Puesta a tierra sin tierra

Mi sistema usa solo una conexión de línea y neutral de la red eléctrica (sin conexión a tierra). Dentro de este sistema, se convierte a 5V usando SMPS.

Mi caja es de metal, necesito conectar a tierra esta caja. Dado que no tengo un cable de tierra en mi sistema, voy a conectar la tierra de retorno de mi circuito (tierra de retorno de 5 V) al gabinete. Cuán efectivo será el escudo en el gabinete al hacer esto.

No importa los efectos de protección. El propósito de un cable a tierra es evitar que te electrocutes (mueras) si algo sale mal dentro de la caja. Necesita una conexión a tierra real en la caja o necesita una caja aislada (de plástico).
O necesita dos capas independientes efectivas de aislamiento entre la red eléctrica y la carcasa de metal - "aislamiento doble" incluidos los componentes internos, especialmente el transformador en el SMPS debe estar certificado como "aislamiento doble". El enfoque de JRE es probablemente más simple.
No tengo conexión a tierra en mi sistema. ¿Significa que no puedo usar una carcasa de metal? Fallo en la prueba de emisiones.

Respuestas (2)

Los automóviles no están conectados a tierra galvánicamente y producen decenas de miles de voltios para las bujías. Son "seguros" por diseño.

Mi caja es de metal, necesito conectar a tierra esta caja.

Si su caja de metal se alimenta de un SMPS que está diseñado con los estándares correctos, ¿cuál es el problema?

Si se trata de un problema de EMC, seguro que debe pensar en cómo reducir las emisiones. Si se trata de un problema de seguridad, seguro que DEBE elegir un SMPS adecuado.

Voy a conectar la tierra de retorno de mi circuito (tierra de retorno de 5 V) al gabinete

Puede ser un buen método, pero también puede causar otros problemas, depende de cómo esté diseñado el SMPS, algunos tienen un condensador EMC desde el cable de salida de CC hasta el condensador de suavizado rectificado de CA, esto reduce el EMC al lado de CC. y puede ofrecer cierta protección al revés.

Qué tan efectivo será el escudo en el recinto al hacer esto.

Puede ser algo efectivo o puede ser peor. Tienes que hacer algunas medidas.

El SMPS que estoy usando está en una caja de plástico encapsulada, es un módulo listo para usar que tiene certificación CE y UL. Está relacionado con el problema de EMI antes de que tuviéramos una carcasa de plástico en la que fallamos en la prueba RE, por lo que ahora pasamos a una carcasa de metal que puede reducir algo de ruido.
Y es por eso que mencioné los problemas de EMC. No hay garantía de que la salida aislada del SMPS tenga componentes de supresión de EMI que puedan aliviar su situación. Debe considerar si su diseño está mejorando la EMI producida por SMPS o si su diseño está generando EMI y tomar las contramedidas apropiadas.
En nuestra última medición en el laboratorio, encontramos una placa (alta frecuencia) que está irradiando, esta es una placa de terceros, no puede hacer mucho en su ancho, así que piense en proteger a través de una carcasa de metal.
Las emisiones radiadas pueden provenir de emisiones conducidas a lo largo de los cables de interconexión internos; no lo descarte; una ferrita alrededor de cualquiera de estos cables podría marcar una diferencia significativa. Casi siempre es mejor apuntar al principal culpable localmente en lugar de tratar de aplicar un escudo a todo el producto.
Casi probamos la mayor parte de las cosas. 1. agregamos ferrita en el cable Ethernet, no ayudó, incluso quitamos el cable Ethernet. 2. Agregue tapas de desacoplamiento en cada sección de potencia del circuito. 3. Ferrita en la fuente de alimentación, sin efecto 4. Todas las frecuencias de falla son múltiplos de 50 MHz, 24 MHz. esa placa de terceros tiene sus fuentes interfaz RMMI de 50 MHz, 24 MHz es para concentrador USB. Pienso agregar una resistencia en serie en el reloj, pero en esa placa (placa de terceros) la pista va en la capa interna.
Bien, todo se reduce a si la salida de la fuente de alimentación de 5 voltios "se parece" lo suficiente a tierra como para ser útil como base para el caso. Si no es así, la caja de metal actúa como un radiador.
"Los automóviles no están conectados a tierra galvánicamente y producen decenas de miles de voltios para las bujías. Son 'seguros' por diseño". Um... eso no es del todo cierto... Agarra un cable de bujía mojado mientras escribes eso... Los autos entran en una categoría propia...
@Trevor, probablemente sea más fácil empujar sin darse cuenta una varilla de metal en un enchufe de alimentación de CA que levantar el capó sin darse cuenta y quitar el cable de la bujía y luego meter el dedo en él.
@Andyaka sí, de hecho, pero aún así caen en esa extraña categoría de sistemas eléctricos reparables por el usuario.
No estoy seguro de cuál es tu punto.
@Andyaka no tiene sentido, solo se suma a la conversación.

Primera regla de la ingeniería eléctrica, especialmente cuando se usa energía viva.

¡NO ELECTROCUTE A NADIE!

Cuando se usa energía viva, incluir el suelo es siempre la mejor solución. Por el costo adicional del cable y los enchufes, obtendrá mucha más tranquilidad.

Si la conexión a tierra está completamente fuera de la mesa, debe aislar dos veces para asegurarse de que el operador nunca pueda tocar una pieza metálica. SIN EMBARGO. Esto SOLO se puede aplicar si su widget no tiene conexiones externas además de la alimentación. No puede tener un puerto serial DB9 que sobresalga del costado del plástico.

En cuanto al blindaje dentro de un diseño de doble aislamiento. De hecho, puede conectar la carcasa a la línea neutral por razones de EMI. El neutro normalmente está conectado a tierra en algún lugar, ya sea en la caja de interruptores o en el transformador de línea.

Sin embargo, si hace lo último, tenga en cuenta que si abre la caja, existe la posibilidad de que el tomacorriente esté conectado al revés y el marco esté activo.

Como tal, necesita el omnipresente letrero "NO ABRIR LA CAJA. NO HAY PIEZAS REPARABLES POR EL USUARIO" en el exterior de la carcasa.

SUMA

Si está utilizando una carcasa de metal con red eléctrica que entra sin conexión a tierra, no podrá obtener un certificado de seguridad que le permita vender este dispositivo prácticamente en cualquier parte del planeta.

Hay una excepción a eso en la que puede probar que el estuche tiene doble aislamiento del contenido de la caja. Aparatos con doble aislamiento (Clase II) . Incluso entonces, el certificador fruncirá el ceño bastante y se mostrará reacio.

Además, en ese escenario no puede haber una conexión eléctrica no aislada a nada dentro de la caja, por lo que conectarlo al retorno de 5V sería un no-no.

La razón es que es posible que no tengamos terreno disponible desde que este sistema se va a instalar. Y la caja de metal no se conectará al neutro, se conectará a la tierra del circuito.
@Transformer Si tiene una carcasa de metal, con alimentación eléctrica y sin conexión a tierra, no podrá certificar este producto en casi ningún lugar del planeta.
tengo varios electrodomésticos de cocina de metal baratos; licuadora, tostadora, etc. que tengan un enchufe de 2 clavijas; ¿lo que da?
@dandavis que cae en la excepción que mencioné, convirtiéndolo en un aparato con doble aislamiento (Clase II). en.wikipedia.org/wiki/Appliance_classes
al menos en los EE. UU., muy pocos bienes de consumo están conectados a tierra además de las computadoras y las herramientas para exteriores. Estoy de acuerdo en que probablemente deberían serlo, pero no lo son...
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