Для разных типов трансформаторов нужны различные схемы заземления. Иногда трансформатор имеет внутренний экран между обмотками, что даёт подсказку о том, как его нужно заземлять.
Экран предназначается для разрыва ёмкостной связи между обмотками и между обмотками и железом.
Иногда экран подключается к железу трансформатора, в некоторых случаях, железо и экран имеют отдельные провода для заземления. Общий принцип подключения: заставить переменный ток утечки, являющийся помехой, замкнуться на ту цепь, из которой он появился, при этом обеспечив наикратчайший путь. Например, переменный ток утечки из первичной обмотки, возникающий из электрической розетки, должен вернуться на глобальную землю, поэтому трансформаторное железо должно быть подключено к защитному заземлению.
Металлические части сердечника трансформатора питания в устройствах, имеющих заземление Class 1 (с шасси, подключенным к защитному заземлению) должны быть соединены с защитным заземлением — достаточно убедиться в хорошем контакте сердечника трансформатора и шасси.
Для устройств с заземлением Class 2 нет смысла заземлять трансформатор питания, поскольку отсутствует соединение с защитным заземлением и, соответственно, путь для переменного тока. Второй причиной является то, что по сути устройства Class 2, изоляция заземления не предусматривает какого-либо соединения чего-либо, включая трансформатор, с внешним заземлением.
В устройствах Class 2, таким образом, трансформатор ставится «как получится».
Применение выходных трансформаторов усилителей мощности не так однозначно, поскольку эффективность их заземления зависит от схемотехники. Необходимость заземления определяется практически. Ток утечки в случае выходных трансформаторов усилителей мощности начинается в блоке питания выходного каскада, поэтому, если требуется заземлить выходной трансформатор, то он должен быть изолирован от шасси, а провод, соединённый с сердечником, должен быть подключен к земле питания конкретного выходного каскада.
Говоря о выходных трансформаторах отметим также, что отрицательный вывод вторичной обмотки должен быть подключен к той же самой земле питания выходного каскада.
Выходные обмотки выходных линейных (межкаскадных) трансформаторов и входные обмотки входных линейных (межкаскадных) трансформаторов не требуют обязательного заземления. Возвращаясь к главе, рассматривающей трансформаторное соединение устройств, вспомним, что заземление одного из выводов превращает вход/выход в небалансный. Там же рассматриваются варианты, когда это нужно делать.
У некоторых линейных трансформаторов имеется центральный отвод, который может заземляться для образования балансного соединения. Я рекомендую заземлять только центральный отвод источника, поскольку заземление на двух сторонах может создать земляную петлю. Несмотря на то, что первичная обмотка подключенного к источнику устройства по сути является частью выходного каскада источника, я бы не рекомендовал заземлять её центральную точку на землю питания выходного каскада источника, так как это может привести к возникновению Проблемы Первого контакта (при условии, если центральный отвод источника также заземлён). Вместо этого я рекомендую использовать центральную точку заземления-звезды.
Глава 4.8. Изоляция заземления.
В некоторых кругах распространено мнение, что центральная точка заземления должна быть изолирована от шасси и защитного заземления, и только такое соединение помогает избавиться от гула. Однако, если все устройства в системе имеют правильную систему заземления, абсолютно нет никакого резона изолировать земли. Несмотря на то, что изоляция земель может помочь разорвать земляные петли, ничего не даётся просто так:
- во-первых, так как сигнальная земля в этом случае оказывается оторванной от шасси, шасси не будет являться экраном для электроники;
- во-вторых, поскольку соединения земли питания и защитного заземления нет, с другой стороны — земля питания и сигнальная земля соединены, любой переменный ток утечки из блока питания может протекать через сигнальную землю в другое (подключенное) устройство.
Если, по каким-либо причинам, необходимо изолировать земли, никогда не отключайте защитное заземление или не отказывайтесь от него в любом устройстве, которое вы создаёте!
Во-первых, это небезопасно!
Во-вторых, обязательно есть настолько же эффективные способы изоляции земель без нарушения электробезопасности использования устройства!
На Рисунке 4.8.1 показаны два таких метода.
Первый метод — обеспечить выключатель отключения заземления между двумя землями, требующими изоляции.
Изоляция в этом случае полная, но она возвращает нас к Рисунку 1.3, на котором показано, что в этом случае неисправность не приводит к срабатыванию предохранителя.
Есть решение лучше — изолятор защитного заземления, который позволяет току, вызванному неисправностью, протекать через шасси и обеспечивает изоляцию земель при нормальных условиях эксплуатации.
В своей статье Род Эллиот (Rod Elliott) отмечает, что в некоторых странах использование изолятора защитного заземления запрещено, поэтому вы должны уточнить, можете ли вы его применять в своих конструкциях.
Наилучшим решением для изоляции земель является гальваническая изоляция проблемного соединения устройств. Устройство с правильно построенным заземлением не имеет внутренних земляных петель, поэтому нет никакого смысла изолировать заземления внутри одного компонента.
Продолжение следует...