"China Southern Airlinesi 23-aastane stjuardess sai laadimise ajal oma iPhone5-ga rääkides elektrilöögi," on uudised võrgus laialdast tähelepanu äratanud.Kas laadijad võivad elusid ohustada?Eksperdid analüüsivad trafo leket mobiiltelefoni laadija sees, 220 VAC vahelduvvoolu leket alalisvoolu otsa ja andmeliini kaudu mobiiltelefoni metallkestani ning viivad lõpuks elektrilöögi, pöördumatu tragöödiani.
Miks on mobiiltelefoni laadija väljundis 220 V vahelduvvool?Millele peaksime isoleeritud toiteallika valikul tähelepanu pöörama?Kuidas teha vahet isoleeritud ja isoleerimata toiteallikatel?Tööstuses levinud seisukoht on:
1. Isoleeritud toiteallikas: Toiteallika sisendahela ja väljundahela vahel puudub otsene elektriühendus ning sisend ja väljund on isoleeritud suure takistusega olekus ilma vooluahelata, nagu on näidatud joonisel 1:
2, isoleerimata toiteallikas:sisendi ja väljundi vahel on alalisvooluahel, näiteks sisend ja väljund on ühised.Näidetena on võetud isoleeritud tagasilöögiahel ja isoleerimata BUCK-ahel, nagu on näidatud joonisel 2. Joonis 1 Trafoga isoleeritud toiteallikas
1.Isoleeritud toiteallika ja isoleerimata toiteallika eelised ja puudused
Ülaltoodud kontseptsioonide kohaselt sisaldab isoleerimata toiteplokk ühise toiteallika topoloogia puhul peamiselt Buck, Boost, buck-boost jne. Eraldustoiteallikal on peamiselt erinevad tagasilöögi-, edasi-, poolsilla-, LLC- ja toiteallikad. muud topoloogiad isolatsioonitrafodega.
Kombineerides tavaliselt kasutatavate isoleeritud ja isoleerimata toiteallikatega, saame intuitiivselt teada mõned nende eelised ja puudused, nende kahe eelised ja puudused on peaaegu vastandlikud.
Eraldatud või isoleerimata toiteallikate kasutamiseks peate mõistma, kuidas tegelik projekt toiteallikaid vajab, kuid enne seda saate aru saada isoleeritud ja isoleerimata toiteallikate peamistest erinevustest:
① Isolatsioonimoodulil on kõrge töökindlus, kuid kõrge hind ja madal efektiivsus.
②Isoleerimata mooduli struktuur on väga lihtne, odav, kõrge efektiivsusega ja kehv ohutus.
Seetõttu on järgmistel juhtudel soovitatav kasutada isoleeritud toiteallikat:
① Võimalike elektrilöögi juhtude korral, näiteks elektrivõrgust madala pingega alalisvoolule, tuleb kasutada isoleeritud vahelduv-alalisvoolu toiteallikat;
② Jadasidesiin edastab andmeid füüsiliste võrkude, nagu RS-232, RS-485 ja kontrolleri kohtvõrgu (CAN) kaudu.Kõik need omavahel ühendatud süsteemid on varustatud oma toiteallikaga ja süsteemide vaheline kaugus on sageli kaugel.Seetõttu peame tavaliselt isoleerima toiteallika elektriisolatsiooni jaoks, et tagada süsteemi füüsiline turvalisus.Maandussilmuse isoleerimise ja katkestamisega kaitstakse süsteem mööduva kõrgepingelöögi eest ja signaali moonutused vähenevad.
③ Süsteemi usaldusväärse töö tagamiseks on väliste I/O-portide puhul soovitatav isoleerida I/O-portide toiteallikas.
Kokkuvõtlik tabel on näidatud tabelis 1 ning nende kahe eelised ja puudused on peaaegu vastandlikud.
Tabel 1 Isoleeritud ja isoleerimata toiteallikate eelised ja puudused
2，Isoleeritud ja isoleerimata võimsuse valik
Mõistes isoleeritud ja isoleerimata toiteallikate eeliseid ja puudusi, on igal neist oma eelised ning oleme suutnud teha täpseid hinnanguid mõnede levinumate manustatud toiteallikate valikute kohta.
