PC 电源螺丝是否确实“连接”到电源的接地插脚?

PC 电源螺丝是否确实“连接”到电源的接地插脚?

我正在观看一个 YouTube 视频(我在评论中提供了链接),其中用户声称有时当我们在家中没有接地或在插座中使用两针插头时,电脑机柜会给您轻微的触电。

他说这并不致命(就像金属笔记本电脑在充电时受到的小型直流电击一样),但这是因为接地不起作用。

然后他解释了原因:

他说电源的螺丝是内部连接到电源本身的接地插脚的。他还用一些测试设备进行了演示,如下图所示。

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他还说主板螺丝也是如此。


现在我想知道这些是否是一些特定的老一代 PSU/主板,或者它也发生在所有现代 PSU/主板中?

如果是的话(他给出的逻辑是正确的),我想知道为什么制造商会这样做,因为印度很多家庭实际上没有接地。包括我家。

事实上,农村或小城镇的大多数家庭都没有接地。使用 3 针插头或 2 针插头都没关系。所有插头的工作原理都一样。

所以我想知道这是否真的是真的,我认为这意味着当它插入电源并且你触摸电脑机柜时,它会给你一个强烈的交流电击。这将是致命的。因为螺丝总是连接到金属电脑机柜上。即使 PSU 没有故障并且所有连接都正确完成。

我有点怀疑他说的话,尤其是他说这可能是轻微的休克,而不是致命的(他用印地语说的)。我可能没有正确理解。

如果我错了或者误解了,请纠正我。

考虑到所有这些,所有现代 PSU 螺钉是否都与 PSU 接地插脚具有这种有意的接地连接?

答案1

是的,它是真实的。

主电源入口连接器的接地引脚与电源内部的 ATX 电源金属外壳相连。

当电源使用螺丝正确安装到位时,这也会将整个 PC 金属外壳连接到地面。

另外,ATX 电源输出电压以地为参考,因为黑线 0V 电位也连接到电源中的金属外壳。

当带有接地电源插头的设备未连接到接地电源插座时,就会发生触电问题。

带有接地插脚的设备通常有一个电源输入滤波器来抑制电磁干扰。滤波器的一部分由两个电容器组成,一个电容器从火线到地线,另一个电容器从零线到地线。输入滤波器需要接地才能按预期运行。

当 ATX 电源的接地线未连接时,就会出现问题。电容器形成电容分压器,这意味着对于 230 伏交流电源输入,PC 的金属外壳会电容性地浮动在 115 伏交流电上。

虽然这听起来很危险,但实际上并非如此,因为电容器的电容非常小,我们假设它们是 2.2 纳法拉。在 50 Hz 或 60 Hz 交流电源频率下,2.2 nF 的阻抗相当高,约为 1.2 兆欧。

因此触摸 PC 金属外壳或连接到 PC 的任何东西,例如鼠标、键盘、显示器等,都会感觉到电,但漏电流将被限制在安全值以下。

当多个设备(例如 PC 和显示器)连接在一起时,就会出现问题,因为如果显示器也具有类似的滤波器,则可能会使漏电流加倍,并且连接到 PC 的所有其他具有类似主滤波器的设备也会加起来,因此电击可能相当强烈,但不会致命。

如果您将设备连接在一起,并且它们的电压处于不同的电位,那么这也是一个问题。如果您有一个接地的设备,连接它将放电滤波电容并均衡电位,因此最好让设备有一个先连接接地的连接器,这样电位就不会通过任何数据引脚均衡。

所以是的,任何需要连接到接地插座但未连接到接地插座的设备都会让您触电。即使设备正常工作。它仍然错误地连接到非接地插座。

一些旧装置没有接地插座,这在使用需要接地插座的新设备时会出现问题。

许多设备在其手册中都写着必须连接到接地插座,所以基本上,如果您受到电击,则说明您以手册禁止的方式使用该设备,所以如果您没有接地插座,就必须处理这个问题。

有些笔记本电脑电源带有不接地插头,因此不需要接地。但由于这类电源必须在无接地的情况下工作,因此可能存在两个问题。其输出不是接地而是浮动,因此可能会以电源开关频率浮动,并且浮动电压可能很大,因此也可能导致触摸时有电感并发出电磁干扰。这通常是通过在市电输入和低压输出之间放置滤波电容来防止的,但是当它消除高频浮动电压时,会导致输出与市电电压浮动产生电容耦合,因此输出上可能存在市电频率交流电压,就像 ATX 电源不接地时一样。

答案2

这将是电气工程领域的一篇很好的交叉文章!

