01、前言
在查閱示波器如何測試市電資料的過程中,發(fā)現(xiàn)一個帖子講的是關(guān)于"冷地"和"熱地"的區(qū)分,感覺挺不錯的,行業(yè)有做ACDC開關(guān)電源的朋友區(qū)分這兩個地對于調(diào)試&測試方面的安全性有幫助。
熱地如何測量的文章鏈接見藍色部分:用示波器如何測試市電/熱地電路?
聊聊帖子觀后感,內(nèi)容可能存在不夠準(zhǔn)確或理解有偏差的地方,也歡迎大家指正和交流!
02、“地”的概念
關(guān)于“地”的典型定義是作為電路或者系統(tǒng)基準(zhǔn)的等電位點或平面。
“地”主要是分為兩大類,一種是設(shè)備內(nèi)部的信號“地”,另一種是腳下踩的大地。
設(shè)備內(nèi)部電路的“地”是一個參考“地”,人們?yōu)榱藴y試并確定電壓電流的零電位參考點,同時也是所有電路信號回路的公共端。
03、"熱地"和"冷地"的區(qū)別
3.1 "熱地"(Hot Ground)
(1)定義
在開關(guān)電源中,熱地是位于電源的初級側(cè)(變壓器之前),直接與市電火線、零線相接,經(jīng)過整流橋輸出后以濾波電容的負(fù)極為參考點,這時濾波電容的負(fù)極GND就是熱地。
熱地對于大地存在220V交流電壓差,若人體站在地面上接觸熱地,比如維修的時候,不小心碰到電解負(fù)極或者熱地連接的跳線,會因電壓差引發(fā)觸電。
熱地別稱初級地,非隔離地,開關(guān)電源中通常叫“功率地”,原理圖符號通常是三橫線。
(2)典型應(yīng)用場景
應(yīng)用于老式電視機,顯示屏等采用全隔離設(shè)計的設(shè)備。
3.2 "冷地"(Cold Ground)
(1)定義
在開關(guān)電源中,冷地是位于電源的次級側(cè)(變壓器之后),通過變壓器或光耦與初級側(cè)隔離,輸出端的地為冷地。
冷地與市電無直接電氣連接,對大地電壓接近0V,可直接觸摸無觸電風(fēng)險。
冷地別稱為次級地,隔離地,開關(guān)電源中通常叫“信號地”,原理圖符號通常是空心三角。
(2)隔離機制
我們電源中常見的隔離方式,主要是變壓器,光耦。
變壓器隔離:高頻變壓器將初級側(cè)能量通過磁耦合傳遞至次級,阻斷電氣直連,實現(xiàn)磁學(xué)的電氣隔離。
光耦隔離:次級電壓反饋信號通過光耦(內(nèi)部是發(fā)光二極管+光敏三極管),非常巧妙的利用電-光-電的轉(zhuǎn)換實現(xiàn)信號的傳遞至初級,實現(xiàn)的光學(xué)的電氣隔離,這種隔離方式有前輩總結(jié)為:信號通,地線隔。
在開關(guān)電源中,我們通常說的副邊反饋方案,其實就是通過光耦進行隔離后反饋到原邊。
(3)典型應(yīng)用場景
最常用的是我們每天都在用的手機充電器,筆記本電腦適配器,它們的輸出端通常是USB接口,金屬外殼接的就是冷地,觸碰了人體也不會有危害,但是某果的充電器裸露在外的,放在被窩里很容易被電。
04、兩地的實際舉例
我在網(wǎng)上找到一份原邊反饋的ACDC反激開關(guān)電源芯片規(guī)格書,通過給出的典型應(yīng)用框圖,我們可以看到,整流橋,整流橋后的電解電容,MOS管,IC外置的GND引腳,F(xiàn)B引腳都是采用的三橫線接地,而三橫線接地屬于熱地部分,剛好符合我們開關(guān)電源定義的變壓器前面的接地都是熱地,即功率地。在變壓器后輸出電解電容接地采用的是三角空心符號,而三角空心符號屬于冷地部分,與市電沒有直接電氣連接,如果加上一個USB接口,完全可以觸摸沒有觸電風(fēng)險。
05、關(guān)于熱地測量的問題
熱地部分的測量最好就直接采用高壓差分探頭,既能適用于高壓,也能安全隔離。關(guān)于熱地測量的問題我寫過一篇文章見開頭鏈接,感興趣的可以閱讀一下,感謝!