Importancia del aislamiento galvánico de los convertidores elevadores

Los convertidores Flyback Boost usan un transformador y esta configuración todavía se conoce como aislamiento galvánico .

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En la mayoría de los casos de uso, el voltaje de salida suele ser de varios órdenes de magnitud mayor que el de entrada, y aún así tiene una potencia nominal significativa.

Teniendo en cuenta que el voltaje de salida más alto significa que cualquier circuito conectado a la salida presenta un mayor riesgo de descarga (incluso con corrientes bajas).

¿Cómo se aplica todavía el uso del término galvánica ?

(Entiendo el uso del término aislamiento galvánico para circuitos reductores como cargadores de teléfonos, pero no puedo entenderlo para convertidores elevadores, especialmente de alta potencia).

Los valores de los voltajes de entrada y salida de un convertidor flyback no tienen nada que ver con el aislamiento galvánico. El aislamiento es solo una propiedad del circuito cuando se usa un transformador. Asimismo, la relación de los devanados del transformador (que establecen los voltajes) no tiene nada que ver con el aislamiento.
Estoy seguro de que no entiende el término "aislamiento galvánico" en absoluto. El hecho de que pienses que el voltaje tiene algo que ver lo demuestra.

Respuestas (2)

El aislamiento galvánico significa que ninguna corriente (significativa) puede fluir entre dos partes del circuito (aquí, el lado de entrada y el lado de salida). No significa que el voltaje de salida de un circuito tenga que ser menor que el voltaje de entrada.

El aislamiento galvánico es muy importante en las fuentes de alimentación de la red, porque una falla en el aislamiento galvánico de los dos lados puede poner el lado de salida de bajo voltaje de la fuente de alimentación (y lo que sea que esté alimentando) al potencial de la red.

Este aislamiento galvánico está sujeto a normas de seguridad y puede ser un problema real con fuentes de alimentación de baja calidad. Vea, por ejemplo, este desmontaje de un cargador falso de Apple , o este desmontaje de un cargador USB (¡que en realidad está conectando la red a los puertos USB!)

Aislamiento galvánico en convertidores elevadores

En un convertidor elevador (y, de hecho, en cualquier otro lugar), el aislamiento galvánico todavía significa lo mismo: ninguna corriente (significativa) puede fluir entre dos partes de un circuito.

Una forma en que esto puede ser relevante es si el lado de entrada de su circuito está (o puede volverse) referenciado a tierra. Con aislamiento galvánico, solo hay un voltaje entre los dos terminales de salida, pero los terminales de salida están flotando con respecto a la tierra. Solo debe existir riesgo de descarga cuando alguien toca ambos terminales.

Sin embargo, si falla el aislamiento galvánico, uno de los terminales de salida puede convertirse en referencia a tierra, poniendo el otro terminal en un alto voltaje en relación con la tierra, ¡creando un riesgo de descarga eléctrica cuando solo se toca un terminal!

Aislamiento galvánico y falla de aislamiento

Por lo general, no te sorprendes al conectar dos partes de tu cuerpo a tierra.
@ThePhoton Lo hace si hay una fuente de voltaje (como el transformador en la imagen) en la ruta de conexión;)
Lo que The Photon está diciendo es que has dibujado tu cable verde/amarillo incorrectamente (y estoy de acuerdo). Las imágenes son geniales, pero arregla la segunda para que sea más significativa.
@Andyaka Mejor? :PAG
¿Se puede seguir considerando un SMPS con aislamiento galvánico si se instala el condensador de seguridad obligatorio (?) en el transformador de aislamiento?
@JulianF.Weinert El capacitor Y1 a través del transformador es necesario para la supresión de EMI; sin él, el ruido significativo de la conmutación de alta frecuencia puede escaparse de la fuente de alimentación. Es un compromiso, porque de hecho compromete el aislamiento galvánico hasta cierto punto. Sin embargo, normalmente la corriente que pasa este capacitor está severamente limitada a un promedio de 100-200 µA. Diría que esto conserva principalmente el aislamiento galvánico, pero no al 100%. Esto convierte la pregunta clara de sí/no en una pregunta de escala, dejando que otros decidan dónde trazar la línea. Por desgracia, tales son las complejidades de la vida real :)
@marcelm tienes toda la razón. Ahora la pregunta es, ¿qué es exactamente un medio aislado galvánico? No creo que la definición se base en el peligro. Porque lo que no daña a los humanos, daña a otras cosas todavía. Yo diría que el aislamiento se da o no. El aislamiento galvínico significa que allí los lados no tienen potencial entre sí, lo que no se da aquí. Claro, en el mundo real todo es una cuestión de escala, pero solo en cuanto a la definición, diría que ya no está aislado adecuadamente, pero sigue siendo seguro para los humanos.

El aislamiento galvánico se refiere al hecho de que los dos circuitos (primario y secundario, o entrada y salida) no comparten un camino conductor, por lo que prácticamente la impedancia entre dos puntos cualesquiera (cada uno perteneciente a uno de los dos circuitos) es infinita.

En realidad no lo es: la capacitancia parásita siempre está ahí, tal vez unos pocos pF o una fracción de pF.... Este es un parámetro importante para verificar, especialmente para la seguridad eléctrica y el acoplamiento de ruido de modo común.

Objetivo: entonces, ¿para qué sirve?

  • Seguridad eléctrica, como se dijo en la respuesta anterior, reduciendo la corriente de fuga de un circuito con voltaje peligroso a un nivel seguro

  • Supresión de ruido de modo común: piense en amplificadores optoacoplados como los de Avago, capaces de suprimir voltajes de modo común muy grandes (en OpAmp normal, CMRR es grande, pero no se toleran voltajes de modo común grandes)

  • Libertad de conexión en serie en la salida: para las fuentes de alimentación, los circuitos de salida se pueden apilar en serie para salidas multitoma y voltaje de salida más alto, hasta la clasificación del aislamiento (con los debidos márgenes). Eso no quiere decir que tocar dos hilos de la salida no suponga ningún susto: una disposición de 100W 48+48 V te puede matar.

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