Co nam daje separacja galwaniczna?

Wzmacniacze, zasilacze itd. Schematy, parametry, konstrukcje...

Moderatorzy: gsmok, tszczesn, Romekd, Einherjer, OTLamp

_idu

Re: Co nam daje separacja galwaniczna?

Post autor: _idu »

sppp pisze:Studi, nie podejmę z tobą polemiki....
Jak powinna być max pojemność? Sprawa prawie prosta.
Zakładając czyste 50Hz liczymy impedancję dla której popłynie prąd np. 0.3 mA, 1 mA. Itd. Jaki prąd przyjąć.... Są stosowne dane nt rażenia.
Generalnie nie więcej iż 3mA. Napięcie znasz - 230V skuteczne względem punktu zero, które powinno być w przybliżeniu zgodne z potencjałem ziemi.
Ja radzę przyjąć 0.5mA. (dane mówią 0.7 lub 1,1mA zależnie od płci... - czyt grubości skóry)

Czyli dla 50Hz dla 0.5mA mamy 6,9nF.
Musimy jednak uwzględnić harmoniczne - dziś to spory problem (np. spory odsetek sprzedawanych i stosowanych powszechnie różnicówek nie zadziała przy obecności 3-ej harmonicznej w przewodach). Czyli za próg odczucia możemy przyjąć około 4n7. (6n8 też będzie OK zważywszy ze przyjąłem niższą wartość prądu).

Obliczenie nie zakłada w ogóle rezystancji skóry. Czyli podana wartość z dobrym zapasem spełnia warunek braku dyskomfortu.

Ta pojemność od razu określa wymaganą impedancję wejściową proste.

Filtry przeciwzakłóceniowe mają kondesatory łączące przewody zasilające z obudową o większej pojemności niż te 7nF.
W telewizorach stosuje się kondesatory pozornej ziemi około 1n5 - 2n7.

Wiele sond pomiarowych wymaga zastosowania DODATKOWEJ separacji galwanicznej - np. sondy do pomiaru stężenie O2. Prąd w czujniki rzędu nA. Wszelkie prądy wyrównawcze masy będą o kilka rzędów wielkości wyższe.

Urządzenie bez pełnej separacji galwanicznej wymaga przede wszystkim porządnie przemyślanych kwestii zabezpieczeń przez rażeniem prądem. Staranność montażu, jakość materiałów i podzespołów. Dodam że wykonywane na zamówienie trafo może nie mieć wystarczającej izolacji.

Dziś nie ma problemu wyposażyć wejście zasilacz w układ kontrolujący bilans prądów w przewodach zasilających.
Nawet w przypadku klasycznego trafa względnie łatwo można zapewnić łagodne narastanie poboru mocy itp.

Dodam jeszcze era klasycznych transformatorów się kończy. Za niedługo będą to deficytowe produkty. Dziś rządzą zasilacze impulsowe.

Masz racje z asekuranctwem. Ale urządzenie zasilane transformatorowo można też wykonać tak że będzie niebezpieczne dla użytkownika.
Przypomnę jeszcze że gdy ew. rażenie może wystąpić w środowisku o zwiększonej wilgotności obowiązkowo stosuje się dodatkowe urządzenia zabezpieczające.

Na koniec to że ziemia nie ma stałego potencjału to ja już się przekonałem. Hala, na jednej ze ścian przyłącze od trafa ŚN. Tam połączenie PE, N z ziemią. 15 - 20 metrów dalej przyłącze wodociągowe. Wyłączone zasilanie na hali. Monter podłącza przewody do pompy. Zaczyna od PE. Dotyka przewód do zacisku (nic innego do pompy nie jest podpięte, wszystkie 4 przewody zasilające hala odłączone), a różnicówki - łup praktycznie wszystkie zadziałaly.....
Przewód ochronny - rura wodociągowa prąd większy od 30mA.

Pomijam też powszechne kwestie jak to jakie prądy płyną w zawilgoconych ścianach wielu kamienic.... Podłączasz komputer do sieci stojący na dywanie. Nisko, ciasno, wiec klęczysz i podpierasz się o dywan jedną ręką. Dotykasz druga ręką obudowę komputera i solidne silne kopnięcie.
sppp
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 952
Rejestracja: pt, 23 stycznia 2009, 20:18
Lokalizacja: Legionowo

Re: Co nam daje separacja galwaniczna?