① Süsteemi toiteallikat kasutatakse üldiselt häiretevastase jõudluse parandamiseks ja töökindluse tagamiseks.
② IC või vooluahela osa toide trükkplaadil, alates kulutõhususest ja mahust, eelistatult isoleerimata skeemide kasutamine.
③ Turvalisuse tagamiseks tuleb kasutada toiteallikat, kui teil on vaja ühendada linna elektri vahelduv-alalisvool või meditsiiniliseks kasutamiseks mõeldud toiteallikas, et tagada inimese turvalisus.Mõnel juhul peate isolatsiooni tugevdamiseks kasutama toiteallikat.
④ Tööstusliku kaugside toiteallikaks, et tõhusalt vähendada geograafiliste erinevuste ja juhtmeühenduste häirete mõju, kasutatakse seda tavaliselt eraldi toiteallikana, et toita iga sidesõlme eraldi.
⑤ Akutoiteallika kasutamiseks kasutatakse isoleerimata toiteallikat, et tagada aku range kasutusiga.
Mõistes isolatsiooni ja mitteisolatsioonivõime eeliseid ja puudusi, on neil oma eelised.Mõne tavaliselt kasutatava sisseehitatud toiteallika konstruktsiooni puhul võime selle valitud juhtumid kokku võtta.
1.Isolatsiooni toiteallikas
Häirevastase jõudluse parandamiseks ja töökindluse tagamiseks kasutatakse seda tavaliselt isolatsiooniks.
Turvalisuse nõuete täitmiseks, kui teil on vaja ühendada kommunaalelektri vahelduvvoolu või meditsiiniliseks kasutamiseks mõeldud toiteallikaga ja valgete seadmetega, tuleb inimese turvalisuse tagamiseks kasutada toiteallikat, nagu MPS MP020, algse tagasiside AC-DC jaoks, sobib 1 ~ 10 W rakenduste jaoks;
Tööstusliku kaugside toiteallikaks, et tõhusalt vähendada geograafiliste erinevuste ja juhtmeühenduste häirete mõju, kasutatakse seda tavaliselt eraldi toiteallikana, et toita iga sidesõlme eraldi.
2. Isolatsioonita toiteallikas
IC või mõni trükkplaadi vooluring saab toite hinnasuhte ja mahu järgi ning eelistatud on isolatsioonivaba lahendus;nagu MPS MP150/157/MP174 seeria isoleerimata AC-DC, sobib 1 ~ 5W;
Kui tööpinge on alla 36 V, kasutatakse toiteallikaks akut ja vastupidavusele on kehtestatud ranged nõuded ning eelistatakse isolatsioonita toiteallikat, näiteks MPS-i MP2451/MPQ2451.
Isolatsioonitoite ja isolatsioonita toiteallika eelised ja puudused
Mõistes isolatsiooni ja isolatsioonita toiteallika eeliseid ja puudusi, on neil oma eelised.Mõne tavaliselt kasutatava sisseehitatud toiteallika valiku puhul saame järgida järgmisi otsustustingimusi.
Ohutusnõuete täitmiseks, kui teil on inimese ohutuse tagamiseks vaja ühendada linna AC-DC või meditsiinilise toiteallikaga, peate kasutama toiteallikat ja mõnel juhul tuleb kasutada suurendada isolatsiooni toiteallikat.
Üldiselt ei ole mooduli toiteeralduspingele esitatavad nõuded väga kõrged, kuid kõrgem isolatsioonipinge võib tagada, et mooduli toiteallikal on väiksem lekkevool, suurem turvalisus ja töökindlus ning paremad EMC omadused.Seetõttu on üldine isolatsioonipinge üle 1500 VDC.
3, ettevaatusabinõud isolatsioonitoitemooduli valimisel
Toiteallika isolatsioonitakistust nimetatakse riiklikus standardis GB-4943 ka anti-elektritugevuseks.See GB-4943 standard on teabeseadmete turvastandardid, mida me sageli ütleme, et vältida inimeste füüsilist ja elektrilist riiklikku standardit, sealhulgas vältimist. Inimesi kahjustavad elektrilöögi kahjustused, füüsilised kahjustused, plahvatus.Nagu allpool näidatud, on isolatsioonitoiteallika struktuuriskeem.
