Bezpieczeństwo przy wirtualnej masie

Jest sobie opamp o wydolności 30mA wytwarzający na wyjściu VCC/2. Do wyjścia jest podłączone jedno z wyprowadzeń uzwojenia wtórnego transformatora 380V/12V. Drugie, przez stosowny dzielnik i po zabezpieczeniu transilem, będzie podłączone do ADC. Chodzi o klasyczny różnicowy pomiar napięcia sieci. Pytanie jest następujące: czy takie podłączenie jest bezpieczne dla opampa? W pierwszym przybliżeniu wydaje się, że tak, ale wolę się upewnić: czy zakładając bezawaryjną pracę elementów istnieją takie warunki w sieci zasilającej (common mode/differential, surges), które mogą spowodować uszkodzenie układu sztucznej masy?

Pozdrawiam, Piotr

Reply to
Piotr Wyderski
Loading thread data ...

W dniu 2017-10-01 o 12:27, Piotr Wyderski pisze:

Wg mnie nie, problemem jeśli już jakimś moga być pojemności rozproszone i je trzeba zablokować.

Reply to
Janusz

W dniu 2017-10-01 o 12:27, Piotr Wyderski pisze:

Możesz przełożyć na schemat "po zabezpieczeniu transilem" czyli gdzie on jest włączony:

- na uzwojenie 12V,

- między wyjście uzwojenia a masę układu,

- na wyjście dzielnika,

- od wyjścia dzielnika do masy układu.

Jeśli np. od wyjścia 12V do masy to jak jakiś surge (chyba kilka kV się zdarzają) przeniesie się na 12V w postaci np. impulsu rzędu 200V to wyjście to zostanie przytrzymane względem masy, a te 200V wydzieli się na jego drugim końcu, rozumiem, że bezpośrednio połączonym z wyjściem OpAmpa. P.G.

Reply to
Piotr Gałka

Punkt 1. albo 3., inne nie mają wg mnie sensu. Najsensowniejszy wydaje się 3.

Pozdrawiam, Piotr

Reply to
Piotr Wyderski

Transil jest przystosowany do dużego impulsu prądu - to sugeruje 1. Przy 3 jeśli przewidujesz, że transil czasem zadziała to ten impuls przepłynie też przez pierwszy rezystor dzielnika - tu dochodzimy do kwestii jakie rezystory w dzielniku, jakie najwyższe spodziewane przepięcie i czy pierwszy rezystor nie przebije i jakie impulsy prądu wytrzyma. Impulsy surge są powolne - czyli chyba nie można liczyć, że indukcyjność wtórnego uzwojenia ma jakiś istotny wpływ na jego ograniczenie.

Dlatego chyba wybrałbym 1. Można wtedy na drugim rezystorze dzielnika dać dodatkowo (dla spokojności) jakąś małą Zenerkę.

Do tej pory tłumiliśmy zakłócenie różnicowe. Jak przyjdzie CM to przez pojemność trafa (szczerze - nie mam pojęcia jakie to rzędy) przeniesie się prosto na wyjście WO. Nie wiem, czy to może być groźne dla tego WO - jaki prąd tam popłynie, ale te kV przeładowujące te pojemności to jednak jakiś prąd może być. Ponieważ wejścia przetworników A/D można często sterować przez spore rezystory (zależnie od częstotliwości próbkowania nawet setki kom) to ja bym ten rezystor podzielił na dwa i wtedy wyjście WO byłoby łączone z uzwojeniem przez jeden z nich - to nic nie kosztuje, a na pewno zmniejszy ewentualny impuls przychodzący przez pojemność trafa.

Ponieważ ja normalnie wszystko robię bardzo zachowawczo to ja bym zabezpieczał też wtórne względem masy, i przy założeniu, że moje zabezpieczenia są obciążone (czyli chwilowo jest takie napięcie jak one ograniczają) tymi rezystorami ograniczył wtedy prąd tak aby WO nie mógł dostać popalić.

Ale nie wiem, czy to nie przerost formy nad treścią. P.G.

Reply to
Piotr Gałka

Jeżeli do tego dodać fakt, że rozważany transformator (o powalającej mocy 0,35VA) jest przystosowany do pracy w ciągłym zwarciu, to obecność nawet stale włączonego transila mu nie zaszkodzi. A trwale włączony nie będzie, dobiorę mu napięcie progowe z należytym zapasem.

Indukcyjności pierwotnego to 219H, wtórnych po 1,79H (przy 100Hz). Nie tak mało.

Zmierzyłem, dokładnie 9pF. No to teraz zależy, jaką szybkość narastania zboczy będzie miał sygnał zakłócający. Ale przecież chyba nie nanosekundy? Sieć elektryczna ma swoją indukcyjność i pojemność, powinna trochę stłumić szybkie sygnały.

Bardzo dziękuję za rzeczowe komentarze.