事情远比我们看到的要复杂得多。

先回答: 它是一个合理假设在世界上大多数地区和大多数应用中,但这不是 ATX 或 PC 系统的严格要求。理论上可以制作一个独立的主板和 ATX PSU 系统。但我怀疑很难让它符合国家管理机构为了电磁干扰(例如 FCC、EN、CE)并经过测试国家认可的测试实验室为了安全(例如 UL、CE)同时又具有竞争力和普遍兼容性。 . 工业领域中常见的隔离系统不作为通用 PC 部件销售,而是作为定制系统或针对专门应用销售。 .

主张 #1

有争议的索赔 #1没有 ATX 等或系统级规范规定底盘/接地和公共端必须连接

Intel ATX 12V 电源设计指南

“ATX 规格”存档于 structables

在后一份文件中,“地面”一词很少被提及,没有明确的指导方针。文件中没有提到“地球”。

例如,在第 3.3.5 节在讨论后面板 I/O 间隙和机箱油漆遮蔽时,接地问题被顺便提及。EMI 合规性. 有有用的后面板图表。

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前者是英特尔 ATX 电源设计指南。

第 8.4 节提到“接地故障”是“推荐的”灾难性故障保护”,如果电源发生故障,则不应该发生这种情况。

英特尔还描述了安全合规条件,其中提到了“地球”

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这些不是权威文件,但缺乏对接地的具体提及,这让我得出主张#2

主张 #2

争议主张 #2:将底盘接地并屏蔽所有部件是满足电磁干扰要求的最快捷方式(电磁干扰

你可能不太清楚,但 PC 世界作为一个行业,其具体内容如下:如果你按照制造商说明构建系统你使用认证部件你的最终系统将遵守规定在您所在的地区。

这就是为什么每个 ATX 主板都必须配备后置 I/O 面板的原因。

这个规范很容易描述,但很难定义。

EMI 测试的一个方面涉及辐射发射,您将天线指向屏蔽室中的系统。

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来源:science direct

另一个关键要求是静电放电,其中高压尖峰(1-4KV)施加到设备/系统的各个引脚和金属部件,并且预计不会自行响应或恢复。

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来源:https://www.nutwooduk.co.uk/archive/keitharmstrong/emc_testing3.html

总体而言,EMI 测试在世界各地都大同小异。PC 和 PC 组件等全球性产品已确定一个共同标准,即保持所有部件兼容并让监管机构满意,这并不奇怪。PC 是一种(就射频而言)噪音很大的结构,遵循这种模式可使周围环境保持安静。

最后一个方面是如何与安全相协调

主张#3

有争议的主张 #3:如果必须有底盘粘合以促进排放,并且还必须提供静电放电到地面的路径,那么非隔离电源一级是最明显的标准。

I 类电源需要 PE 连接,该连接已经(根据声明#2)需要符合静电要求,并且必须连接到地面以符合屏蔽要求,因此您会在电源和系统上看到这个小符号。

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来源:https://www.idealpower.co.uk/what-are-the-differences-between-iec-power-supply-protection-classes/

基本区别在于,I 类电源在电源电路和底盘之间只有一层隔离,因此需要保护接地路径以确保安全,并且所有金属表面都必须连接到保护接地。随后,由于它还必须连接到 EMI 屏蔽,而屏蔽又接地,因此保护接地和地之间的连接再次得到加强,然后这在测试中通过国家认可的测试实验室它将(根据每个地区/国家)指定相关标签的要求(例如北美的 UL、欧洲的 CE、中国的 CCC)

在此处输入图片描述在此处输入图片描述

XPPower 的 I 类和 II 类的比较https://www.xppower.com/resources/blog/iec-protection-classes-for-power-supplies

有趣的是,英特尔设计指南确实在第 3.3.2 节关于电源开启引脚的内容中提到了电源功能,但并没有提到对任何其他引脚的隔离要求。

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搜索“Class II ATX supplies”(使用罗马数字,而不是 Class 2)会显示标准位置中的选项少得多。

由此可以得出结论

结论

有争议的结论EMI 的普遍合规性要求使用金属底盘进行屏蔽,而安全法规则强调底盘必须接地。这些因素共同导致了一个普遍假设,即在大多数合规情况下,保护接地、底盘/金属外壳和系统“接地”或“公共”必须是等电位的。

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