Isolatsioonivõimsuse struktuuri diagramm
Mooduli võimsuse olulise näitajana on standardis sätestatud ka isolatsiooni ja survekindluse katsemeetodi standard.Üldiselt kasutatakse lihtsa testimise ajal tavaliselt võrdse potentsiaaliga ühenduse testi.Ühenduse skemaatiline diagramm on järgmine:
Isolatsioonitakistuse oluline diagramm
Testimismeetodid:
Seadke pingetakistuse pinge määratud pingetakistuse väärtusele, vool seatakse määratud lekkeväärtuseks ja aeg seatakse määratud katseaja väärtusele;
Töörõhumõõturid alustavad testimist ja alustavad pressimist.Ettenähtud katseaja jooksul peaks moodul olema musterdamata ja lendkaarevaba.
Pange tähele, et keevitusvõimsuse moodul tuleks valida katsetamise ajal, et vältida korduvat keevitamist ja toitemooduli kahjustamist.
Lisaks pöörake tähelepanu:
1. Pöörake tähelepanu sellele, kas see on AC-DC või DC-DC.
2. Isolatsiooni toitemooduli isolatsioon.Näiteks kas 1000V DC vastab isolatsiooninõuetele.
3. Kas isolatsioonitoitemoodulil on põhjalik töökindluse test.Toitemoodul tuleks läbi viia jõudlustestimise, tolerantsi testimise, siirdetingimuste, töökindluse testimise, EMC elektromagnetilise ühilduvuse testimise, kõrge ja madala temperatuuri testimise, äärmusliku testimise, eluea testimise, turvatesti jne abil.
4. Kas isoleeritud toitemooduli tootmisliin on standardiseeritud.Toitemooduli tootmisliin peab läbima mitmed rahvusvahelised sertifikaadid, nagu ISO9001, ISO14001, OHSAS18001 jne, nagu on näidatud alloleval joonisel 3.
Joonis 3 ISO sertifikaat
5. Kas isolatsioonitoitemoodulit kasutatakse karmides keskkondades, nagu tööstus ja autod.Toitemoodulit ei rakendata mitte ainult karmi tööstuskeskkonna jaoks, vaid ka uute energiasõidukite BMS-i juhtimissüsteemis.
4,Tta tajub isolatsioonijõudu ja mitteisolatsioonijõudu
Esiteks selgitatakse arusaamatust: Paljud inimesed arvavad, et isolatsioonita võimsus ei ole nii hea kui isolatsioonivõimsus, kuna isoleeritud toiteallikas on kallis, seega peab see olema kallis.
Miks on praegu kõigi muljetes parem kasutada isolatsioonijõudu kui mitteisolatsiooni?Tegelikult on see mõte jääda mõne aasta taguse idee juurde.Kuna eelmistel aastatel isoleerimata stabiilsusel ei olnud tõepoolest isolatsiooni ja stabiilsust, kuid teadus- ja arendustegevuse tehnoloogia uuendamisega on isoleerimatus nüüdseks väga küpseks muutunud ja muutumas stabiilsemaks.Rääkides turvalisusest, siis tegelikult on isoleerimata toide ka väga ohutu.Kuni struktuuri veidi muudetakse, on see inimkehale ohutu.Samal põhjusel võib isoleerimata võimsus läbida ka paljud turvastandardid, näiteks: Ultuvsaace.
Tegelikult on isolatsioonita toiteallika kahjustuse algpõhjus põhjustatud vahelduvvoolu liini mõlemas otsas tõusvast pingest.Võib ka öelda, et välgulaine on laine.See pinge on hetkeline kõrgepinge vahelduvvoolu liini mõlemas otsas, mõnikord kuni kolm tuhat volti.Aga aega on väga vähe ja energiat ülimalt tugev.See juhtub siis, kui on äike või samal AC liinil, kui suur koormus on lahti ühendatud, sest tekib ka vooluinerts.Isolatsiooniahel BUCK edastab koheselt väljundisse, kahjustab konstantse voolu tuvastamise rõngast või kahjustab kiipi veelgi, põhjustades 300 V pinge läbimist ja kogu lambi põlemist.Eraldatud antiagressiivse toiteallika korral saab MOS kahjustatud.Nähtus on selles, et salvestusruum, kiip ja MOS-torud on läbi põlenud.Nüüd on LED-ajamiga toiteallikas kasutamise ajal halb ja enam kui 80% on need kaks sarnast nähtust.Veelgi enam, väike lülitustoiteallikas, isegi kui see on toiteadapter, on sageli selle nähtuse tõttu kahjustatud, mis on põhjustatud lainepingest ja LED-toiteallikas on see veelgi tavalisem.Seda seetõttu, et LED-i koormusomadused kardavad eriti laineid.Pinge.