Pozdrawiam, Piotr

Reply to
Piotr Wyderski

W dniu 2017-10-04 o 09:47, Piotr Wyderski pisze:

Tego nie napisałeś. Cały czas miałem na myśli jakieś trafo rzędu 20..50W.

Trafo małej mocy musi mieć duże L. To faktycznie może ograniczyć surge na wyjściu.

Sprawdzałem kiedyś czy koraliki ferrytowe 0603 wytrzymują surge 25A (zakładam, że na obwody sygnałowe podaje się surge 1kV przez 40om).

Robiłem to tak, że elektrolit naładowany do jakichś 20V zwierałem mosfetem i jakoś mierzyłem lub kontrolowałem prąd (było kilkanaście lat temu - szczegółów nie pamiętam, choć może gdzieś w papierach bym znalazł).

Można by tą samą metodą podać impuls (np 20V) na stronę wysokiego napięcia (trafo nie podłączone do sieci) i zobaczyć co z niego wychodzi na wyjściu i przemnożyć przez np 1kV/20V i mieć w ten sposób jakieś pojęcie na ile L tłumi. Można też zapewne zrobić to z zupełnie niezłym przybliżeniem SPICEm, ale trzeba by mieć pewność, że trafo się dość dobrze zamodelowało. Mam gdzieś wmalowane schematy w SPICE generujące impulsy Surge takie jak w normach.

To znacznie mniej niż przypuszczałem.

Zbocza testowego impulsu surge (badania EMC) mierzy się w us a nie ns. Chodzi mi po głowie, że prądowy chyba narasta w 1.2us, a napięciowy w

8us, ale nie chce mi się teraz szukać.

Zazwyczaj też się zastanawiam czy w normalnym życiu urządzenia (np przed podłączeniem pierwotnego do sieci) ktoś naładowany nie może strzelić w nie z palca. ESD to ns. Akurat mamy tu takie panele na podłodze, że wystarczy trochę poszurać nogami (szczególnie zimą) aby "przetestować" płytkę którą się chce wziąć do ręki.

Pisanie nierzeczowe jest marnowaniem czasu :) P.G.

Reply to
Piotr Gałka

Moja wina, milcząco założyłem, że trafo pomiarowe musi być małe.

I wytrzymują? :-)

Wszystkie pomiary wykonałem LCR9184, wiec raczej wiarygodne. Patrząc z drugiej strony, dla pojemności międzyuzwojeniowej nie ma większego znaczenia, jaki jest drut, tylko wzajemna powierzchnia i odległość między uzwojeniami, które można potraktować jako jednolite bloczki miedziane. Szacując rumpologicznie to należałoby się spodziewać kilkudziesięciu pf, czyli całkiem niezła trafność. Ale to mówię po fakcie, mnie też wynik zaskoczył. :-)

To chyba nie ma się czym martwić. Konkretne prądy zaczynają płynąć przez pojedyncze pikofarady dopiero w okolicach setek MHz, a tego się nie należy spodziewać po sieci zasilającej.

Pozdrawiam, Piotr

Reply to
Piotr Wyderski

W dniu 2017-10-04 o 14:36, Piotr Wyderski pisze:

A ja nie wiedziałem, że pomiarowe. Myślałem, że zasilające, a pomiar to dodatek.

Tak. Dawałem im dwa razy mocniejsze impulsy (chyba czas 2x dłuższy) niż mi wychodziło, że mogą być przy pomiarach surge (dla kabli sygnałowych - czyli nie prosto z generatora surge, ale przez te 40om). Prąd mierzyłem oscyloskopem chyba na rezystorze 0.1om. Drutowy może mieć jakieś L, ale przyjąłem, że impulsy rzędu 50us są na tyle długie, że to nie wpływa.

Nie wiedziałem, czy na we/wy dawać najpierw koralik, a potem transil. Od tamtej pory daję koraliki od razu na pinach (na pinach GND też) i robię z tego wysepkę (nie oblewam masą) aby ewentualne składowe wcz z kabla nie trafiały mi na moją masę i tak samo aby ewentualne prądy wcz (praca procka) z mojego układu miały do pokonania 1k koraliki zanim się wydostaną na kabel aby siać po okolicy.

Oczywiście trzeba pamiętać, że przez koralik za dużo składowej stałej nie można puścić. Musieliśmy z tego powodu pozmieniać nazwy pinów - miałem piny GND na obu stronach płytki urządzenia na szynę DIN. Nie przyszło mi do głowy, że ktoś wpadnie na genialny pomysł, aby prąd rygla do drzwi puścić przez moje urządzenie i upali mi w ten sposób koraliki.

Ja właśnie myślałem, że to będzie coś koło 100..200pF, ale może takie trafo 50W jak miałem na myśli to tyle ma.

Też myślę, że przy 9pF nie ma się czym martwić. P.G.

Reply to
Piotr Gałka

ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.