Bei allen Computernetzteilen und anderen Netzteilen, die ich zerlegt habe, ist mir aufgefallen, dass sie vollständig vom Netz getrennt sind. Galvanische Trennung durch Transformatoren und häufig optische Trennung für Rückkopplungen. Normalerweise gibt es eine sehr sichtbare Lücke in den Leiterbahnen zwischen der Primär- und Sekundärseite, mindestens 8 mm breit. Warum ist es wichtig, dass diese Lieferungen isoliert werden?
Weil die Netzversorgung sehr unvorhersehbar ist und alle möglichen Dinge außerhalb ihrer Nennspezifikation tun kann, was Komponenten beschädigen oder zumindest die nominellen Designannahmen brechen könnte. Bei einem nicht isolierten Design sind auch alle Spannungen auf einen der Netzleiter bezogen, der möglicherweise eine nützliche/sichere Beziehung zu anderen Potentialen in Ihrer Umgebung hat (z. B. Erde/Masse).
Wenn auf der Niederspannungsseite nur unzugängliche Elektronik vorhanden ist, sind nicht isolierte Versorgungen in Ordnung - sie sind in der Regel viel billiger / einfacher als isolierte Versorgungen, und viele Haushaltsgeräte verwenden sie. Sogar Dinge wie Fernseher funktionierten früher so, wenn Sie direkt in die Zeit vor der Zeit zurückgehen, als sie externe Video-/Audioanschlüsse hatten. Der Antennenanschluss war die einzige externe Buchse, und die war kondensatorisoliert.
Wenn ein Mensch oder ein Gerät eines Drittanbieters mit der Niederspannungsseite Ihres Designs verbunden werden muss, dann bietet Ihnen eine isolierte Versorgung eine klare Barriere, über die gefährliche Spannungen nicht fließen können, selbst im Falle eines Komponentenausfalls. und es bedeutet, dass Ihr Stromkreis jetzt relativ zum Netz „schwebt“. Das bedeutet wiederum, dass Sie dafür sorgen können, dass die gesamte Elektronik in der Nähe des Erdpotentials arbeitet, wobei alle Ihre miteinander verbundenen Geräte mindestens ungefähr die gleiche Spannungsreferenz haben, von der aus sie arbeiten können.
Kurze Antwort (oooh, das ist ein Wortspiel, warte darauf ...): Sicherheit. Was würde die Auswirkung eines Kurzschlusses von 240 V oder höher auf ... na ja, irgendetwas sein? Niederspannungsgeräte? Tot! Haus? In Brand geraten! Klage? Ausstehend! Die Isolierung macht zumindest einen direkten Kurzschluss gegen Wandspannung unmöglich und einen indirekten Kurzschluss weniger gefährlich und unwahrscheinlicher. Wenn zum Beispiel die Wandspannung alles auf einer Seite des Transformators vollständig brät, haben Sie einen nicht funktionierenden Transformator. Ein nicht funktionierender Transformator bedeutet keine Kopplung und keine Spannung auf der anderen Seite, also keine Beschädigung. Außerdem gibt es mehr Schutzoptionen für die Niederspannungsseite (ohnehin weniger teure Schutzoptionen).
Mir fallen da ein paar ein:
Zusätzlich zu den erwähnten Sicherheitsaspekten gibt es auch ein praktisches Problem: Selbst wenn man wüsste, dass die neutralen AC-Versorgungsleitungen immer auf Erdpotential liegen würden, wäre es schwierig, eine transformatorlose Niederspannungs-DC-Versorgung zu entwickeln, die den Strom gleichmäßig aufnimmt zwei Hälften jeder Leitungsperiode, ohne dass die DC-Seite einen signifikanten Gleichtaktspannungshub relativ zur neutralen Versorgungsleitung aufweist. Selbst wenn die Spannungsschwankung auf einer freigelegten „Erde“ niedrig genug wäre, um kein Stromschlagrisiko darzustellen, könnte das Verbinden der DC-seitigen Erdung verschiedener Geräte dennoch ihr Verhalten stören.
Die Verwendung von Transformatoren zum Schweben einer Versorgung ist nicht wirklich schwieriger, als die DC-Masse mit dem Neutralleiter der AC-Versorgung in Übereinstimmung zu bringen. Es gibt keinen wirklichen Nachteil, wenn Niederspannungs-DC-Versorgungen relativ zu beiden Stromeingangsleitungen schweben, und in der Praxis würde eine Verbindung der DC-Masse mit dem AC-Neutralleiter einige unnötige Sicherheitsrisiken mit sich bringen. Diese Argumente bilden zusammen ein ziemlich überzeugendes Argument für die Isolierung von Niederspannungs-Gleichstromversorgungen von der Wechselstromleitung.
Wir können uns aus mehreren Gründen nicht darauf verlassen, dass einer der Versorgungsleiter sicher ist.
Infolgedessen behandeln moderne Gerätenormen im Allgemeinen sowohl den stromführenden als auch den neutralen Leiter als potenziell gefährlich. Dies lässt Geräteherstellern zwei Hauptoptionen zum Schutz der Anwendungen.
dmoisan
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