Récemment, j'ai été témoin d'une alimentation externe pour ordinateur portable IBM qui ressemblait à une brique d'alimentation en mode commuté habituelle (plutôt petite et légère pour une puissance supérieure à 50 watts) dans un boîtier en plastique, mais avait un câble à trois fils (phase + neutre + terre) entre lui-même et le secteur.
Il est plutôt rare de voir un câble à trois fils utilisé avec une alimentation à découpage dans un boîtier en plastique. Habituellement, soit le boîtier est en métal et le câble est à trois fils, soit le boîtier en plastique et le câble est à deux fils.
Il semble que les alimentations à découpage aient une séparation galvanique . De plus, l'unité avait un boîtier en plastique isolant, il est donc impossible qu'un fil de phase secteur induise une tension sur la surface extérieure du boîtier en cas de court-circuit.
Quelle est la raison pour laquelle un câble mis à la terre dans une alimentation à découpage avec un boîtier en plastique isolé?
Les alimentations à découpage utilisent ce que l'on appelle un "convertisseur indirect" pour assurer la conversion de tension et l'isolation galvanique. Un composant central de ce convertisseur est un transformateur haute fréquence.
Les transformateurs pratiques ont une certaine capacité parasite entre les enroulements primaire et secondaire. Cette capacité interagit avec l'opération de commutation du convertisseur. S'il n'y a pas d'autre connexion entre l'entrée et la sortie, cela entraînera une tension haute fréquence entre la sortie et l'entrée.
C'est vraiment mauvais du point de vue EMC. Les câbles de la brique d'alimentation agissent maintenant essentiellement comme une antenne transmettant la haute fréquence générée par le processus de commutation.
Pour supprimer le mode commun haute fréquence, il est nécessaire de placer des condensateurs entre le côté entrée et le côté sortie de l'alimentation avec une capacité sensiblement supérieure à la capacité dans le transformateur flyback. Cela court-circuite efficacement la haute fréquence et l'empêche de s'échapper de l'appareil.
Lors de la conception d'un bloc d'alimentation de classe 2 (non mis à la terre), nous n'avons pas d'autre choix que de connecter ces condensateurs à l'entrée "sous tension" et / ou "neutre". Puisque la plupart du monde n'applique pas la polarité sur les prises non mises à la terre, nous devons supposer que l'une ou les deux bornes "sous tension" et "neutres" peuvent être à une tension sinificante par rapport à la terre et nous nous retrouvons généralement avec une conception symétrique comme une "option la moins mauvaise". C'est pourquoi, si vous mesurez la sortie d'un bloc d'alimentation de classe 2 par rapport à la terre du réseau avec un impédancemètre élevé, vous verrez généralement environ la moitié de la tension du secteur.
Cela signifie que sur une alimentation de classe 2, nous avons un compromis difficile entre la sécurité et la CEM. L'agrandissement des condensateurs améliore la CEM mais se traduit également par un "courant de contact" plus élevé (le courant qui passera par quelqu'un ou quelque chose qui touche la sortie du bloc d'alimentation et la terre du secteur). Ce compromis devient plus problématique à mesure que le bloc d'alimentation devient plus grand (et donc la capacité parasite dans le transformateur devient plus grande).
Sur un bloc d'alimentation de classe 1 (mis à la terre), nous pouvons utiliser la terre du secteur comme barrière entre l'entrée et la sortie soit en connectant la sortie à la terre du secteur (comme cela est courant dans les blocs d'alimentation de bureau), soit en utilisant deux condensateurs, un de la sortie à la terre du secteur. et une de la terre à l'entrée (c'est ce que font la plupart des briques d'alimentation pour ordinateur portable). Cela évite le problème du courant de contact tout en fournissant un chemin à haute fréquence pour contrôler la CEM.
Alors, pourquoi les blocs d'alimentation pour ordinateurs portables des principaux fournisseurs réputés sont-ils de classe 1 alors qu'ils ne l'étaient pas auparavant? (et quand la merde bon marché ne l'est souvent pas encore), je ne sais pas avec certitude, mais je pense que c'est une combinaison de.
