최근에 나는 플라스틱 케이스에서 일반적인 스위치 모드 파워 브릭 (50 와트 이상의 전력을 위해 작고 가벼운)처럼 보이지만 사이에 3 선 케이블 (위상 + 중성 + 접지)이있는 외부 IBM 랩터 전원 공급 장치를 보았습니다. 그 자체와 요점.
플라스틱 케이스 스위치 모드 전원과 함께 사용되는 3 선식 케이블을 보는 것은 드문 일입니다. 일반적으로 케이스는 금속이고 케이블은 3 개의 와이어가 있거나 플라스틱의 경우 케이블은 2 개의 와이어가 있습니다.
스위치 모드 전원 공급 장치에 전기 분리기가있는 것 같습니다 . 또한이 장치에는 절연성 플라스틱 케이스가 있었기 때문에 전원 배선이 케이스 외부 표면에 전압을 유도하는 것은 불가능합니다.
절연 플라스틱 케이스가있는 스위치 모드 전원 공급 장치의 접지 된 케이블에 대한 이유는 무엇입니까?
답변:
다음은 AC / DC 전원 공급 장치 EMI 필터의 일반적인 개략도입니다.
X 커패시터 (라인과 중성 사이)에 공통 모드 인덕터의 누설 인덕턴스에 차동 잡음 제거가 제공되고 Y 커패시터와 결합 된 CM 초크 인덕턴스에 공통 모드 노이즈 제거가 제공됨을 알 수 있습니다.
또한 출력 리턴이 접지에 직접 연결되어 있으면 놀라지 않을 것입니다.
스위치 모드 전원 공급 장치는 "플라이 백 컨버터"라고하는 것을 사용하여 전압 변환 및 전기 절연을 제공합니다. 이 변환기의 핵심 구성 요소는 고주파 변압기입니다.
실제 변압기에는 1 차 권선과 2 차 권선 사이에 약간의 부유 용량이 있습니다. 이 커패시턴스는 컨버터의 스위칭 동작과 상호 작용합니다. 입력과 출력 사이에 다른 연결이 없으면 출력과 입력 사이에 고주파 전압이 발생합니다.
이는 EMC 관점에서 볼 때 매우 나쁩니다. 파워 브릭의 케이블은 이제 본질적으로 스위칭 과정에서 생성 된 고주파수를 전송하는 안테나 역할을합니다.
고주파 공통 모드를 억제하는 것은 플라이 백 변압기의 커패시턴스보다 커패시턴스가 큰 커패시턴스를 갖는 전원 공급 장치의 입력측과 출력측 사이에 커패시터를 배치하는 것이 필수적이다. 이것은 효과적으로 고주파수를 단락시키고 장치에서 빠져 나가는 것을 방지합니다.
클래스 2 (접지되지 않은) PSU를 폐기 할 때는이 커패시터를 입력 "라이브"및 / 또는 "중립"에 연결할 수밖에 없습니다. 대부분의 세계는 접지되지 않은 소켓에 극성을 강요하지 않기 때문에 "live"단자와 "neutral"단자 중 하나 또는 둘 다 접지에 비해 상당한 전압을 가질 수 있다고 가정해야합니다. "최소의 나쁜 옵션". 그렇기 때문에 고 임피던스 미터로 주 접지에 대한 클래스 2 PSU의 출력을 측정하면 일반적으로 주 전압의 약 절반을 보게됩니다.
이는 클래스 2 PSU에서 안전과 EMC 사이의 어려운 트레이드 오프를 의미합니다. 커패시터를 더 크게 만들면 EMC가 향상되지만 "터치 전류"(PSU 및 주 접지의 출력에 닿는 사람 또는 무언가를 통해 흐르는 전류)가 높아집니다. 이 트레이드 오프는 PSU가 커짐에 따라 더욱 문제가됩니다 (따라서 변압기의 부유 커패시턴스가 커짐).
클래스 1 (접지) PSU에서 출력을 주 접지에 연결하거나 (데스크톱 PSU에서 공통으로 사용) 출력에서 주 접지로 2 개의 커패시터를 사용하여 주 접지를 입력과 출력 사이의 장벽으로 사용할 수 있습니다. 그리고 하나는 주 전원에서 입력까지 (이것은 대부분의 랩탑 파워 브릭이하는 일입니다). 이를 통해 터치 전류 문제를 피하면서 EMC를 제어하기위한 고주파 경로를 계속 제공 할 수 있습니다.
요즘 주요 재판매 가능한 공급 업체 클래스 1의 랩톱 PSU는 왜 과거에는 사용되지 않았습니까? (그리고 싼 쓰레기가 여전히 그렇지 않은 경우) 확실하지는 않지만 조합이 될 것으로 기대합니다.
