Come posso prototipare in sicurezza un circuito di alimentazione di rete?


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Sto costruendo un dispositivo che ha un componente di alimentazione di rete, che devo prototipare prima di costruire per assicurarsi che tutto funzioni. So che devo assicurarmi che il cablaggio e l'isolamento! Siano abbastanza spessi da far fronte alla corrente più elevata e che devo assicurarmi che ci sia abbastanza spazio tra i componenti esposti in modo che non vi siano archi. Prima di applicare energia, riporrò anche tutto ciò che prototipo in una bella scatola isolata e includerò un fusibile di piccolo valore (250 mA). Prenderò in considerazione tutto ciò che è a doppio isolamento piuttosto che a terra (involucro di plastica e non c'è nulla che dovrò toccare mentre è in funzione).

Il mio piano è quello di saldare i componenti (a foro passante) direttamente l'uno con l'altro, quindi isolare tutto (con tubo termoretraibile o nastro isolante) il più possibile, quindi utilizzare giunti per cavi a vite per collegare il cavo di alimentazione.

So di non poter utilizzare strumenti di prototipazione tradizionali come breadboard e stripboard per le tensioni di rete, ma cosa posso usare per rendere più semplice la prototipazione alle tensioni di rete?

(Per essere chiari, "tensione di rete" nella mia zona significa 230 V CA + 10 / -6% a 50 Hz; gli oggetti Criteri di gruppo sono generalmente classificati a 10 A.)


Quale circuito stai prototipando? A cos'altro è collegato oltre alla rete?
Spehro Pefhany,

Speravo in una risposta generalizzata, ma in questo caso particolare sto tentando di alimentare un LED dall'alimentazione di rete; non c'è nient'altro collegato, è solo il LED con un resistore, un condensatore (adatto alla rete) e un diodo.
Calrion,

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Chiedo perché infinitamente più cose possono andare storte se si dispone di un circuito collegato alla rete collegato ad apparecchiature di test, sistemi di sviluppo, computer, ecc.
Spehro Pefhany,

Ovviamente; Non ci avevo pensato (anche se in questo caso non ne ho davvero bisogno). Quello che sto cercando è qualcosa come una breadboard o una stripboard, ma che può essere utilizzata per le cose dell'alimentazione di rete. Per quattro componenti, quello che sto facendo sembra ok, ma per quanto riguarda i circuiti più complessi?
Calrion,

Risposte:


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Esistono diversi potenziali problemi di sicurezza con i circuiti collegati alla rete. Non conosco questioni legali australiane , quindi non ho commenti a riguardo.

  • pericolo di scosse elettriche, ustioni o elettrocuzione
  • Pericolo d'incendio
  • lesioni legate all'energia da archi ecc. (danni alla vista, ustioni)
  • danni ad altre apparecchiature causati dal completamento di un circuito attraverso dispositivi collegati
  • rischi indiretti per la sicurezza (ad esempio, una sonda o un involucro dell'oscilloscopio diventa elettricamente "caldo" a causa del collegamento a un circuito di rete, danni da caduta da una scala o qualsiasi cosa a causa di uno shock, ecc.)

È improbabile che il tuo semplice circuito presenti un rischio legato all'energia con un fusibile da 250 mA (supponendo che non si faccia qualcosa di patologico come utilizzare un fusibile 5x20mm su un circuito industriale). Nei test sono stato in grado di far esplodere letteralmente micce di vetro, proiettando una nuvola di frammenti di vetro e metallo fuso per un raggio discreto con non più di 240 V CA (erano classificati 250 V CA), ma una grande corrente di interruzione (ben oltre la loro valutazione).

Rischio di scosse elettriche sul tuo semplice circuito: potrebbe essere un problema. Il LED non è stato approvato dall'agenzia per la sicurezza per il collegamento alla rete, e immaginerà che rimarrà nel case Probabilmente vedrai un ulteriore pezzo di plastica trasparente davanti a qualsiasi LED collegato alla rete. Sono preoccupati per possibili danni al LED, forse un colpo corto che potrebbe esporre i fili, cosa potrebbe fare un bambino colpendo il LED con una forchetta o altro.

Dici che il condensatore è classificato come rete. Vuoi dire che è elencato da un'agenzia di sicurezza o semplicemente valutato per quella che pensi sia una tensione sufficiente? Un condensatore "X-rated" (o Y-rated) dovrebbe essere a posto.

