Tengo una serie de dispositivos alimentados por batería que requieren recarga periódica. Estoy usando cargadores de portátiles para proporcionar el voltaje de entrada y funcionan bien... la mayor parte del tiempo. Ocasionalmente fallan (producen todo tipo de comportamientos extraños).
He aislado el problema a una conexión a tierra faltante. Aproximadamente la mitad de los cargadores tiene entradas de red de dos clavijas (sin conexión a tierra), mientras que la otra mitad tiene entradas de red de tres clavijas (incluida la conexión a tierra). El problema solo se muestra cuando usamos las fuentes de alimentación de dos pines (sin conexión a tierra), o cuando deliberadamente dejamos el pin de tierra desconectado en las fuentes de alimentación de tres pines.
Los dispositivos de tres clavijas son de la marca Lenovo, los demás no tienen marca. Todas las fuentes de alimentación están conmutadas y dan una salida de 19V 3A, ya que están destinadas a la carga de portátiles. Al separarlos, se ven lo suficientemente similares; vemos la esperada conmutación de dos etapas (alto voltaje, transformador, bajo voltaje), unida por un optoaislador de retroalimentación Y algún capacitor, que es el culpable de la fuga de una pequeña cantidad del voltaje principal en la sección de bajo voltaje. Los modelos de tres pines tienen tierra conectada directamente a este capacitor en la sección de baja potencia, para -creo- eliminar el voltaje de modo común. Lo cual hace... siempre que la tierra esté conectada correctamente.
En resumen, las fuentes de alimentación brindan el voltaje de salida esperado más un voltaje de red de modo común (220 V aquí) que ocasionalmente es elegido por diferentes secciones de nuestros dispositivos que producen un comportamiento errático, incluido el quemado del circuito interno del cargador, FET de protección de iones de litio saltando en el aire , etc. Desafortunadamente, mi dispositivo tiene una carcasa metálica bastante grande que está conectada a tierra del circuito. Mi conjetura es que partes de mi dispositivo (su carcasa, cables internos, incluso planos de tierra) están captando la otra parte de la señal de 220 V, creando potenciales en áreas que no se pueden prevenir con la protección de E/S de TVS habitual.
Necesito implementar estos dispositivos en áreas rurales donde hay pocas posibilidades de tener una conexión a tierra adecuada, por lo que necesitaría alguna estrategia para evitar el problema por completo.
Me gustaría un truco simple que pueda aplicar a todos mis dispositivos para evitar este tipo de debilidad. Ese sería el escenario perfecto. Un escenario menos deseable sería algo que pudiera hacerle a las fuentes de alimentación... por ejemplo, ¿por qué tienen un capacitor que conecta las secciones de alto y bajo voltaje? ¿Puedo eliminarlo? La solución menos deseada sería sustituir completamente las fuentes de alimentación por otras con un aislamiento galvánico adecuado: ¡mucho dinero! y no hay garantías de que uno nuevo no tenga el mismo problema. Finalmente, no hay forma de que pueda cubrir completamente mis dispositivos con protectores, ya que tienen antenas de RF que podrían ser en parte responsables del ruido de la red eléctrica.
Gracias de antemano.
Tienen este condensador para asegurarse de que la parte de bajo voltaje y alto voltaje estén relacionadas entre sí, incluso cuando no hay tierra presente.
Los transitorios de alta frecuencia en cualquiera de los lados podrían inducir (lenta o rápidamente) un voltaje a través de la barrera del transformador de muchos kV, lo que podría causar fallas en dicha barrera, lo que sería malo en una escala que ni siquiera está cerca de la escala del gráfico. en el que se registra su problema.
Así que... no lo quites.
Lo que puede (tratar de) hacer en el dispositivo es exactamente lo que haría un buen filtro: mantener todo lo que esté por encima de unos pocos hercios y alejarlo.
Cómo lo hace, exactamente, depende de la aplicación y de lo que sea tolerable. Oficialmente, se supone que no debe conducir basura entrante a una caja de metal sin conexión a tierra, debido a "sensaciones de hormigueo". Si pudiera conectar a tierra la caja de metal externamente, sería la solución ideal donde realmente no necesita hacer mucho más.
En cualquier caso, con conexión a tierra externa o no, un filtro puede ayudar:
simular este circuito : esquema creado con CircuitLab
Supongo que su caso a negativo interno no se puede revertir por cualquier motivo.
El propósito del capacitor es conducir el ruido de conmutación de alta frecuencia hacia el pin de tierra.
Si el condensador no está allí o si el pin de tierra no está conectado, obtendrá todo tipo de cr * p de modo común en la salida, por lo que lo más probable es que las pantallas táctiles capacitivas no funcionen, etc.
No tener una conexión a tierra es un problema de seguridad, así como un problema de funcionalidad, por lo que operar los dispositivos sin una conexión a tierra adecuada no es una buena idea. La mejor respuesta es encontrar una conexión a tierra adecuada o usar un adaptador que no tenga un pin de conexión a tierra (si puede encontrar uno).
Tenga en cuenta que la falta de un cable a tierra no debería causar las fallas que ha mencionado, solo quizás algún mal funcionamiento en la operación, por lo que tal vez algo más esté mal.
Guillermo Prandi