Relevanz der galvanischen Trennung von Aufwärtswandlern

Flyback-Boost-Wandler verwenden einen Transformator, und dieser Aufbau wird immer noch als galvanische Trennung bezeichnet .

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

In den meisten Anwendungsfällen ist die Ausgangsspannung normalerweise um Größenordnungen höher als die Eingangsspannung und hat immer noch eine erhebliche Nennleistung.

In Anbetracht der Tatsache, dass die höhere Ausgangsspannung bedeutet, dass jede an den Ausgang angeschlossene Schaltung ein höheres Stromschlagrisiko birgt (selbst bei niedrigen Strömen).

Inwiefern gilt die Verwendung des Begriffs Galvanik noch immer?

(Ich verstehe die Verwendung des Begriffs galvanische Trennung für Abwärtsschaltkreise wie Telefonladegeräte, kann mich aber nicht für Aufwärtswandler, insbesondere für hohe Leistung, darum kümmern).

Die Werte der Eingangs- und Ausgangsspannungen eines Sperrwandlers haben nichts mit galvanischer Trennung zu tun. Die Isolierung ist nur eine Eigenschaft der Schaltung, wenn ein Transformator verwendet wird. Ebenso hat das Übersetzungsverhältnis der Transformatorwicklungen (die die Spannungen einstellen) nichts mit der Isolation zu tun.
Ich bin sicher, Sie verstehen den Begriff "galvanische Trennung" überhaupt nicht. Die Tatsache, dass Sie denken, dass Spannung irgendetwas damit zu tun hat, beweist es.

Antworten (2)

Galvanische Trennung bedeutet, dass zwischen zwei Teilen der Schaltung (hier der Eingangsseite und der Ausgangsseite) kein (wesentlicher) Strom fließen kann. Dies bedeutet nicht, dass die Ausgangsspannung einer Schaltung niedriger sein muss als die Eingangsspannung.

Die galvanische Trennung ist bei Netzstromversorgungen sehr wichtig, da ein Fehler bei der galvanischen Trennung der beiden Seiten die Niederspannungs-Ausgangsseite der Stromversorgung (und was auch immer sie versorgt) auf Netzpotential legen kann .

Diese galvanische Trennung ist Gegenstand von Sicherheitsvorschriften und kann bei minderwertigen Netzteilen ein echtes Problem darstellen. Sehen Sie sich zum Beispiel diesen Teardown eines gefälschten Apple-Ladegeräts oder diesen Teardown eines USB-Ladegeräts an (das tatsächlich Strom an die USB-Ports legt!)

Galvanische Trennung in Hochsetzstellern

In einem Aufwärtswandler (und eigentlich überall sonst) bedeutet galvanische Trennung immer noch dasselbe: Zwischen zwei Teilen eines Stromkreises kann kein (signifikanter) Strom fließen.

Dies kann unter anderem relevant sein, wenn die Eingangsseite Ihrer Schaltung geerdet ist (oder werden kann). Bei galvanischer Trennung liegt nur eine Spannung zwischen den beiden Ausgangsklemmen an, die Ausgangsklemmen sind jedoch erdfrei. Eine Stromschlaggefahr sollte nur dann bestehen, wenn jemand beide Anschlüsse berührt.

Wenn jedoch die galvanische Trennung ausfällt, kann einer der Ausgangsanschlüsse geerdet werden, wodurch der andere Anschluss auf eine hohe Spannung relativ zur Erde gesetzt wird, wodurch ein Stromschlagrisiko entsteht, wenn nur der eine Anschluss berührt wird!

Galvanische Trennung und ein Isolationsfehler

Normalerweise bekommt man keinen Schock, wenn man Masse mit zwei Körperteilen verbindet.
@ThePhoton Sie tun, wenn sich im Verbindungspfad eine Spannungsquelle (z. B. der Transformator im Bild) befindet;)
Was The Photon sagt, ist, dass Sie Ihren grünen/gelben Draht falsch gezeichnet haben (und ich stimme zu). Die Bilder sind cool, aber bitte korrigieren Sie das zweite, damit es aussagekräftiger ist.
@ Andyaka Besser? :P
Kann ein SMPS immer noch als galvanisch getrennt betrachtet werden, wenn der obligatorische (?) Sicherheitskondensator über dem Trenntransformator angebracht ist?
@JulianF.Weinert Der Y1-Kondensator über dem Transformator ist zur EMI-Unterdrückung erforderlich. Ohne sie kann ein erhebliches Rauschen vom Hochfrequenzschalten aus der Stromversorgung austreten. Es ist ein Kompromiss, weil es tatsächlich die galvanische Trennung bis zu einem gewissen Grad beeinträchtigt. Normalerweise ist der Strom, den dieser Kondensator durchlässt, jedoch stark auf einen ungefähren Wert von 100-200 µA begrenzt. Ich würde sagen, dies bewahrt die galvanische Trennung meistens , aber nicht zu 100%. Dies verwandelt die nette Ja/Nein-Frage in eine Maßstabsfrage, sodass andere entscheiden können, wo die Grenze gezogen werden soll. Leider sind das die Komplexitäten des wirklichen Lebens :)
@marcelm du hast vollkommen recht. Nun stellt sich die Frage, was genau bedeutet galvanisch getrennt? Ich glaube nicht, dass die Definition auf Gefahr basiert. Denn was Menschen nicht schadet, schadet anderen Dingen noch. Ich würde argumentieren, Isolation ist entweder gegeben oder nicht. Galvanische Trennung bedeutet, dass die Seiten zueinander potentialfrei sind, was hier nicht gegeben ist. Sicher, in der realen Welt ist alles eine Skalenfrage, aber rein definitionsmäßig würde ich argumentieren, dass es nicht mehr richtig isoliert ist, aber immer noch sicher ist, was Menschen betrifft

Galvanische Isolierung bezieht sich auf die Tatsache, dass die beiden Stromkreise (Primär und Sekundär oder Eingang und Ausgang) keinen gemeinsamen leitenden Pfad haben, so dass praktisch die Impedanz zwischen zwei beliebigen Punkten (jeweils zu einem der beiden Stromkreise gehörend) unendlich ist.

In Wirklichkeit ist dies nicht der Fall: Streukapazität ist immer vorhanden, vielleicht einige pF oder ein Bruchteil von pF .... Dies ist ein wichtiger Parameter, der überprüft werden muss, insbesondere für die elektrische Sicherheit und die Gleichtaktrauschkopplung.

Ziel: Also, wozu?

  • Elektrische Sicherheit, wie in der vorherigen Antwort erwähnt, Reduzierung des Leckstroms von einem Stromkreis mit gefährlicher Spannung auf ein sicheres Niveau

  • Gleichtaktrauschunterdrückung: Denken Sie an optogekoppelte Verstärker wie die von Avago, die sehr große Gleichtaktspannungen unterdrücken können (im normalen OpAmp ist CMRR groß, aber große Gleichtaktspannungen werden nicht toleriert).

  • Freiheit der Reihenschaltung am Ausgang: Für Netzteile können Ausgangskreise für Multi-Tap-Ausgänge und höhere Ausgangsspannungen in Reihe gestapelt werden, bis zur Nennleistung der Isolierung (mit angemessenen Spielräumen). Das bedeutet nicht, dass das Berühren von zwei Drähten des Ausgangs keinen Schock bringt: Eine 100-W-48+48-V-Anordnung kann Sie töten.

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