Mediciones de osciloscopio en un dispositivo conectado a un enchufe de pared de CA/CC

Tuve una discusión con mis universidades sobre las medidas del osciloscopio y el aislamiento del DUT (dispositivo bajo prueba). En concreto, un dispositivo conectado a un enchufe de pared de CA/CC.

Creo que conozco los conceptos y he leído ¿ Cómo es más seguro usar un transformador para el aislamiento que conectarse directamente a la red eléctrica? , ¿ Por qué necesitamos un transformador de aislamiento para conectar un osciloscopio? y Transformador de aislamiento y osciloscopio al solucionar problemas de SMPS .

Según tengo entendido, si tiene el DUT detrás de un transformador de aislamiento, debe tener cuidado de no conectar el GND del osciloscopio al DUT, porque puede haber una gran diferencia de potencial entre GND/PE (normalmente conectado en el lado del osciloscopio) y los DUTs "referencia GND".

Una forma común que utilizo a menudo para eludir este problema es utilizar el enfoque pseudodiferencial de "canal A menos B". Otro sería hacer flotar el osciloscopio/desconectar PE, lo que obviamente es un riesgo para la seguridad, pero puede ser un enfoque aceptable cuando se trabaja con voltajes bajos.

Volviendo a la pregunta:
una universidad preguntó por qué parece que no hay necesidad de considerar el "problema de aislamiento" al medir en un DUT que se alimenta desde un enchufe de pared, ya que también usan un transformador de aislamiento.
Mi pensamiento inicial fue que puede haber un límite Y entre primario y GND que sirva como una especie de referencia potencial. Sin embargo, pensando en eso, uno querría conectar esa tapa a neutral, no a fase, lo que no se puede garantizar.

Si los enchufes de pared no tienen alguna referencia al lado primario, ¿no sería un problema, digamos, conectar un cable USB a algún dispositivo alimentado por enchufe de pared, conectando efectivamente PE a "algún" potencial? ¿Me estoy perdiendo algo obvio aquí?

Respuestas (2)

Mi pensamiento inicial fue que puede haber un límite Y entre primario y GND que sirva como una especie de referencia potencial

Ese condensador con clasificación Y es para supresión espuria/EMI, no para proporcionar una referencia. Lea más sobre el capacitor Y aquí

El hecho es que los suministros de red aislados que no tienen una conexión a tierra de red que también está conectada a la salida de bajo voltaje, no están referenciados . Entonces, esencialmente, si no hay conexión entre la tierra en la salida y la tierra de la red, entonces el suministro está flotando. Dentro de ciertos límites, por supuesto, siempre habrá alguna fuga y acoplamiento capacitivo.

Dado que ese suministro es "flotante", puede establecer la referencia de tierra usted mismo. En la práctica, podría conectarlo a tierra con el suelo del osciloscopio.

Compare esto con el uso de un suministro de laboratorio, allí los suministros también son flotantes, pero la operación normal es hacer referencia al riel de suministro negativo (suponiendo un voltaje de suministro único) al enchufe de tierra en el suministro de laboratorio. Este enchufe estará (deberá estar) conectado a tierra.

¿No sería incluso un problema, digamos, conectar un cable USB a algún dispositivo alimentado por enchufe de pared, conectando efectivamente PE a "algún" potencial?

Eso no lograría nada si el enchufe de pared es del tipo "flotante". Si tiene "algún potencial", es inútil conectarlo a eso, ya que no sabes qué es. Es mejor que se conecte a una tierra/tierra principal adecuada, que es un potencial que sí conoce (cero).

