Problema GND del convertidor de voltaje

Estoy confundido acerca de la parte de tierra de un convertidor de voltaje.

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Este es un convertidor de voltaje típico. Como puede ver, el voltaje principal es de 230 V y la salida es de 5 V. Mire la salida 0V, que está conectada al nodo del diodo, así que sé que sí, este es el nodo de tierra.

Aquí también viene la pregunta: Como sabemos, para el enchufe de alimentación de voltaje principal, especialmente en Europa o Asia, hay una línea de tierra en el enchufe, entonces, ¿cómo voy a hacer con la línea GND en la puerta principal? ¿Dónde está en este circuito? ¡Solo hay dos líneas de entrada!

También para Europa, solo hay dos entradas en el enchufe, pero también, si observa detenidamente, en realidad hay un nodo GND.

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Si simulo el voltaje de alimentación principal en el circuito por la fuente sinusoidal, ¿cómo voy a hacer eso?

  1. Una fuente de alimentación sinusoidal, un extremo está conectado a tierra, o
  2. Dos fuentes de alimentación sinusoidales, opuestas conectadas, y el nodo entre ellas está conectado a tierra
  3. ¿Alguna otra opción?

Respuestas (4)

El circuito convertidor de voltaje que se muestra, como la mayoría de los adaptadores de CC (seguros) para uso doméstico o minorista, es una fuente de alimentación aislada; en otras palabras, los voltajes están aislados de cualquier referencia a las líneas de suministro de energía, incluida la línea de tierra del edificio.

Desde el punto de vista del circuito, el único voltaje de referencia es el 0 Volt en el lado de salida. Los voltajes se miden a partir de una referencia conveniente y los dispositivos electrónicos (generalmente) solo se preocupan por este nivel de referencia. Esto no necesita ser referenciado a la construcción de tierra, y no debería serlo.

El aislamiento protege a los usuarios del dispositivo electrónico, ya que tocar cualquier parte metálica expuesta del dispositivo no provocará una descarga: el voltaje no encontrará un camino de regreso a la red eléctrica a través del cuerpo.

Sí, encontrará algunos transformadores, especialmente los de alta potencia, que tienen una conexión de alta resistencia desde el lado secundario a la tierra del suministro, para permitir una vía de fuga para que los voltajes del lado secundario se refieran libremente a la tierra del edificio.

Este tipo de ruta de alta resistencia, o un mecanismo similar, podría usarse para hacer referencia a su lado de salida "aislado" de la fuente de alimentación, o el circuito conectado a él, a la tierra del edificio. Sin embargo, esto tiene un mérito limitado y se realiza muy ocasionalmente, excepto para equipos de potencia relativamente alta, como un taladro. Tenga en cuenta que esto ya no dejará el circuito de salida correctamente aislado.

muchas gracias, hay una conexión a tierra en el enchufe de la pared (tal vez sea la conexión a tierra del edificio), me refiero a los tomacorrientes de la pared del edificio, tal vez todos estén diseñados para conectarse automáticamente a la conexión a tierra del edificio, correcto (o aislado, entonces qué el nodo de tierra para?) Entonces, si diseño el primer circuito, entonces simplemente no conecto la tierra del edificio, ¿eso es suficiente?
@alan Su circuito simplemente no debería conectarse a la toma de tierra de la pared.
@Anindo: no siempre: hay algunos circuitos que deben conectarse a tierra de seguridad.
@BrianDrummond De acuerdo. Estaba entregando la respuesta simple, sin las advertencias y excepciones :-)

La conexión a tierra de los tomacorrientes de pared es una tierra de seguridad , no una tierra de referencia. Creo que puede conectar la conexión a tierra de seguridad a la caja de metal u omitirla para electrodomésticos con doble aislamiento .

Entonces, ¿te refieres a la conexión de metal en el tomacorriente ---- la tierra de seguridad, en realidad no es la tierra de referencia, por lo que el voltaje de tierra de seguridad no es cero? Entonces, ¿cuál es el voltaje en la tierra de seguridad?
@alan: el voltaje es relativo, no absoluto. Si presiona la sonda roja de su voltímetro en la tierra de seguridad, el voltaje que mide su medidor depende completamente de dónde esté conectada actualmente su sonda negra. El voltaje es la diferencia de potencial . etiquetar la tierra como 0V es completamente arbitrario.

Por lo general, es más fácil pensar en la "tierra" de seguridad del lado de entrada como PE, o tierra protectora ; es más representativo de lo que realmente está sucediendo.

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Este es un sistema típico de puesta a tierra TN. Hay una conexión dura entre el neutro y la tierra de protección en la ubicación del generador.

En la vida real:

En una fuente de alimentación no aislada, todo lo que se encuentre en el lado primario del transformador de aislamiento (referido a las líneas o al neutro) debe mantenerse separado de la tierra de protección mediante una barrera de aislamiento.

En el lado secundario del aislamiento, está bien conectar el lado bajo (la ruta de 0 V) ​​a tierra si lo desea. La mayoría de los tipos de fuentes de alimentación pequeñas de verrugas de pared omiten esta conexión (se dice que son de salida flotante); muchas fuentes de alimentación de PC tienen esta conexión.

En el mundo de la simulación:

Puede simular sin la conexión a tierra de protección. Es posible que deba agregar una resistencia de 100 megas desde una de las entradas del lado primario al riel de 0 V si tiene problemas de rareza o convergencia.

Esta es una respuesta maravillosa. Un aspecto secundario de esto es que las fuentes de alimentación con salidas flotantes no causarán bucles de tierra. Sin embargo, no estoy seguro de si esta es la razón principal por la que ahora es casi universal omitir la conexión a tierra.
@Alexander La conexión a tierra a través del chasis generalmente significa que no hay ningún problema de bucle a tierra (a menudo es un mejor conductor que la fuente de alimentación en sí).

Si bien muchos circuitos de BT están aislados como dice Anindo (y luego deben tener "doble aislamiento" y estar marcados como tales), ciertamente hay casos en los que su circuito debe conectarse a la toma de tierra de la pared.

Si el circuito de baja tensión se conecta a una estructura metálica expuesta, por ejemplo, debe conectarse a la toma de tierra de la pared, no a través de una resistencia alta, sino mediante una conexión de "corriente nominal de falla" (corriente alta).

Una consecuencia de esto es que si se rompe el aislamiento en el transformador, conectando el lado de BT a CA, el resultado es un flujo de alta corriente a tierra, quemando fusibles o disparando interruptores inmediatamente, en lugar de un equipo a 240V esperando por usted. tocarlo...

Una gran cantidad de equipos de alta fidelidad se construyen (o se solían construir) de esta manera. Por lo general, puede llamar al voltaje de tierra de seguridad "0V", pero tenga cuidado de que en su sistema de alta fidelidad, solo una unidad (generalmente el amplificador) conecta el audio 0V a la tierra de seguridad. Múltiples conexiones a tierra forman bucles, y los campos magnéticos que se cruzan con estos bucles inducen voltajes que generalmente aparecen como zumbidos.

Simplemente simularía el suministro de CA como una fuente de voltaje sinusoidal de 110 V o 240 V, con el extremo "neutro" conectado a través de una resistencia baja (1 o 10 ohmios) a su tierra de seguridad. Si lo conecto a mi circuito LV 0v depende de lo que estoy simulando: un circuito con doble aislamiento o no.