GND-Problem des Spannungswandlers

Ich bin verwirrt über den Masseteil eines Spannungswandlers.

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Dies ist ein typischer Spannungswandler. Wie Sie sehen können, beträgt die Hauptspannung 230 V und der Ausgang 5 V. Schauen Sie sich den Ausgang 0 V an, der mit dem Diodenknoten verbunden ist, damit ich weiß, ja, dies ist der Masseknoten.

Hier kommt auch die Frage: Wie wir wissen, gibt es für den Hauptspannungsstecker, insbesondere in Europa oder Asien, eine Masseleitung im Stecker, also wie mache ich es mit der GND-Leitung im Haupttor? Wo ist es in dieser Schaltung? Es werden nur zwei Zeilen eingegeben!

Auch für Europa gibt es nur zwei Eingänge im Stecker, aber auch, wenn man genau hinschaut, ist tatsächlich ein GND-Knoten drin.

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Wenn ich die Hauptstromspannung im Stromkreis durch die sinusförmige Quelle simuliere, wie werde ich das tun?

  1. Eine sinusförmige Stromquelle, ein Ende ist geerdet, oder
  2. Zwei sinusförmige Stromquellen, entgegengesetzt verbunden, und der Knoten zwischen ihnen ist geerdet
  3. Irgendeine andere Möglichkeit?

Antworten (4)

Die gezeigte Spannungswandlerschaltung ist, wie die meisten (sicheren) DC-Adapter im Haushalt oder Einzelhandel, eine isolierte Stromversorgung – mit anderen Worten, die Spannungen sind von jeder Referenz zu den Stromversorgungsleitungen, einschließlich der Erdungsleitung des Gebäudes, isoliert.

Aus Schaltungssicht ist die einzige Referenzspannung die 0 Volt auf der Ausgangsseite. Spannungen werden von einer bequemen Referenz aus gemessen, und elektronische Geräte kümmern sich (normalerweise) nur um diesen Referenzpegel. Dies muss und soll nicht auf Baulehm bezogen werden.

Die Isolierung schützt die Benutzer des elektronischen Geräts, da das Berühren eines freiliegenden metallischen Teils des Geräts keinen Stromschlag verursacht: Die Spannung findet keinen Weg zurück zum Stromnetz durch den Körper.

Ja, Sie werden feststellen, dass einige Transformatoren, insbesondere Hochleistungstransformatoren, eine hochohmige Verbindung von der Sekundärseite zur Versorgungserde haben, um einen Leckpfad für die sekundärseitigen Spannungen zu ermöglichen, sich lose auf die Gebäudeerde zu beziehen.

Diese Art von hochohmigem Pfad oder ein ähnlicher Mechanismus könnte verwendet werden, um Ihre "isolierte" Ausgangsseite der Stromversorgung oder die damit verbundene Schaltung auf die Gebäudeerde zu beziehen. Dies ist jedoch von begrenztem Wert und wird nur sehr gelegentlich durchgeführt, außer bei Geräten mit relativ hoher Leistung, wie z. B. einem Bohrer. Beachten Sie, dass dadurch der Ausgangskreis nicht mehr richtig isoliert bleibt.

vielen Dank, es gibt eine Erdung in der Wandsteckdose (vielleicht ist es die Gebäudeerdung), ich meine für die Gebäudesteckdosen, vielleicht sind sie alle so ausgelegt, dass sie automatisch mit der Gebäudeerde verbunden sind, richtig (oder isoliert, na und? den Erdungsknoten für? ) dann wenn ich den ersten Stromkreis baue, also ich die Gebäudeerde einfach nicht anschließe, reicht das ?
@alan Ihre Schaltung sollte einfach nicht mit der Steckdosenmasse verbunden sein.
@Anindo: nicht immer: Es gibt einige Schaltkreise, die mit Schutzerde verbunden werden sollten.
@BrianDrummond Einverstanden. Ich habe die einfache Antwort gegeben, ohne die Vorbehalte und Ausnahmen :-)

Die Masseverbindung von Wandsteckdosen ist eine Sicherheitserde , keine Bezugserde. Ich glaube, Sie können die Sicherheitserdung an das Metallgehäuse anschließen oder sie bei doppelt isolierten Geräten weglassen .

