使用直流稳压电源负极以地为参考电压使用时电源负极是否必须与地相连?
- 型号:LDX-K3050
- 输出电压:0-30V 输出电流:0-50A
- 来源:BOB.COM
- 发布时间:2023-11-18 10:21:15
- 先说答案:题主把参考地与接大地混淆了。参考地是电路中的零电位参考点,与是否接大地无关。
先说答案:题主把参考地与接大地混淆了。参考地是电路中的零电位参考点,与是否接大地无关。
图1中的电源是电池。我们注意到E1的负极b节点有接参考地的符号,所以b节点是全电路的参考地,其电位是零电位。有了零电位点,我们就能确定电路中其它节点a、c、d、e和f的电位值。至于参考地是否接大地,改变不了b节点是参考地的本质,只不过接大地后b节点的电位变成大地的零电位罢了。
有点象测量高程。我们定义脚下为零高程,就能测量出高山的峰顶或者其它位置的相对高程。再查得脚下的准确海拔高度,就能得知所有测量点的真实海拔高度值。
图2中,我们把中间天蓝域稳压电源正极输出端口定义为零电位参考点,并就此定义出+12V、-12V、+5V和GND参考地。我们正真看到,参考地是否接大地毫不影响它的功能。
注意1:尽管参考地的电位等于零,但参考地所在节点的电流不一定等于零。这一点很重要!分析参考地要用基尔霍夫电压定律也即基尔霍夫第二定律KVL来分析,不能用欧姆定律来分析。
注意2:参考地的图符见GB/T 4728.1《电气图用图形符号 第1部分:总则 》国家标准。
那么参考地接大地的意义是什么?由于我们的脚下就是大地,接大地后能使得参考地与大地等电位。同时我们把设备的外壳与参考地连接在一起,若设备内部对外壳发生了漏电,我们也能确保人身用电安全。我们把接大地的措施叫做保护接地
注意3:保护地的图符也来自GB/T 4728.1《电气图用图形符号 第1部分:总则 》国家标准。
图4中,左下部我们正真看到了电力变压器的中性线直接接地,又叫做系统接地或者工作接地,它的目的是为系统构建相同于大地电位的零电位参考点。然后从接地极引出两条线,一条是中性线N,作为系统供电线路使用;另一条线是地线PE,供系统中所有用电设备的金属外壳实现保护接地所使用。
从图4中我们正真看到,用电设备的外壳均接在地线PE上。当发生漏电时,漏电流通过地线返回电源,但用电设备的外壳电位与大地的零电位相差不大,以此保护人身安全。
当用电设备发生漏电时,用电设备的外壳电压会上升,最高可达相电压,而直流系统(例如稳压电源)的外壳电压可达正极电压。为此,国际电工委员会标准规定了人体电击电压的区段,我国的相应国家标准是GB/T 16379-2001《电压区段》,人体电击的安全电压交流为50V,直流为120V,见下图:
注意5:我们所熟悉的36V交流电压不是人体电击安全电压,而是安全供电电压,是国家标准GB/T 156《标准电压》所规定的。
手机电路中当然有参考地。我们并未见到手机参考地要接大地,那么手机使用的安全性是如何保证的?手机电路中的参考地不接大地,人体会被电击吗?为什么?
所以,直流电源的负极不接地。汽车电源的公共端被四个轮胎隔离绝缘也不真正接地。
电子设备的普及给我们大家带来了巨大的生活便利,电子设备对电源电路的要求就能提供持续稳定、满足负载要求的电能,而且通常情况下都要求提供稳定的直流电能,提供这种稳定的直流电能的电源就是直流稳压电源。
直流稳压电源的供电电源大都是交流电源,当交流供电电源的电压或负载电阻变化时,稳压器的直流输出电压依旧会保持稳定。
我们在直流稳压电源使用的过程中经常会遇到的3个普遍的问题,让我们共同来看看吧!
从直流稳压电源的规格来看,输出电压范围为0V~4V、Max输出电流为10A。那么有些用户就会产生是不是0V就能产生10A的电流的疑问。但是,如果是这样的话,则违反了欧姆法则的I=V/R。因为如果当电压为0V时根据法则的运算,电流应该是0A而不是10A。其实正确的理解应该是如果当输出电压为0.000001V时只需准备0.0000001Ω的阻抗就可以流动10A的电流了。也就是说,如果此时的输出电压无限接近0V的状态就可以流动10A的电流。
问题2:使用直流稳压电源进行电池充电时,有串联插入二极管的要求,如果不按照要求操作的话会发生损坏吗?
当连接的电池电压在直流稳压电源的Max输出电压以下时,直流稳压电源不可能会出现损坏。但是,当连接的电池电压在直流稳压电源的Max输出电压以上时,直流稳压电源则可能会发生损坏。所以必须要选择能够产生电池电压以上的输出电压的直流稳压电源。
如图2所示,如果电池的端子电压高于直流稳压电源的端子电压,则会从电池流动Ibr至直流稳压电源。例如,在OUTPUT OFF时(SW1为OFF)只需连接电池和直流稳压电源的配线之间会产生电流流动。正常的情况下,流经至C1的电流都是陡峭的大电流,所以在连接配线的瞬间,连接点可能会产生火花。如果串联插入二极管的话,则不可能会出现这样的情况,因此会推荐插入二极管。
问题3:当连接了直流稳压电源的L负载时,当蓄积在电感中的能量返回时电源会发生损坏吗?
从结论来说是不会发生损坏的。蓄积在电感中的能量被释放的条件如下图所示,在直流稳压电源的输出从ON变为OFF的状态时,此时的电感会使电流持续流动。由于这时的直流稳压电源的输出端子等效的插入了D1,所以如图2中的红线所示,电流将会通过该二极管流动后讲电感中储存的能量释放。例如,输出ON时流过10A时,OFF时受电感影响流过的电流Max为10A,不会超过电源的输出容量。
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