Erdung eines DIY-Netzteils

Um die grundlegende Frage Ihrer "nicht auf Netzerde bezogenen " (dh schwebenden) Versorgung zu beantworten, können Sie dies sicher mit Ihrem Oszilloskop untersuchen. Sie sollten jedoch einen hochwertigen doppelt isolierten Transformator mit geringer kapazitiver Kopplung zwischen den Wicklungen verwenden.
Sie können sich die Versorgung wie eine Batterie vorstellen.
Beachten Sie, dass beim Anschließen des Erdungskabels der Sonde die Versorgung auf die Netzerde bezogen wird .

Die Spannung ist immer relativ zu etwas, Sie können nicht einfach sagen "dieser Punkt liegt bei 10 V", sondern "dieser Punkt ist +10 V relativ zu diesem Punkt" oder "dieser Punkt ist -5 V relativ zu diesem Punkt". Der Referenzpunkt wird normalerweise als "Schaltungserde" bezeichnet, beachten Sie, dass dieser Punkt nicht mit "Erdung" (dh Netzerde) identisch sein muss.

Das Hauptproblem bei Oszilloskopen besteht darin, dass Sie eine Versorgung haben, deren Schaltungsmasse auf Masse bezogen ist und nicht auf demselben Potenzial (und niedriger Impedanz - in der Lage, eine angemessene Menge Strom zu liefern), da die Masse der Oszilloskopsonde direkt ist (dh
niedrig Impedanz) mit Netzerde verbunden, können Sie es nicht mit irgendetwas verbinden, das auf Erde bezogen ist und nicht auf demselben Potential (dh 0 V)
. Batterie (dann wird die andere Seite der Batterie +/- die Batteriespannung relativ zur Netzerde)

Viele Laborgeräte haben einen nicht referenzierten Ausgang, aber auch einen Erdungsanschluss, den Sie verwenden können, wenn Sie den Ausgang mit Erde verbinden möchten. Wenn Sie den Pluspol mit Erde verbinden, ist die Versorgung relativ zum Erdungspol negativ und umgekehrt. Sie können dies mit Ihrem Vorrat tun, wenn Sie möchten. In der Abbildung unten ist der mittlere grüne Anschluss die Masse (Netzerde). Das Datenblatt erklärt die Verwendung des Terminals.

BEARBEITEN - Um zu versuchen, das Problem mit der schwebenden Erdung mit niedriger Impedanz zu erklären, werfen Sie einen Blick auf diese Schaltung, eine ungeregelte Versorgung mit doppelter Polarität (ca. +/- 16 V / 15 A):

Hier ist der Strom durch die Erdungsleitung der Sonde:

Hier ist alles in Ordnung, da die Versorgung keine niederohmige Referenzverbindung mit der Netzerde hat, sodass Sie die Sondenmasse an eine der Klemmen anschließen und das gleiche Ergebnis erzielen könnten. Es gibt einen winzigen Leckstrom durch Rleak und Rleak2, was normal ist (ich habe kapazitive Leckage weggelassen).

Was passiert nun, wenn wir die Erdung (siehe 0ω Rearth wird hinzugefügt) verbinden - nicht mit der Schaltungsmasse , sondern mit der negativen Versorgung (es ist also nicht mehr die negative Versorgung - es könnte z. B. die Gehäusemasse sein) Jetzt schwebt unsere Schaltungsmasse 16 V darüber Netzmasse und ist niederohmig.

Betrachten Sie nun den Strom durch die Erdungsleitung der Sonde:

Es fließt ein großer Strom (dh der volle Strom, den die Versorgung liefern kann), der nur durch den Widerstand der Ausgangswicklung des Versorgungstransformators begrenzt wird. Das ist nicht gut ;-)

Dies entspricht dem einfachen Verbinden der Sondenmasse mit der V+-Schiene eines beliebigen Stromkreises, dessen Masse mit der Netzerde (über eine niedrige Impedanz) verbunden ist.
Es zeigt uns jedoch, dass die Schaltungserde relativ zur Netzerde nicht immer auf 0 V liegt, daher müssen wir vorsichtig sein und dies überprüfen, bevor wir die Sondenerde anschließen.

Ja, Sie können den Bezugspunkt Ihres Netzteils auf Masse beziehen. Verwenden Sie einen dreipoligen Stecker und ein Kabel und beziehen Sie den Bezugspunkt Ihres Stromkreises auf Masse. Darüber hinaus können Sie auch das Metallgehäuse Ihres Netzteils erden.

Ein 1-Meg-Widerstand ist jedoch nicht der Weg, um auf Masse zu verweisen. Dies könnte funktionieren, um den + Anschluss eines Operationsverstärkers auf Masse zu referenzieren, wenn es sich um ein JFET-Gerät handelt, dessen Impedanz 1E + 12 Ohm beträgt. Denken Sie daran, dass V = IR. Ein winziger Strom, der durch einen Megaohm-Widerstand fließt, kann eine beträchtliche Spannung erzeugen, was bedeutet, dass das andere Ende dieses Widerstands nicht mehr in der Nähe des Erdpotentials liegt. Ein Mikroampere mal ein Megaohm ergibt ein Volt!

Die Art und Weise, wie Sie eine Stromversorgung gemeinsam mit einer externen Masse referenzieren, erfolgt über (idealerweise) null Ohm. Dasselbe gilt für Ihr Chassis und alles andere, was geerdet ist. Das dient auch der Sicherheit. Eine Sicherheitserdung muss der Weg des geringsten Widerstands sein. Ein Boden, der hinter einem Megaohm oder sogar 100.000 liegt, schützt eine Person nicht.

Es gibt einige Vorteile, wenn Sie Ihr Netzteil schweben lassen: und das heißt, dass Ihr Stromkreis von Rauschen isoliert ist, das durch Masseschleifen verursacht wird.

Einige Pro-Audio-Geräte verfügen über einen „Ground Lift“-Schalter. Ich habe hier zum Beispiel einen 31-Band Rack-Equalizer von AB International mit einem solchen Schalter auf der Rückseite. Dies kann ein schnelles und schmutziges Heilmittel für Rauschen wie 60-Zyklus-Brummen sein. Ein Ground-Lift-Schalter sollte die Sicherheitserdung des Chassis nicht unterbrechen, sondern nur die Masse des Geräts von der Erde trennen.