회로도가 없으면 말하기가 어렵습니다. 그러나 접지 리드는 EMI 필터에서 가장 많이 사용됩니다. 대부분의 회로에 들어가기 전에 전원 입력에 발룬 (공통 모드 초크)이있을 가능성이 높습니다. 이렇게하면 공통 모드 신호의 임피던스가 높아지지만 어떤 종류의로드 없이도 자체적으로 감쇠하지는 않습니다. 이 부하는 발룬의 바깥쪽에있는 두 개의 전원 리드 각각에 접지되는 커패시터입니다.
최신 파워 팩의 저전압 출력을 만질 때 "닙"을 본 적이 있습니까?
이것은 성가 시며 잠재적으로 장비를 파괴합니다.
그 이유는 질문에 설명 된 시스템이 구현되었지만 제대로 사용되지 않았기 때문입니다.
Madmanguram의 도표와 의견에 주목해야합니다.
Madmanguram은 훌륭한 예를 제공했습니다.
주석 재 출력 리턴도 접지됩니다. 이 작업은 때때로 수행되며 2 선 코드를 사용하는 것과 같이 접지 리드를 접지하지 않으면 완전히 재난이됩니다.
로컬 접지 = 커패시터 중심 탭은 이제 실제 접지의 절반에 있습니다. 즉, 230VAC 시스템에서 약 115V입니다. 공급 된 전체 장비는 지상 절반의 주 전원에 떠 있습니다. 2 개의 캡은 일반적으로 각각 0.001uF이므로 임피던스는 2 개의 캡과 병렬입니다.
약 10 ~ 20 uA의 누설 전류를 제공하는 Z ~ = 2 / (2.Pi.fc) 또는 약 5 메그 옴. 이것은 소리처럼 들리지 않지만 전압 레벨로 인해 신체가 접지 된 상태에서 Vout을 만질 때 손가락 등에서 성가신 "물림"을 일으키며, 부유 용량을 충전하여 일을 날릴 수있는 충분한 에너지를 얻습니다.
해결책은 접지 리드를 접지하는 것입니다.
최악의 경우 제조업체가 센터 탭을 네거티브 출력에 연결 한 다음 접지 도체 사용을 허용하지 않는 경우입니다. 메인 전원 공급 장치의 절반이 고장 나고 쉽게 고칠 수있는 방법이 없습니다. 전원 코드 외부에서 접지 연결을 실행하거나 사용해야하는 불쾌한 결과.
예, 전원 어댑터는 완전히 절연되어 있지만 전원이 공급되는 장치는 전도성 부품이 노출되어 오작동시 위험한 전압을 전달할 수 있습니다. 또는 정상적인 누설 전류로 인해 낮지 만 성가신 전압을 전달할 수 있습니다. 전기 절연은 용량 성 누설 전류를 완전히 피할 수 없습니다.
(실제로 예를 들어 수술 장치의 경우 권선 사이에 접지 된 스크린을 사용할 수 있지만 분명히 접지선이 필요합니다.)
다른 답변이 스위치 모드 전원 어댑터의 내부 작동에 많은 관심을 기울이는 이유를 이해하지 못합니다. 분명히 모든 디자인에는 전기 절연 기능이 있습니다. 이전에는 50Hz (미국 : 60Hz) 2 권선 변압기입니다. 오늘날 변압기는 훨씬 더 높은 주파수에서 작동하므로 그에 따라 더 작고 작습니다. 그러나 그것은 요점이 아닙니다.
접지 리드는 선택 사항입니다. 접지 된 벽면 콘센트를 사용하는 경우에만 효과가 있습니다. 접지되지 않은 벽면 콘센트에는 아무 것도 없습니다. 접지되지 않은 벽면 콘센트는 콘크리트 바닥 대신 나무 바닥이있는 거실과 같이 전압을 만질 때 즉시 죽지 않는 곳에서만 사용해야합니다. 그러나 요즘에는 거의 모든 곳에서 접지 된 콘센트가 보입니다.
콘센트 접지는 장치의 성가신 작은 전압을 완전히 제거하지 못할 수도 있습니다. 이 접지는 안전을 위해 설계되었으며 감전되기 전에 퓨즈를 차단하지만 제로 볼트를 보장하지는 않습니다. 접지선 저항 및 인덕턴스도 여전히 중요 할 수 있습니다. 예를 들어, 17 인치 CRT 모니터에서 VGA 케이블을 처리 할 때 접지 된 콘센트에서도 VGA 전압을 처리하는 경우가 종종있었습니다. 아마도 튜브의 내부 10.000 볼트로부터의 용량 성 누출 때문일 것입니다. (17 인치? 그 모니터는 너무 크고 비싸고 무겁습니다. 이제 우리는 싼 23 인치, 27 인치, UHD 등을 가지고 있습니다. ...)