Это неотъемлемая проблема с цепями переключения режима питания. Вот полная обработка этого вопроса ...
Импульсные источники питания
Зарядное устройство для ноутбука оснащено импульсным источником питания, который является единственной технологией, которая в настоящее время способна обеспечить требуемую мощность, широкий диапазон входов переменного тока и требуемый небольшой размер / вес. Вместо громоздкого трансформатора, работающего на частоте 50/60 Гц, эти цепи выпрямляют источник переменного тока для получения постоянного напряжения от 150 до 380 В. Схема прерывания генерирует гораздо более высокую частоту переменного тока, которая может проходить через гораздо меньший трансформатор, и импульсное управление может использоваться для регулирования выходного напряжения, которое выпрямляется для обеспечения требуемого выхода постоянного тока.
Проблемы с ЭМС
Одной из основных проблем, с которой сталкиваются разработчики импульсных источников питания, является генерация высокочастотных помех, которые должны быть ограничены законом. Выпрямительная сеть переменного тока создает помехи, поскольку выпрямительные диоды переключаются с проводимости на блокировку в каждом полупериоде. А цепь прерывания, работающая при сотнях вольт, частотах выше 20 кГц и очень коротких временах переключения, чтобы уменьшить потери, вносит значительный вклад в помехи, которые могут передаваться обратно по проводу переменного тока, излучая по ходу и передавая на другие устройства, которые могут быть потревожено или терпит неудачу.
Чтобы решить эти проблемы, разработчики включают фильтры, использующие индукторы и конденсаторы, чтобы блокировать большую часть помех и удерживать их в самой цепи питания. Наиболее эффективными элементами являются конденсаторы: X-конденсаторы через источник переменного тока и Y-конденсаторы между выходом трансформатора и землей, или вход и земля трансформатора, в зависимости от источника наибольшей помехи. Поскольку выход из строя этих конденсаторов может привести к пожару или поражению электрическим током, они имеют строгие сертификаты безопасности. Другие фильтрующие элементы включают в себя индукторы с потерями, известные как дроссели, последовательно соединенные со входом переменного тока для блокировки высокочастотных токов от сетевого шнура.
Защитное заземление
Существует два основных подхода к защите пользователей продуктов с питанием от переменного тока от поражения электрическим током.
Устройства класса 1 имеют 3 подключения к источнику переменного тока: Live; Нейтральная; и земля. Цепь заземления подключена в здании к медному стержню, утопленному в земле, и остается на безопасном потенциале земли. В странах с нейтральным соединением (в отличие от L1 и L2), нейтральное соединяется с землей в точке подключения к электроснабжению здания. В устройстве провод заземления соединен со всеми открытыми металлическими поверхностями, к которым пользователь может прикоснуться, защищая пользователя от поражения электрическим током. В случае возникновения неисправности, например, когда проволочный провод падает из-за плохого обжимного соединения и касается внутренней части металлического корпуса, большой ток короткого замыкания протекает прямо на Землю, отключая предохранитель / прерыватель питания и предохраняя пользователя от ударов.
Устройства класса 2 имеют только 2 подключения к источнику переменного тока: L1; и L2. У них нет связи с Землей. Это облегчает подключение, кабели легче, а устройства легче (и дешевле) подключать внутри. Но для защиты пользователей от ударов в случае неисправности требуется наличие двух слоев изоляции между цепями под напряжением и всем, с чем пользователь может вступить в контакт. (Двойная или усиленная изоляция может содержать два отдельных слоя изоляции, каждый из которых рассчитан на напряжение питания наихудшего случая, или один слой в два раза толще). Принцип здесь заключается в том, что даже если один слой выйдет из строя, пользователь все равно будет защищен вторым слоем изоляции, или в случае двойной толщины он вряд ли выйдет из строя.
Стационарные бытовые приборы из металла почти всегда класса 1, защищены заземлением. Портативные устройства часто относятся к классу 2, но могут относиться к классу 2 с функциональным заземлением.
Утечка Земли
Каждое заземленное устройство имеет некоторый переменный ток, проходящий по заземляющему проводу. Крошечные емкости между проводами или между проводами под напряжением и заземленным корпусом позволяют этим переменным токам течь. Токи от этих паразитных емкостей обычно крошечные, но они могут быть более значительными, если есть трансформаторы с заземленными экранами обмоток, что снижает выбросы ЭМС, но увеличивает емкость утечки и ток утечки на землю.
Для заземленного устройства этот ток утечки не имеет значения для пользователя, за исключением двух сценариев: 1) когда ток утечки достаточно велик, чтобы активировать устройство защитного отключения (УЗО) и отключить домашнее питание; и 2) если по какой-либо причине соединение с Землей отключается. Во втором случае ток утечки не может течь на землю через заземляющий провод, но подстерегает пользователя, чтобы он прикоснулся к металлическому корпусу и проложил путь, вызвав (обычно) небольшой удар током.
После введения законодательства об электромагнитной совместимости перед разработчиками встала трудная задача: сбалансировать требование по снижению выбросов электромагнитной совместимости (часто с использованием Y-конденсаторов, которые увеличивают токи утечки на землю) и поддерживать низкие уровни тока утечки, которые являются безопасными и законными.
Утечка на землю в устройствах класса 2
Не имея заземляющего провода для подключения Y-конденсатора, разработчикам устройств класса 2 часто не остается другого выбора, кроме как подключить конденсатор к одному плечу выпрямленного источника переменного тока. В то время как выпрямленный источник питания имеет постоянное напряжение, относительно Земли он имеет полуволновое выпрямленное напряжение переменного тока. Это заставляет переменный ток течь через Y-конденсатор, обеспечивая путь утечки тока непосредственно от сети переменного тока к выходу схемы.
Это является причиной шока, который вы испытываете от выхода 2-проводного подключенного импульсного источника питания, особенно если вы также касаетесь заземленного соединения. Я часто испытываю шок, когда я подключаю видеокабель от моей (Class 2) приставки к телевизору (Class 1). Этого достаточно, чтобы заставить меня прыгнуть, но недостаточно, чтобы вызвать проблему.
Безопасные пределы
В большинстве стран допустимый предел тока утечки на землю составляет 3,5 мА, что достаточно для ощущения здорового человека, но недостаточно для причинения каких-либо травм. Для медицинских устройств, которые могут контактировать с очень уязвимыми людьми, ограничение составляет 100 мкА.
Разные устройства, разные решения
Я подозреваю, что ваше зарядное устройство Sony оснащено 2-контактным сетевым шнуром с цифрой 8 (разъем класса 2 IEC320), который делает ваше зарядное устройство и любой подключенный ноутбук устройством класса 2. Зарядное устройство Dell имеет 3-контактный разъем Cloverleaf и заземление, которое уносит ток утечки. Вероятно, поэтому у меня никогда не было шока от чего-либо, связанного с моим Dell.
Заключение
Устройство класса 2 с высоким (но допустимым) током утечки на землю может дать вам достаточно покалывания, чтобы ваши глаза расширились, но недостаточно, чтобы причинить вам вред, если вы не серьезно больны и нуждаетесь в интенсивном уходе.
Если вы по-прежнему беспокоитесь об этом, попросите электрика проверить ток утечки на землю и убедиться, что он безопасно ниже 3,5 мА.
