Pourquoi est-il important que les alimentations secteur soient isolées?

Dans toutes les alimentations informatiques et autres alimentations que j'ai démontées, j'ai remarqué qu'elles sont complètement isolées du secteur. Isolation galvanique par transformateurs, et souvent isolation optique pour la rétroaction. Il y a généralement un espace très visible dans les traces entre les côtés primaire et secondaire, d'au moins 8 mm de diamètre. Pourquoi est-il important que ces fournitures soient isolées?

Parce que l'alimentation secteur est très imprévisible et peut faire toutes sortes de choses en dehors de ses spécifications nominales, ce qui pourrait endommager les composants ou au moins briser les hypothèses de conception nominales. Une conception non isolée a également toutes ses tensions référencées à l'un des conducteurs du réseau, ce qui peut ou non avoir une relation utile / sûre avec d'autres potentiels de votre environnement (comme la terre / la terre, par exemple).

Si la seule chose du côté basse tension est l'électronique inaccessible, alors les alimentations non isolées vont bien - elles ont tendance à être beaucoup moins chères / plus simples que les alimentations isolées, et beaucoup d'équipements domestiques les utilisent. Même des choses comme les téléviseurs fonctionnaient comme ça, si vous revenez à l'époque où ils avaient des connexions vidéo / audio externes. La connexion d'antenne était la seule prise externe, et celle-ci était isolée par condensateur.

Si un être humain ou un équipement tiers doit s'interconnecter avec le côté basse tension de votre conception, alors une alimentation isolée vous offre une barrière claire à travers laquelle les tensions dangereuses ne passeront pas, même en cas de défaillance d'un composant, et cela signifie que votre circuit est maintenant «flottant» par rapport au secteur. À son tour, cela signifie que vous pouvez faire en sorte que tous les composants électroniques fonctionnent à proximité du potentiel de la terre, avec tous vos équipements interconnectés ayant au moins à peu près la même référence de tension à partir de laquelle travailler.

Réponse courte (oooh, c'est un jeu de mots, attendez ...): la sécurité. Quel serait l'effet d'un court-circuit de 240 V ou plus à ... eh bien, quoi que ce soit? Dispositifs basse tension? Mort! Maison? Sur le feu! Procès? En attendant! L'isolement rend au moins impossible un court- circuit direct à la tension murale et un court-circuit indirect moins dangereux et moins probable. Par exemple, si la tension murale fait complètement frire tout sur un côté du transformateur, vous avez un transformateur qui ne fonctionne pas. Un transformateur qui ne fonctionne pas signifie aucun couplage et aucune tension de l'autre côté, donc aucun dommage. De plus, il y a plus d'options de protection pour le côté basse tension (options de protection moins chères de toute façon).

Je peux penser à quelques-uns:

• Aide à isoler les sorties des événements dangereux au niveau de la ligne (coups de foudre, surtensions, etc.) car la plupart des transformateurs sont abaissés dans les alimentations commerciales
• Vous permet d'utiliser le châssis de l'équipement comme écran de sécurité, en le mettant à la terre (toute conduction du secteur au châssis provoquera un saut de fusible ou un déclenchement du disjoncteur, déconnectant rapidement le défaut)
• S'assure qu'il existe une marge suffisante dans la conception pour empêcher l'arc-over du primaire au secondaire, même dans des environnements moins que propres (la poussière de toner est un pont particulièrement méchant)
• Réduit la `` rigidité '' de la source d'alimentation - un petit transformateur sature beaucoup plus rapidement que le secteur, ce qui a également pour effet d'augmenter le courant primaire et d'activer une sorte de dispositif de sécurité (fusible, disjoncteur, etc.)
• Les organismes de réglementation l'exigent dans la plupart des applications: CEI 60950, CSA C22.2, etc.

En plus des problèmes de sécurité mentionnés, il y a aussi un problème pratique: même si l'on savait que les fils d'alimentation CA neutres seraient toujours au potentiel de la terre, il serait difficile de concevoir une alimentation CC basse tension sans transformateur qui tirait également le courant sur le deux moitiés de chaque cycle de ligne sans que le côté CC ait une oscillation de tension de mode commun significative par rapport à la ligne d'alimentation neutre. Même si la variation de tension sur une "masse" exposée était suffisamment faible pour ne pas poser de risque d'électrocution, la connexion des masses côté CC de différents appareils pourrait encore perturber leur comportement.

L'utilisation de transformateurs pour faire flotter une alimentation n'est pas vraiment plus difficile que de faire coïncider la terre CC avec le neutre de l'alimentation CA. Il n'y a pas vraiment d'inconvénient à ce que les alimentations CC à basse tension flottent par rapport aux deux fils d'entrée d'alimentation, et dans la pratique, le fait de relier la terre CC au neutre CA introduirait des risques de sécurité inutiles. Ces arguments forment ensemble un argument assez convaincant en faveur de l'isolement des alimentations CC basse tension de la ligne CA.

Nous ne pouvons pas compter sur la sécurité de l'un des conducteurs d'alimentation pour plusieurs raisons.

1. Dans certains pays, vous ne pouvez pas vous fier au conducteur sous tension et au neutre, soit parce que les prises ne sont pas polarisées, parce que les installateurs ne prêtent pas beaucoup d'attention à la polarité ou parce que l'utilisation d'extensions / adaptateurs qui peuvent ne pas maintenir correctement la polarité est courant. .
2. Les fils peuvent se casser, si le fil neutre se casse et qu'il y a une charge sur le système, le fil neutre montera en volts.
3. Même en fonctionnement normal avec une polarité correcte, il peut y avoir une tension sur le neutre en raison d'une chute de tension. Bien que la tension soit faible, l'impédance est également très faible, ce qui peut représenter un risque d'incendie.

En raison de ces normes d'appareils modernes, les conducteurs sous tension et neutres sont généralement traités comme potentiellement dangereux. Les fabricants d'appareils disposent ainsi de deux options principales pour protéger les utilisations.

1. Isolez et protégez toutes les pièces électriques, cela fonctionne bien pour les appareils simples, mais ce n'est pas vraiment pratique pour des choses comme les ordinateurs avec un tas de ports accessibles par l'utilisateur.
2. Mettez une barrière d'isolement dans l'alimentation électrique afin que la partie basse tension soit sûre au toucher.