Galvanische Trennung mit Spannungsausgleich?

Ich muss die Massespannung zwischen Eingang und Ausgang eines isolierten DC-DC-Netzteils ausgleichen und gleichzeitig die galvanische Trennung aufrechterhalten. Gibt es eine Möglichkeit, dies zu tun?

Der Grund, warum ich dies brauche, ist, dass ich die maximale Isolationsspannung des DC-DC-Netzteils nicht überschreite.

Was tun Sie, das Sie glauben lässt, dass Sie die maximale Isolationsspannung überschreiten werden?
Ich stapele ein paar DC-DC-Steine ​​in Reihe, sodass die Gesamtausgangsspannung ziemlich hoch ist.

Antworten (3)

Ich muss die Massespannung zwischen Eingang und Ausgang eines isolierten DC-DC-Netzteils ausgleichen und gleichzeitig die galvanische Trennung aufrechterhalten

Wenn ich eine Blackbox mit zwei Drähten hätte und mir gesagt würde, dass die beiden Drähte NICHT galvanisch verbunden sind, aber V1 immer gleich V2 ist, dann wäre die einzige vernünftige Schlussfolgerung, die ich ziehen könnte, dass sie galvanisch verbunden und tatsächlich kurzgeschlossen sind.

Stellen Sie sich vor, Sie legen Ihr Multimeter über die beiden Drähte - es würde null Ohm anzeigen. Es könnte unmöglich etwas anderes lesen, weil V1 = V2.

Wenn Spannungen genau gleich bleiben, wenn ein Strom zwischen Systemen fließt, würde dies darauf hindeuten, dass sie nicht galvanisch getrennt sind. Da andererseits zwischen zwei Geräten absolut kein Kriechpfad vorhanden ist, spricht man oft von isolierten Dingen, selbst wenn ein kleiner Kriechpfad vorhanden ist. Selbst ein kleiner Leckpfad reicht aus, um die Dinge innerhalb weniger Volt voneinander zu halten, wenn kein signifikanter Strom versucht, sie weiter auseinander zu drücken.

Andi hat Recht. Ihre Angabe widerspricht sich selbst: "Galvanische Trennung ist ein Prinzip zur Trennung von Funktionsteilen elektrischer Anlagen gegen Stromfluss; es ist kein direkter Leitungsweg zulässig." -Wikipedia

Ohne einen Leitungspfad bewirkt die auf einem Stromkreis aufgebaute Ladung, dass die Spannung von der Spannung des anderen Stromkreises weg tendiert. Ohne die Fähigkeit, die Ladung auszugleichen, bleibt die Spannungsdifferenz immer bestehen.

Wenn Sie eigentlich keine galvanische Trennung benötigen, können Sie versuchen, einen Widerstand mit hohem Wert zwischen die beiden Massen zu legen, damit überschüssige Ladung mit sehr niedrigen Raten zwischen den beiden Schaltkreisen übertragen werden kann. Dies würde dazu führen, dass das Gelände im Laufe der Zeit in der Nähe des gleichen Punktes bleibt. Eine schnelle Ladungsbewegung in einem der Schaltkreise würde jedoch ein Ungleichgewicht verursachen, das sich bei genügend Zeit durch den Widerstand selbst korrigieren würde.

BEARBEITEN

Eine andere Option wäre, einen Kondensator hinzuzufügen, der für eine hohe Spannung ausgelegt ist, zusammen mit einem Widerstand mit hohem Wert. Aus der Standard-Kondensatorgleichung wird deutlich, dass dies dazu beitragen würde, die Spannungsdifferenz zu verringern, die Sie quetschen möchten.

C = Q v
oder
v = Q C

Wenn Sie eine konstante Ladung zwischen den Platten haben, wenn Sie Ihre Kapazität zwischen Ihren beiden Stromkreisen erhöhen, ist das Ergebnis eine kleinere Spannungsdifferenz. Wenn Sie diesen Widerstand hinzufügen, können Sie die Spannungsdifferenz immer noch langsam ablassen. Der Kondensator würde es Ihnen ermöglichen, große Transienten von Ladungsdifferenzen zwischen den beiden Schaltungen zu absorbieren.

Danke für die Rückmeldung. Leider könnte die inhärente Leckage in den Komponenten möglicherweise zu langsam sein, um die Potentiale auszugleichen. Ich habe derzeit einen 10-MOhm-Widerstand, um den Stromfluss zu begrenzen. Ich freue mich über das Feedback!
@TaroKako Aus Ihrem Kommentar zu galvanischen Marineisolatoren kam mir ein Gedanke. Warum fügen Sie nicht einen Kondensator zwischen Ihren Schaltkreisen sowie einen hochwertigen Widerstand hinzu? Der Kondensator wäre in der Lage, jede transiente überschüssige Ladungsdifferenz zu absorbieren, während der hochohmige Widerstand die überschüssige Ladung langsam auf der einen oder der anderen Seite der Schaltung abführen könnte. Der Kondensator benötigt für eine Spannungsänderung eine erhebliche Ladungsdifferenz. (Stellen Sie sicher, dass Sie einen sehr hochspannungsfesten Kondensator verwenden.)

Andy könnte falsch liegen, denn:

                                BLACK BOX
                               /
    +-------------------------+
    |                         |
    |     +-------+------+    |
    |     |       |      |    |
    |     |      [R1]   [R3]  | 
    |     |       |      |    |
    |     |       |      +----------->E1
    |  [SUPPLY]   |      |    |  
    |     |       +------|----------->E2
    |     |       |      |    |
    |     |      [R2]   [R4]  |
    |     |       |      |    |
    |     +-------+------+    |
    |                         |
    +-------------------------+

Solange R1/R2 = R3/R4 ist, ist E1 immer gleich E2, obwohl die beiden Drähte nicht galvanisch getrennt sind.