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Sans schéma, c'est difficile à dire. Cependant, le fil de terre est très probablement utilisé par le filtre EMI. Il y a très probablement un balun (self de mode commun) sur l'entrée d'alimentation avant qu'il ne passe au reste du circuit. Cela augmentera l'impédance des signaux en mode commun, mais cela ne les atténuera pas sans une sorte de charge. Cette charge sera un condensateur à la terre sur chacun des deux fils d'alimentation du côté extérieur du balun.
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Avez-vous déjà eu un "pincement" en touchant la sortie basse tension d'un bloc d'alimentation moderne?
C'est ennuyeux et peut potentiellement détruire de l'équipement.
La raison en est que le système décrit dans la question a été mis en œuvre mais n'est pas correctement utilisé,
Le diagramme et le commentaire de Madmanguram doivent être notés.
Madmanguram en a fourni une excellente illustration.
Notez que le commentaire sur le retour de sortie est également mis à la terre. C'est parfois fait et, quand c'est le cas, c'est une catastrophe totale lorsque le fil de terre n'est pas mis à la terre, par exemple un cordon à 2 fils est utilisé.
Masse locale = la prise centrale du condensateur est maintenant à la moitié de la tension réelle par rapport à la terre. soit environ 115 V sur un système 230VAC. L'ensemble de l'équipement fourni flotte à moitié au-dessus du sol. Les deux bouchons sont généralement de 0,001 uF chacun, donc l'impédance est de 2 bouchons en parallèle.
Z ~ = 2 / (2.Pi.fc) ou environ 5 mégohms donnant des courants de fuite d'environ 10 à 20 uA. Cela ne ressemble pas à grand-chose mais produit des "piqûres" gênantes sur les doigts, etc. lorsque vous touchez Vout pendant que votre corps est mis à la terre - en raison du niveau de tension - et charge joyeusement la capacité parasite pour avoir suffisamment d'énergie pour faire exploser les choses - ce qui se produit définitivement.
La solution est de mettre à la terre le fil de terre. MAIS
Le pire est lorsque les fabricants connectent la prise centrale à la sortie négative et ne tiennent pas compte de l'utilisation d'un conducteur de terre. Vous obtenez un équipement à moitié flottant et aucun moyen facile de le réparer. Un résultat désagréable qui doit fonctionner ou utiliser une connexion à la terre en dehors du cordon d'alimentation.
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Oui, l'adaptateur secteur est complètement isolé, mais l'appareil qui est alimenté par lui peut avoir des parties conductrices exposées, qui peuvent transporter une tension dangereuse en cas de dysfonctionnement. Ou, peut transporter une tension faible mais gênante en raison de courants de fuite normaux. L'isolement galvanique ne peut pas éviter complètement les courants de fuite capacitifs.
(En fait, il peut, avec un écran mis à la terre entre les enroulements, par exemple pour les appareils chirurgicaux, mais cela nécessite évidemment le fil de terre.)
Je ne comprends pas pourquoi les autres réponses accordent autant d'attention au fonctionnement interne de l'adaptateur secteur à découpage. De toute évidence, chaque conception comporte une isolation galvanique. Avant, un transformateur à deux enroulements de 50 Hz (US: 60 Hz). De nos jours, le transformateur fonctionne à une fréquence beaucoup plus élevée, et est donc plus petit et plus léger, mais ce n'est pas le but.
Notez que le fil de terre n'est qu'une option. Cela ne sert à rien si vous utilisez une prise murale mise à la terre. Il ne fait rien sur une prise murale non mise à la terre. Les prises murales non mises à la terre ne doivent être utilisées que là où vous ne serez pas tué instantanément en touchant la tension sous tension, comme un salon avec un plancher en bois au lieu d'un sol en béton. Mais de nos jours, je vois des prises de courant pratiquement partout.
Notez également que la terre de sortie peut ne pas éliminer complètement la petite tension gênante sur votre appareil. Cette masse est conçue pour la sécurité, pour faire sauter le fusible avant d'être électrocuté, mais pas pour garantir zéro volt. La résistance du fil de terre, ainsi que l'inductance, peuvent toujours être importantes. Par exemple, j'ai souvent rencontré des tensions de chatouillement lors de la manipulation du câble VGA sur les moniteurs CRT de 17 pouces, même sur une prise mise à la terre, probablement en raison de la fuite capacitive des 10 000 volts internes du tube. (17 pouces? Ces moniteurs étaient si gros, chers et lourds. Maintenant, nous avons des poids légers 23 pouces, 27 pouces, UHD, ....)
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