Sie meinen also die Metallverbindung in der Steckdose ---- die Schutzerde, eigentlich nicht die Bezugserde, also ist die Schutzerdungsspannung nicht Null? Wie hoch ist dann die Spannung auf der Schutzerde?
@alan: Spannung ist relativ, nicht absolut. Wenn Sie die rote Sonde Ihres Voltmeters auf die Schutzerde stoßen, hängt die Spannung, die Ihr Messgerät misst, vollständig davon ab, wo Ihre schwarze Sonde gerade angeschlossen ist. Spannung ist Potentialdifferenz . Die Kennzeichnung von Erde als 0 V ist völlig willkürlich.

Es ist normalerweise einfacher, sich die eingangsseitige Sicherheitserde als PE oder Schutzerde vorzustellen - sie ist repräsentativer für das, was tatsächlich vor sich geht.

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Dies ist ein typisches TN-Erdungssystem. Am Standort des Generators besteht eine harte Verbindung zwischen dem Neutralleiter und der Schutzerde.

Im echten Leben:

In einer nicht isolierten Stromversorgung muss alles auf der Primärseite des Trenntransformators (bezogen auf die Leitungen oder den Neutralleiter) durch eine Isolationsbarriere von der Schutzerde getrennt werden.

Auf der Sekundärseite der Isolierung ist es in Ordnung, die Low-Side (den 0-V-Pfad) mit Erde zu verbinden, wenn Sie dies wünschen. Die meisten kleinen Wandnetzteile lassen diesen Anschluss weg (es wird gesagt, dass sie einen schwebenden Ausgang haben) – viele PC-Netzteile haben diesen Anschluss.

In der Simulationswelt:

Sie können ohne Schutzleiteranschluss simulieren. Möglicherweise müssen Sie einen 100-Meg-Widerstand von einem der primärseitigen Eingänge zur 0-V-Schiene hinzufügen, wenn Sie seltsame oder Konvergenzprobleme bekommen.

Das ist eine wunderbare Antwort. Ein Nebenaspekt davon ist, dass Netzteile mit schwebenden Ausgängen keine Brummschleifen verursachen. Ich bin mir jedoch nicht sicher, ob dies der Hauptgrund ist, warum es jetzt fast universell ist, die Verbindung zur Erde wegzulassen.
@Alexander Die Erdung über das Chassis bedeutet normalerweise, dass kein Erdschleifenproblem vorliegt (es ist oft ein besserer Leiter als das Netzteil selbst).

Während viele NS-Stromkreise isoliert sind, wie Anindo sagt (und dann "doppelt isoliert" und als solche gekennzeichnet sein sollten), gibt es sicherlich Fälle, in denen Ihre Schaltung mit der Erdung der Steckdose verbunden werden sollte.

Wenn die LV-Schaltung beispielsweise mit freiliegenden Metallarbeiten verbunden ist, sollte sie mit der Erdung der Wandsteckdose verbunden werden - nicht über einen hohen Widerstand, sondern über eine "fehlerstromfeste" (Hochstrom-) Verbindung.

Eine Folge davon ist, dass, wenn die Isolierung im Transformator durchbricht und die LV-Seite mit Wechselstrom verbindet, das Ergebnis ein hoher Stromfluss zur Erde ist, wodurch sofort Sicherungen durchbrennen oder Leistungsschalter auslösen, anstatt dass ein Gerät mit 240 V auf Sie wartet es zu berühren...

Viele HiFi-Geräte werden (oder wurden früher) auf diese Weise gebaut. Sie können die Schutzerdspannung im Allgemeinen mit „0 V“ bezeichnen, aber achten Sie darauf, dass in Ihrer HiFi-Anlage nur ein Gerät (normalerweise der Verstärker) die Audio-0 V mit der Schutzerde verbindet. Mehrere Verbindungen zur Erde bilden Schleifen, und Magnetfelder, die diese Schleifen schneiden, induzieren Spannungen, die normalerweise als Brummen erscheinen.

Ich würde die Wechselstromversorgung einfach als 110-V- oder 240-V-Sinusspannungsquelle simulieren, wobei das "neutrale" Ende über einen niedrigen Widerstand (1 oder 10 Ohm) mit Ihrer Sicherheitserde verbunden ist. Ob ich das an meinen LV-Stromkreis 0 V anschließe, hängt davon ab, was ich simuliere - ein doppelt isolierter Stromkreis oder nicht.

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