Post autor: sppp »

Dzięki za odpowiedź. Sporo rozjaśnia.
Podsumowując - 7nF jako kondensator separujący na wejściu wzmacniacza to stanowczo za mało (oczywiście przy akceptowalnej impedancji wejściowej), żeby zapewnić odpowiednie pasmo przenoszenia. 1uF (ponad 100 razy więcej) może spowodować śmiertelne porażenie, prawda? Z tego wynika jak dla mnie czarno na białym, że zrobienie bezpiecznego wzmacniacza audio bez separacji galwanicznej jest bez sensu, a nawet niemożliwe.
Staranność montażu, jakość elementów, wiedza, doświadczenie itd. jest pożądana w każdej konstrukcji, szczególnie wysokonapięciowej. Tyle, że w przypadku braku separacji galwanicznej skutki mogą być gorsze. Niewystarczająca izolacja w transformatorach również sprowadza się do jakości elementów. Niestety większość amatorów kombinuje jak najtaniej. Każde urządzenie można wykonać tak, że będzie niebezpieczne niezależnie od sposobu zasilania. Ale również sprowadza się to do pierwszego zdania tego akapitu. Teoretycznie możemy mieć ciężki uszczerbek lub zabić się przy pomocy większości przedmiotów posiadanych w domu :wink: . Niestety nie wszystko jest dla wszystkich, ale każdy sobie z tego zdaje sprawę.
Co do potencjału ziemi - mam to samo w pracy. Czasem, jak podłączam silnik na stole testowym to przy podłączaniu PE potrafi wywalić różnicówka. Co do komputera, daleko nie szukając, jak w moim komputerze zdejmę boczek obudowy i założę go w trakcie pracy komputera to ten najczęściej się zawiesza.
Pozdrawiam
Sebastian

Jestem tylko amatorem, który może się mylić.
Uroczyście obiecuje, że będę dawał rezystor antyparazytowy na każdą siatkę i bramkę.
_idu

Re: Co nam daje separacja galwaniczna?

Post autor: _idu »

sppp pisze:Dzięki za odpowiedź. Sporo rozjaśnia.
Podsumowując - 7nF jako kondensator separujący na wejściu wzmacniacza to stanowczo za mało (oczywiście przy akceptowalnej impedancji wejściowej), żeby zapewnić odpowiednie pasmo przenoszenia. 1uF (ponad 100 razy więcej) może spowodować śmiertelne porażenie, prawda? Z tego wynika jak dla mnie czarno na białym, że zrobienie bezpiecznego wzmacniacza audio bez separacji galwanicznej jest bez sensu, a nawet niemożliwe.
Zapominasz jeszcze o takim rozwiązaniu jak transformator separujący na wejściu.
7nF podałem dla ekstremalne małej wartości prądu. 0.5mA. 2mA - 3mA nie zabije. A da to sporo większa pojemność (28nF - 42nF).

Zawsze można na wejściu zastosować zabezpieczenie które rozłączy przy upływie rzędu 3mA (a może przełączyć biegunowość i dopiero jak to nie pomoże rozłączyć.).

Jeśli podłączamy do wzmacniacza sygnał z urządzeń wyposażonych w format cyfrowy albo USB to przecież da radę zastosować prostą i skoteczną separacje galwaniczną sygnałów cyfrowych. W tym przypadku to no problem z zasilanie bezpośrednim z sieci toru analogowego wzmacniacza.
sppp
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 952
Rejestracja: pt, 23 stycznia 2009, 20:18
Lokalizacja: Legionowo

Re: Co nam daje separacja galwaniczna?

Post autor: sppp »

Oczywiście, że nie zapominam o trafie separującym na wejściu. Ale to już normalny transformator, tylko z drugiej strony. A mi chodziło tylko i wyłącznie o separację kondensatorami. Poza tym dobre trafo separujące na wejściu może kosztować tyle co trafo sieciowe. Wówczas jedynym benefisem pozostanie lżejszy wzmacniacz.
Pojemność dla większego prądu (22nF) byłaby ok dla wzmacniacza gitarowego, jednak tam trzymasz gitarę właściwie cały czas w ręku, więc te 2mA będą płynęły cały czas przez ciebie do ziemi. Pomijając mój dyskomfort psychiczny (palce w gniazdku przez kondensator) to taki przepływ mógłby być źródłem brumu na wysokoczułym, wysokoimpedancyjnym wejściu wzmacniacza.
Owszem, można rozbudować układ o dodatkowe zabezpieczenia, ale:
1. czy elektronik amator powinien tworzyć takie coś bez odpowiedniej wiedzy itd.?
2. czy zaoszczędzenie jednostkowego kosztu zakupu dobrego transformatora sieciowego usprawiedliwia zabawę w takie układy zabezpieczeń? - koszt części a przede wszystkim zużyty czas na projektowanie, wykonanie, uruchomienie itd., również wykonanie jednostkowe.
Nie odniosę się do separacji galwanicznej sygnałów cyfrowych bo nie mam o tym pojęcia. Mogę się tylko domyślać, że jest to prostsze niż separacja sygnału analogowego (zniekształcenia nie są tak krytyczne jak w analogu).
Jest jeszcze jedna wada wzmacniacza bez trafa sieciowego. Lampy powinny być raczej schowane wewnątrz obudowy zamiast zdobić wzmacniacz od zewnątrz. Rozbita niechcący (np. przy sprzątaniu przez żonę :wink: ) lampa może być niebezpieczna.
Pozdrawiam
Sebastian

Jestem tylko amatorem, który może się mylić.
Uroczyście obiecuje, że będę dawał rezystor antyparazytowy na każdą siatkę i bramkę.
_idu

Re: Co nam daje separacja galwaniczna?