Da ein Ohmmeter jedoch eine Spannungs- oder Stromquelle ist, würde es, sobald es über E1 und E2 angeschlossen ist, die Brücke aus dem Gleichgewicht bringen, wodurch Ladung fließt, und es würde einen gewissen Widerstand anzeigen.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

In den beigefügten Bildern sind die Festwiderstände in der Brücke - die in den goldeloxierten Gehäusen - 120 Ohm 3% Drahtwicklungen.

Die rechten sind in Reihe geschaltet, mit einer Erregung von etwa 25 V vom kleinen HP6216 oben auf dem Dekadenwiderstandskasten, und der linke ist in Reihe mit dem Dekadenwiderstandskasten und einem 50-Ohm-Pot, der zum Ausgleich verwendet wird die Brücke mit der gleichen Erregungsversorgung über diese Saite.

Das Beste, was ich tun konnte, war, die Brücke an ihrem Ausgang auf 3,1 Millivolt abzugleichen, wie auf dem Fluke gezeigt, und der Wavetek war auf 200 Ohm eingestellt und an nichts angeschlossen.

Im zweiten Bild wurde das Ohmmeter über den Ausgang der Brücke angeschlossen und, wie Sie sehen können, war die Brücke um etwa 106 Millivolt unsymmetrisch und das Ohmmeter zeigte 116,1 Ohm an

Ich liege nicht falsch, der entscheidende Teil der Frage ist "Muss die Massespannung zwischen Eingang und Ausgang ausgleichen" - das bedeutet, konstant und unbewegt zu bleiben. Ihre Antwort bezieht sich nur auf das Abfragen meiner Antwort und gibt keine Antwort auf das OP, außer zu implizieren: "Ignorieren Sie Andy, Ihre Frage ist vernünftig" !!! Ausgeglichen, konstant und unbeweglich erfordert einen Kurzschluss, wie meine Antwort gezeigt hat.
Andys Antwort enthält einige Übertreibungen, aber die allgemeine Idee ist richtig. Es müssen nicht 0 Ohm sein, es können auch 1000 Ohm sein und würden trotzdem als nicht galvanisch trennend eingestuft. Stromkreise mit galvanischer Trennung haben einen nicht unendlichen Widerstand, aber es kommt wirklich auf den Wert und die Qualität dieses Widerstands an.
@Andy: Ja, ich habe den ersten Teil Ihrer Antwort falsch interpretiert, aber ich denke, die Tatsache bleibt bestehen, dass sie, obwohl sie galvanisch verbunden sind und dieselbe Spannung haben, nicht kurzgeschlossen werden müssen, damit dies wahr ist . Auch das Anschließen eines Voltmeters zwischen zwei isolierten Stromkreisen führt nicht zu einem Messwert von null Ohm, sondern zu einem Messwert von unendlichem – im Rahmen des Zumutbaren – Widerstand, was erforderlich ist, wenn keine Ladung durch das Messgerät fließt .
@EMFields Tut mir leid, Alter, aber du liegst falsch - wenn die beiden Spannungen ausgeglichen sind, sind sie gleich. Dies bedeutet, dass es einen Mechanismus gibt, der sie gleich macht. Nehmen wir an, eine Sonde am Ohmmeter legt eine Spannung an Eingang A fest, und "der Mechanismus" (was auch immer das ist) legt dieselbe Spannung an Eingang B fest (weil er ausgeglichen ist). und dies bedeutet, dass die andere Sonde die Spannung an Eingang A (aber an Eingang B) "sieht", und das bedeutet, dass das Messgerät einen exakten Kurzschluss von null Ohm registriert.
@horta keine Übertreibung in meiner Antwort, soweit mir bekannt ist - es kann kein anderer ohmscher Widerstand als Null sein, wenn die beiden Spannungen unter allen Umständen gleich sind. Die Frage ist grundsätzlich fehlerhaft.
@Andy: Unabhängig vom "Ausgleichs" -Mechanismus kann, wenn die Stromkreise galvanisch getrennt sind, Ladung per Definition nicht von einem Stromkreis zum anderen fließen, und in diesem Fall betrachtet das Ohmmeter unabhängig davon einen unendlichen Widerstand Spannung "über" es. Ein gutes Beispiel wären zwei voneinander isolierte 9-Volt-Batterien. Das heißt, nicht berühren. Verbinden Sie ein Ohmmeter von einem beliebigen Anschluss auf dem einen mit einem beliebigen Anschluss auf dem anderen und was wird passieren? Nichts.
@EMFields Der Punkt ist, dass Sie keine galvanische Trennung haben können, wenn die Spannungen gleich sind. Die Frage des Ops ist fehlerhaft, wenn er auf beiden Seiten ein ausgeglichenes Potenzial erwartet und der "Ausgleichs" -Mechanismus nichts anderes als ein Kurzschluss sein kann.
@EMFields Ich sehe, woher Andy kommt. Sie haben einen Sonderfall konstruiert, der unter besonderen Umständen korrekt ist, nämlich dass kein Strom in die beiden Drähte hinein- oder herausfließen kann. Sobald Sie Strom in einen Draht leiten und diesen Strom aus dem anderen Draht ziehen, sind die Spannungen nicht mehr ausgeglichen. Dies ist ein wichtiger Test für zwei Systeme, die galvanisch getrennt werden sollen. Wenn Strom in einen Knoten eindringen kann, sollte er nicht in der Lage sein, den anderen Knoten zu verlassen.
Ich habe gerade ein -2 Drive-by nach 7-1/2 Monaten bekommen. Wenn der Schütze sich identifizieren und erklären würde, warum, wäre ich dankbar.
Galvanische Trennung mit Spannungsausgleich?
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