Во всех компьютерных блоках питания и других блоках питания, которые я разобрал, я заметил, что они полностью изолированы от сети. Гальваническая развязка через трансформаторы и часто оптическая развязка для обратной связи. Как правило, между первичной и вторичной сторонами имеется очень заметный зазор шириной не менее 8 мм. Почему важно, чтобы эти поставки были изолированы?
Ответы:
Потому что сетевое питание очень непредсказуемо и может делать все, что не соответствует его номинальной спецификации, что может повредить компоненты или, по крайней мере, нарушить номинальные предположения конструкции. Неизолированная конструкция также имеет все свои напряжения, относящиеся к одному из сетевых проводников, которые могут иметь или не иметь полезного / безопасного отношения к другим потенциалам в вашей среде (например, земля / земля).
Если единственным компонентом на стороне низкого напряжения является недоступная электроника, то неизолированные источники питания хороши - они, как правило, намного дешевле / проще, чем изолированные источники питания, и многие бытовые приборы используют их. Даже такие вещи, как телевизоры, работали так, если вы вернетесь к тому времени, когда у них были внешние видео / аудио соединения. Разъем для антенны был единственным внешним разъемом, и он был изолирован от конденсатора.
Если человеку или стороннему оборудованию необходимо соединиться с низковольтной стороной вашей конструкции, то и изолированный источник питания дает вам четкий барьер, через который не будут проходить опасные напряжения, даже в случае отказа компонента, и это означает, что ваша схема теперь «плавает» относительно сети. В свою очередь, это означает , что вы можете организовать для всей электроники работать вблизи нулевой потенциал, со всей вашей взаимосвязано оборудование , имеющее по меньшей мере , примерно такой же источник опорного напряжения для работы.
Короткий ответ (ооо, это каламбур, подожди ...): безопасность. Каков будет эффект короткого замыкания от 240 В или выше до ... ну, что-нибудь? Низковольтные устройства? Мертв! Дом? В огне! Судебный процесс? В ожидании! По крайней мере, изоляция делает прямое короткое замыкание на стенку, а косвенное короткое замыкание менее опасно и менее вероятно. Например, если напряжение на стене полностью поджаривает все на одной стороне трансформатора, у вас есть нерабочий трансформатор. Неработающий трансформатор означает отсутствие связи и напряжения на другой стороне, поэтому нет повреждений. Кроме того, для стороны с более низким напряжением есть больше вариантов защиты (в любом случае, менее дорогие варианты защиты).
Я могу думать о нескольких:
В дополнение к упомянутым проблемам безопасности, существует также практическая проблема: даже если бы кто-то знал, что выводы нейтрального источника переменного тока всегда будут иметь потенциал заземления, было бы трудно спроектировать источник питания постоянного тока без трансформатора, который бы одинаково потреблял ток на две половины каждого цикла линии без стороны постоянного тока, имеющей значительный синфазный перепад напряжения относительно нейтральной линии питания. Даже если размах напряжения на открытой «земле» будет достаточно низким, чтобы не создавать риск поражения электрическим током, подключение заземления на стороне постоянного тока к различным устройствам все же может нарушить их поведение.
Использование трансформаторов для подачи питания на самом деле не сложнее, чем заземление постоянного тока, совпадающее с нейтралью источника переменного тока. На самом деле нет недостатка в том, чтобы низковольтные источники постоянного тока плавали относительно обоих входных силовых проводов, и на практике заземление постоянного тока с нейтралью переменного тока создавало бы некоторые ненужные угрозы безопасности. Эти аргументы вместе образуют довольно убедительный аргумент в пользу изоляции низковольтных источников постоянного тока от линии переменного тока.
Мы не можем полагаться на безопасность проводов питания по нескольким причинам.
В результате этого современные стандарты устройства обычно относятся как к токоведущему, так и к нейтральному проводникам как потенциально опасным. Это оставляет продавцам устройств два основных варианта защиты использования.