Post autor: _idu »

sppp pisze:Oczywiście, że nie zapominam o trafie separującym na wejściu. Ale to już normalny transformator, tylko z drugiej strony.
Ale sporo mniejszy - w sumie tańszy przeliczając po prostu ilość miedzi i żelaza..
Ba możesz od razu zapewnić symetrię wejścia. A to zdecydowana zaleta.
sppp pisze: Owszem, można rozbudować układ o dodatkowe zabezpieczenia, ale:
1. czy elektronik amator powinien tworzyć takie coś bez odpowiedniej wiedzy itd.?
Formalnie to nie może niczego zrobić co może nawet teoretycznie tylko zagrozić użytkownikowi.
Zacznijmy od wymaganych uprawnień elektrycznych - nie wystarczą klasy E.
Ba nawet jak pracujesz w serwisie komputerowym to tez musisz mieć takowe uprawnienia. Pracujesz ze ze sprzętem elektrycznym rozbierasz jego budowę.
sppp pisze: 2. czy zaoszczędzenie jednostkowego kosztu zakupu dobrego transformatora sieciowego usprawiedliwia zabawę w takie układy zabezpieczeń? - koszt części a przede wszystkim zużyty czas na projektowanie, wykonanie, uruchomienie itd., również wykonanie jednostkowe.
A jak trafo sieciowe ma mieć 500W? Drobna elektronika obecnie jest zdecydowanie o wiele tańsza od żelaza (które i tak już jest skazane na wyginięcie - zasilacze impulsowe rządza - trafa to już muzeum - znasz jakieś współczesne urządzenia PU z trafem a nie z zasilaczem impulsowym).
sppp pisze: Nie odniosę się do separacji galwanicznej sygnałów cyfrowych bo nie mam o tym pojęcia. Mogę się tylko domyślać, że jest to prostsze niż separacja sygnału analogowego (zniekształcenia nie są tak krytyczne jak w analogu).
Przy cyfrze nie masz zniekształceń. Realizacja prosta - zwykłe transoptory i mały nadajnik linii zasilany z małego trafa o mocy 3W (który też zasili odbiornik po drogiej stronie bariery separacyjnej). Całość do kupy tańsza od trafa sieciowego (żelazo kosztuje....). Z USB prościej - nadajnik zasili się z kompa a odbiornik z zasilacza wzmacniacza. Aż dwa transoptory.....
sppp pisze: Jest jeszcze jedna wada wzmacniacza bez trafa sieciowego. Lampy powinny być raczej schowane wewnątrz obudowy zamiast zdobić wzmacniacz od zewnątrz. Rozbita niechcący (np. przy sprzątaniu przez żonę :wink: ) lampa może być niebezpieczna.
[/quote]
Kwestia odpowiedniej obudowy.
GeTe
250...374 postów
250...374 postów
Posty: 353
Rejestracja: ndz, 14 lutego 2010, 21:58

Re: Co nam daje separacja galwaniczna?

Post autor: GeTe »

Witam,

To ja zaproponuje jeszcze jedno rozwiązanie, które:
1) zapewnia izolacje galwaniczną
2) jest lekkie (mały transformatorek na ferrycie)
3) daje stabilizacje napięcia anodowego
4) małym nakładem może mieć jeszcze zabezpieczenie przed zwarciem

a jest nim zasilacz impulsowy :twisted: :lol:

A dla purystów należało by zamknąć w obudowie od transformatora sieciowego (chodzi mi o taką puszkę metalową, na górze chassis ), a dalej dać prostownik lampowy (a co niech prostuje napięcie stałe :D )
traxman

Re: Co nam daje separacja galwaniczna?

Post autor: traxman »

Było...
zasila do dziś 6V6PP

viewtopic.php?f=25&t=14941
Awatar użytkownika
Thereminator
6250...9374 posty
6250...9374 posty
Posty: 7375
Rejestracja: sob, 2 kwietnia 2005, 21:42
Lokalizacja: Nizina Wschodnioeuropejska

Re: Co nam daje separacja galwaniczna?

Post autor: Thereminator »

W teorii nie ma różnicy między praktyką a teorią. W praktyce jest.