Üldise teooria kohaselt, mida vähem komponente elektroonilises vooluringis on, seda suurem on töökindlus ja mida madalam on komponendi trükkplaadi töökindlus.Tegelikult on isolatsioonita ahelad väiksemad kui isolatsiooniahelad.Miks on isolatsiooniahela töökindlus kõrge?Tegelikult pole see töökindlus, vaid isolatsioonita ahel on liiga tundlik liigpinge, halva inhibeerimisvõime ja isolatsiooniahela suhtes, kuna energia siseneb kõigepealt trafosse ja seejärel transpordib selle trafost LED-koormusele.Buck-ahel on osa otse LED-koormuse sisendtoiteallikast.Seetõttu on esimesel suure tõenäosusega summutamise ja sumbumise hüppeline kahju, seega on see väike.Tegelikult on isoleerimata jätmise probleem peamiselt tingitud liigpinge probleemist.Praegu on see probleem selles, et tõenäosusest on näha ainult LED-lampe.Seetõttu pole paljud inimesed head ennetusmeetodit välja pakkunud.Paljud inimesed ei tea, mis on lainepinge.LED-lambid on katki ja põhjust ei leita.Lõpuks on ainult üks lause.Mis see toiteallikas on ebastabiilne ja see lahendatakse.Kus on konkreetne ebastabiilne, ta ei tea.
Isolatsioonita toiteallikas on tõhusus ja teiseks on see, et hind on soodsam.
Isolatsioonita võimsus sobib puhkudeks: Esiteks on see sisevalgustid.Selline siseruumide elektrikeskkond on parem ja lainete mõju väike.Teiseks, kasutamise põhjuseks on väike pinge ja väike vool.Madalpingevoolude puhul ei ole isoleerimine mõttekas, kuna madalpinge ja suurte voolude efektiivsus ei ole suurem kui isolatsioon ja maksumus on väiksem.Kolmandaks kasutatakse isolatsioonita toiteallikat suhteliselt stabiilses keskkonnas.Muidugi, kui on olemas viis liigpinge summutamise probleemi lahendamiseks, laieneb isolatsioonita võimsuse rakendusala oluliselt!
Lainete probleemi tõttu ei tasu kahjumäära alahinnata.Üldiselt selline parandatud tagastamine, kahjustav kindlustus, kiip ja MOS esimene peaks mõtlema lainete probleemile.Kahjustuste vähendamiseks on vaja projekteerimisel arvesse võtta liigpingete tegureid või kasutamisest loobuda ja püüda vältida liigpingeid.(Näiteks sisevalgustid, lülitage see ajutiselt välja, kui võitlete)
Kokkuvõtlikult võib öelda, et isolatsiooni ja mitteisolatsiooni kasutamine on sageli tingitud lainete tõusu probleemist ning lainete ja elektrikeskkonna probleem on omavahel tihedalt seotud.Seetõttu ei saa eraldusvõimsuse ja isolatsioonita toiteallika kasutamist mitu korda ükshaaval katkestada.Kulud on väga soodsad, seega tuleb LED-ajamiga toiteallikaks valida isoleerimatus või isolatsioon.
5. Kokkuvõte
Selles artiklis tutvustatakse isolatsiooni ja isolatsioonita võimsuse erinevusi, samuti nende vastavaid eeliseid ja puudusi, kohanemisvõimalusi ja isolatsioonivõimsuse valikut.Loodan, et insenerid saavad seda tootekujunduses viitena kasutada.Ja pärast toote ebaõnnestumist määrake probleem kiiresti.
Postitusaeg: juuli-08-2023