¿El uso de un transformador de aislamiento mejorará la seguridad de mi fuente de alimentación?

Tengo un diseño de fuente de alimentación que utiliza un rectificador de media onda y un IC de fuente de alimentación de modo de interruptor reductor no aislado para reducir la alimentación de CA de 120 V 60 Hz a 12 V CC.

Luego uso un regulador de voltaje lineal (78L05) para reducir los 12 V a 5 V. Los 5V se utilizarán para controlar un microcontrolador en un prototipo, por lo que existe el riesgo de que las personas toquen los pines.

En este diseño, la línea neutra del suministro de CA está conectada a la CC de 12 V después del convertidor reductor.

Me doy cuenta de que esto podría ser peligroso ya que el suministro de 5 V al microcontrolador no está aislado del suministro de CA, por lo que mi pregunta es:

¿El uso de un transformador de aislamiento justo después del suministro de CA aislará el resto del circuito del suministro? ¿Hará esto que el diseño sea más seguro y/o menos eficiente?

¿Es un regulador reductor o un IC de fuente de alimentación de modo conmutado? Los dos son diferentes, y si tiene un SMPS IC, es posible que ya tenga el aislamiento que necesita. Tengo que preguntar: ¿por qué no usar una fuente de alimentación de verruga de pared de 5V?
¿Por qué no usar un convertidor flyback aislado en lugar de un convertidor no aislado? Hacer el aislamiento dentro del convertidor significa que puede salirse con la suya con un transformador más pequeño.
@SteveG Creo que es un regulador de dinero. No puedo usar una verruga de pared debido a limitaciones de tamaño. También necesito encender un relé que permita que la corriente alterna fluya a través de un calentador que es parte del sistema.
@ alex.forencich Gracias por la sugerencia, ¡lo investigaré!

Respuestas (1)

¿El uso de un transformador de aislamiento justo después del suministro de CA aislará el resto del circuito del suministro? ¿Hará esto que el diseño sea más seguro?

Si tiene un GFCI (usado en los EE. UU.) o RCD (usado en el Reino Unido) aguas arriba de su transformador de aislamiento, entonces ha perdido la protección que estos dispositivos pueden ofrecer. Estos dispositivos funcionan al detectar un desequilibrio en los cables vivos y neutros, asumiendo que cualquier corriente que fluya en vivo que no fluya en neutral debe fluir a tierra (posiblemente a través de algún contacto corporal).

Por ejemplo, si toca "en vivo", activará dicho dispositivo y lo protegerá. Alrededor de 30 mA es la corriente que podría fluir hacia usted antes de que se dispare el dispositivo. Todavía lo suficiente como para dar una gran sacudida, pero después de unas pocas decenas de milisegundos, la energía se dispararía. Si tocó neutral, probablemente no notaría ninguna sensación y el dispositivo no se dispararía. Si tocas tanto el vivo como el neutral juntos, habría un gran desequilibrio de corriente de tierra (fluyendo principalmente del vivo como antes) y estarías a salvo después de unas pocas decenas de milisegundos.

La salida del transformador de aislamiento es diferente. Si tocó cualquiera de los cables individualmente, es posible que sienta un ligero cosquilleo debido a la capacitancia de fuga a tierra. No hay nada de qué preocuparse, excepto que si toca tanto el vivo aislado como el neutral aislado, se freirá. El GFCI (o RCD) aguas arriba del transformador no tiene conocimiento de que está friendo.

Los transformadores son menos eficientes para responder a su otra pregunta.

Gracias. Entonces, suponiendo que haya un GFCI aguas arriba, entonces un transformador de aislamiento en realidad hará que el dispositivo sea menos seguro. A juzgar por otros comentarios, parece que un convertidor flyback aislado es el camino a seguir.
No estoy seguro de si se permiten preguntas de seguimiento en los comentarios de este foro, pero dado que solo el neutro está conectado a los 12 V después del convertidor reductor (que no está aislado), ¿sería seguro tocar los cables de 5 V CC y de tierra? va al microcontrolador?
¿Qué pasa si el vivo y el neutro se intercambiaron por error en el enchufe de la pared? ¿Qué pasa si el interruptor del enchufe está cambiando N en lugar de L? ¿Qué pasa si en cualquier lugar de su edificio se pierde o se cambia un neutral de energía entrante?
@transistor, deja de secuestrar mis respuestas LOL.
No hay problema, ¡puede darnos algunos puntos a los dos! Ya tienes el tuyo. Te daré algunos aquí también. +1. ;^)
¿El uso de un transformador de aislamiento mejorará la seguridad de mi fuente de alimentación?
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