Sí, creo que me estoy confundiendo aquí. Esas discusiones en las que crees que tienes algo claro, luego alguien pregunta "¿pero por qué?" y luego, de alguna manera, ya nada tiene sentido. Pero, ¿no tiene sentido una tapa en Y solo para la supresión de EMI si tiene un enchufe con PE que conecta N y L? Sin embargo, no estoy insinuando que las verrugas de pared de 2 puntas tengan una tapa en Y, solo supuse que podría ser el caso.
Pero un Y-cap solo tiene sentido... No, usted está pensando que el Y-cap conduce señales falsas a tierra oa la red eléctrica. Así no es como funciona. ¡ En realidad previene eso! Las señales de alta frecuencia no deseadas son creadas por un transistor de conmutación rápida en el lado de la red del transformador. Esas señales de RF también se acoplan a través del transformador a la salida. Las corrientes viajan en bucles. Sin la tapa en Y, estas señales no tienen un camino corto de regreso al transistor de conmutación, por lo que se emiten como señales EMI en la salida de bajo voltaje. Eso hará que el suministro no cumpla con los requisitos de EMI.
Para evitar esto, se usa el límite con clasificación Y, que proporciona un camino corto, dentro del suministro, para estas señales de RF para que permanezcan dentro del suministro. La tapa debe tener clasificación Y, ya que un lado está conectado a la red eléctrica y el otro lado debe ser seguro para usted como usuario. Si la tapa falla, no puede provocar un cortocircuito, ya que eso conectaría la salida a la red eléctrica y se ZAPPEARÍA al tocarla. Las tapas en Y tienen un aislamiento más grueso y muchas menos posibilidades de cortocircuito cuando fallan.
Gracias por la info. Pensé que la supresión del modo común Y-Cap estaba destinada a evitar que el ruido "fuera" del lado primario. Porque esto es contra lo que se probaría EMI un dispositivo de consumo conectado a la red.
En realidad , esto refleja bastante mi comprensión de la misma. Usted dice que está destinado a suprimir EMI en la salida de bajo voltaje. Pero supongo que hace ambas cosas, ya que se trata del bucle de corriente de baja impedancia en HF entre primario y secundario.
Usted dice que está destinado a suprimir EMI en la salida de bajo voltaje. De hecho, solo mencioné eso, pero para completar el ciclo (cuando no hay un límite), las emisiones regresarían a través del cable de alimentación. Y dado que estamos tratando con CA/RF, la ruta opuesta (desde la red eléctrica hasta la salida de bajo voltaje) es en realidad el mismo bucle. El Y-cap no ayuda con el rechazo de modo común. Las fuentes de alimentación decentes tienen un estrangulador de modo común (parece un transformador, en realidad son 2 inductores acoplados) para eso.
ya que se trata del bucle de corriente de baja impedancia en HF entre primario y secundario. Esa es exactamente la función del Y-cap. Proporciona una ruta de retorno de baja impedancia para las señales de RF, lo que hace que el bucle sea más pequeño y se produzcan menos emisiones.
Gracias por la confirmación. Estoy familiarizado con los CMC, si selecciona el estrangulador correcto, las mejoras de ruido son bastante impresionantes. Con respecto al Y-Cap, afirma que no ayuda en absoluto con el rechazo de CM, pero muchos artículos afirman que los Y-Caps reducen el ruido del modo común y el modo diferencial de los X-Caps. ¿O hay escenarios ligeramente diferentes en los que este es el caso?
Ambos Caps ayudan a mantener el ruido local en la fuente de alimentación, por lo que, en ese sentido, el Y-cap también ayuda para el modo común. Pero en mi opinión, eso es más un efecto de segundo orden, ya que el Y-cap aborda el problema en la fuente, lo que resulta en menos emisiones en general.

... ya que esos también usan un transformador de aislamiento.

Mi pensamiento inicial fue que puede haber un límite Y entre primario y GND...

No estoy seguro de lo que le preocupa, si la tapa Y está conectada entre el primario (L o N) y la tierra GND, ya que está midiendo voltajes en el secundario del transformador.

No hay conexión entre el secundario y el primario (sin tener en cuenta la capacitancia parásita del transformador. Esto tiene que depender de las frecuencias con las que esté trabajando, supuse que eran bajas).

A menos que sus medidas se realicen en el lado primario, no habrá problemas para conectar la GND del osciloscopio a los DUT.

El resto está en la respuesta de FakeMoustache: P

Mediciones de osciloscopio en un dispositivo conectado a un enchufe de pared de CA/CC
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v