener información sobre el ángulo de fase actual de la red de algún sitio.

Sin embargo, si do tienes una referencia real de tierra de algún sitio, podrías construir un circuito para mirar la tensión de cada línea de alimentación con respecto a tierra. Una tendrá una pequeña caída por debajo de los 120 (o lo que sea la tensión de red local), mientras que la otra estará ligeramente por debajo de los 120 (o lo que sea la tensión de red local). sobre tierra. (Corriente de retorno del neutro frente a la resistencia del neutro). Esto le permitiría saber qué pata está "caliente" y podría cambiar la polaridad de salida en consecuencia.

Una segunda reflexión

Si la fuente de alimentación tiene sólo cuatro conexiones con el mundo, dos de la clavija de red, y dos a la salida de la CC, no hay manera que se me ocurre que usted podría de forma determinista Establecer la polaridad de salida en función de la orientación de la clavija.

PERO

si estás dispuesto a hacer que tu fuente de alimentación, por lo demás sencilla, sea mucho más compleja, podrías hacerla de modo que si desconectas el enchufe, le das la vuelta y lo vuelves a enchufar inmediatamente, la salida se invertiría.

La idea es la siguiente: se introduce un microcontrolador en la caja que controla la tensión de línea y determina cuándo se produce el cruce ascendente de cero (o cualquier otro punto de fase) en una de las fases. Tendrías que referenciar esto al punto medio de las dos patas de alimentación mediante un divisor de tensión. El micro podría entonces anticipar cuándo se produciría el siguiente punto de fase. Ahora también habría que poner algún tipo de supertapón en la caja y elegir un micro de baja potencia que pudiera vivir del supertapón el tiempo suficiente para que el usuario desconectara el enchufe. Cuando vuelva la corriente, el cambio de fase previsto se producirá en el momento esperado o a medio camino. A mitad de camino significa que el usuario volteó el enchufe, por lo que su micro cambia la polaridad de salida.

Por supuesto, eso seguiría siendo problemático. Si la cosa hubiera estado desenchufada durante un tiempo, el micro estaría muerto, y tendrías que hacer una suposición sobre cuál debería ser la polaridad de salida. Encontrar un micro que pueda durar unos 10 segundos con la energía de un tapón mientras funciona activamente podría ser más fácil de decir que de hacer. Por último, y no por ello menos importante, se trataría únicamente de un artilugio novedoso.

Answer 3

En realidad sí, puedes. ¿Has usado alguna vez uno de esos ingeniosos comprobadores de tensión sin contacto?

http://www.fluke.com/fluke/usen/electrical-test-tools/electrical-testers/fluke-1ac-ii.htm?PID=56048

Pueden averiguar con bastante fiabilidad qué cable es fase y cuál es neutro, por lo que todo lo que habría que hacer para construir un vertedor de pared mágico sería integrar un sensor de este tipo (sólo una antena y un opamp).

Answer 4

La respuesta corta es no, no es posible.

Con un rectificador tomas la parte negativa de la onda sinusoidal y la transformas en una onda positiva o simplemente la ignoras. Por eso, no importa cómo lo conectes, siempre se cortará el negativo.