Per quanto riguarda la meccanica di prototipazione dei circuiti di rete, di solito quello che faccio è di hackerare la roba di potenza insieme su una scheda perf o un PCB proto con tutti gli spazi di isolamento molto, molto puliti e chiari e visibili tra le connessioni ad alta tensione ecc. Se c'è roba di controllo complessa che alla fine non verrà isolata dalla linea, aggiungerò un adeguato isolamento galvanicoper lo sviluppo. La maggior parte delle persone raccomanderà l'uso di un trasformatore di isolamento, il che significa che devi fare due cose sbagliate piuttosto che una per essere fulminato nella maggior parte (ma non in tutti) i casi, e rendere meno probabili i danni alle apparecchiature di prova. Un circuito protetto da RCD (GFCI) dovrebbe essere un po 'più sicuro. Tutto viene abbottonato, fissato e montato su una base non conduttiva prima che venga applicata l'alimentazione.

Roba che viene connessa - se gli ingressi sono messi a terra (la maggior parte degli oscilloscopi, computer ecc.) Allora anche un momentaneo collegamento di rete accidentale può far saltare il diavolo di roba, quindi l'isolamento galvanico e mantenere tutto pulito e ordinato è vitale. Un filo tagliato o un filo che si stacca e fa scintille può essere un grosso problema, così come una sonda o un cacciavite che scivolano all'accensione. Ho visto ogni singolo chip in un computer soffiato da una cinghia smarrita che ha toccato il "caldo". Se non è collegato a terra, il dispositivo collegato stesso può diventare un pericolo di scosse, ustioni o incendi.

Un fusibile adeguatamente valutato è un'idea eccellente: a volte una lampada a incandescenza serie funziona ancora meglio (è effettivamente una resistenza PTC).

L'arco può causare danni agli occhi: se tutto non è adeguatamente chiuso per qualsiasi cosa possa accadere, almeno gli occhiali di sicurezza e forse uno schermo intero sono buoni. Roba davvero ad alta potenza richiede precauzioni contro l'arco flash. Anche le basse tensioni possono essere pericolose se, ad esempio, potenziali correnti di guasto spruzzano metallo fuso sul viso o riscaldano un anello sul dito fino al calore rosso in una frazione di secondo.

Un consiglio spesso indicato è di lavorare con (almeno, LOL) una mano in tasca, che evita la possibilità che la corrente scorra da una mano all'altra (attraverso il cuore), ma lascia comunque la possibilità di scosse e scottature lesioni.

Dovresti trattare il lavoro con la tensione di rete come qualsiasi altra attività potenzialmente pericolosa. Informati sulle precauzioni di sicurezza, consulta gli esperti locali in caso di dubbi, lavora lentamente e deliberatamente, non farlo quando sei stanco o altrimenti fuori dal gioco e se ti ritrovi a fare piccoli errori, fai una pausa prima ne fai una grande.


Il perfboard che ho ha una separazione di circa 0,5 mm (19 mil) tra i binari; il mio pensiero non era abbastanza per la tensione di rete, sbaglio o stai parlando di un prodotto diverso? Il condensatore ha un "Volt Rating: 275 / 250VAC". Non ho mai visto una tensione nominale su un LED, i LED "di rete" sono qualcosa che posso ottenere? (Hai ragione, la cupola a LED
sporgerà

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La scheda perf che uso a questo scopo non ha tracce o rame. È letteralmente solo perforato FR-4. È possibile ottenere LED alloggiati con alimentazione di rete. apem.com/files/apem/brochures/UK/…
Spehro Pefhany

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PS se stai usando un circuito condensatore a caduta, nota il mio commento sui pericoli indiretti e metti un resistore di spurgo sul condensatore o sull'ingresso. Non vuoi staccare la spina, lasciarti sorprendere da uno shock dai poli e precipitare 30 storie fuori dalla finestra o qualcosa del genere (ok, più probabilmente solo un formicolio).
Spehro Pefhany,

Se possibile, usa una miccia di ceramica e non di vetro: non tendono ad esplodere allo stesso modo! Oltre a tenere una mano in tasca, potrebbe essere utile anche uno spesso tappetino di gomma su cui appoggiarsi e dato che il tuo banco da lavoro in metallo sarà correttamente messo a terra, un secondo per il tuo progetto non andrà male - e cerca di assicurarti che il progetto PWB è fissato in modo sicuro - aiuterà a evitare che le sonde scivolino man mano che le cose si muovono, anche se vuoi davvero avere sonde fissate in posizione prima di alimentare la fornitura ... - finalmente qualcuno in giro che sa cosa stai facendo e come per spegnere tutto ...!
SlySven

Dove posso trovare alcuni di quei condensatori con classificazione X? (͡ ° ͜ʖ ͡ °)
flarn2006,
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