¿Cuándo es apropiado aislar galvánicamente componentes / subsistemas?

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Como lo implica la pregunta, ¿cómo determina cuándo es apropiado aislar galvánicamente partes del mismo sistema eléctrico entre sí?

Por ejemplo, actualmente estoy construyendo un amplificador de tubo que tiene una gran cantidad de electrónica digital. Actualmente, la parte digital y la parte del tubo están apagadas por devanados separados del mismo transformador. Sin embargo, ambas están referenciadas a la tierra del chasis (ya que en cada circuito respectivo hay un solo cable que va desde la tierra de la fuente de alimentación correspondiente a un punto único). en el chasis, ¿esto incluso cuenta como galvánicamente aislado?).

Mi amplificador mestizo también alberga una sección de regulador de alto voltaje controlado digitalmente, por lo que puedo ajustar el voltaje a mis tubos. Por ninguna razón específica, aparte de "¡No quiero que mis señales digitales se interconecten con potencialmente 400 voltios!", Decidí incluir en el diseño un bloque DC / DC aislado y barato con un aislamiento interno de 1000 V, así como un Aislador digital, para aislar el DAC integrado de mi otra basura digital. Se adjunta una vista de diseño del tablero de águila del área ofensiva, para que pueda ver de qué estoy hablando. (Lo sentimos, no hay suficiente representante para imágenes en línea).

La línea de puntos negros mal dibujada indica el área 'aislada' prevista.

Creo que mi justificación para hacer esto en ese momento, es que existe la posibilidad de que un componente falle en el regulador HV y HV se coloque sobre cualquiera de mis componentes pobres de bajo voltaje, mis componentes digitales en otras tarjetas (y hay MUCHOS de ellos), permanecerían a salvo, en lugar de eliminarse a medida que la oleada se propagara. Realmente no sé cuán cierto es esto, de ahí la pregunta. ¿Consideraría apropiado aislar estos dos sistemas de esta manera, haría algo diferente o ni siquiera consideraría necesario el aislamiento? ¿En qué situaciones consideraría el aislamiento obligatorio?

    
pregunta Adam

2 respuestas

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Tu publicación era demasiado larga para leerla, pero parece estar preguntando sobre el aislamiento cuando se usa una base común.

Si varios subcircuitos comparten una base común, entonces no están aislados. Dicho de otra manera, todo lo que comparte una conexión común es todo un circuito. Por lo tanto, agregar aislamiento entre las secciones de dicho circuito no tiene sentido, a menos que haya otras razones además de un intento equivocado de "aislar" partes del mismo circuito que ya no están aisladas de manera inherente.

Su confusión parece provenir del hecho de que tiene algunas partes del circuito que funcionan con 5 V y algunas partes que usan 400 V. Eso significa que debe prestar atención a los problemas de alto voltaje y asegurarse de que el voltaje sea bajo. Los circuitos y cualquier parte externa tocable por el usuario no se exponen a la alta tensión. Por ejemplo, no hay nada de malo en usar un divisor de voltaje para escalar los 400 V hasta 4 V, de modo que pueda medirse a través de la entrada A / D de un microcontrolador. El micro solo ve los 4 V, así que estará bien. Debe asegurarse de observar el espaciado adecuado, obtener una resistencia nominal para el voltaje, considerar la impedancia de salida del divisor y asegurarse de que las resistencias puedan manejar la disipación de energía. Sin embargo, eso no es diferente a si estuvieras midiendo 20 V, solo que algunos de los números son más altos.

En algunos casos, puede ser conveniente usar componentes aislados para transferir señales alrededor de este circuito. Pero, eso no es para el aislamiento en sí, sino para permitir un desplazamiento arbitrario de modo común entre las secciones de entrada y salida.

    
respondido por el Olin Lathrop
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¿Cuándo es apropiado aislar galvánicamente componentes / subsistemas?

Por lo general, cuando hay peligro de descarga eléctrica o, literalmente, si es necesario que haya un circuito que tenga que "flotar" hasta un cierto voltaje. Por ejemplo, en un espectrómetro de masas de gas, la cámara de ionización generalmente se eleva a un voltaje de CC alto entre 1 KV y 10 kV, pero podría interesarle la corriente que esto toma y así tendría un circuito de sentido de corriente a ese potencial y podría enviar la lectura digitalmente al tablero de control a un potencial de tierra a través de aisladores ópticos. Considerar hacerlo sin aislamiento probablemente sería tonto o ingenuo.

En otras palabras, cuando existe un peligro o cuando tiene sentido.

  

¿Consideraría apropiado aislar estos dos sistemas de esta manera, haría algo diferente o no consideraría necesario el aislamiento en absoluto?

Creo que, para un proyecto único en el que el costo no va a ser un problema enorme, aislaría los circuitos de control de alto voltaje, pero si fuera un producto con más de unas pocas ventas por año, Empezaré a pensar en reducir costosos recambios costosos y también pensaría si podría haber alguna mejora en el rendimiento o la funcionalidad con o sin el aislamiento.

    
respondido por el Andy aka

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