"23-vuotias China Southern Airlinesin lentoemäntä sai sähköiskun puhuessaan iPhone5:llään sen latautuessa", uutinen on herättänyt laajaa huomiota verkossa. Voivatko laturit vaarantaa ihmishenkiä? Asiantuntijat analysoivat muuntajan vuodon matkapuhelimen laturin sisällä, 220 VAC vaihtovirran vuotoa tasavirtapäähän ja datalinjan kautta matkapuhelimen metallikuoreen ja johtavat lopulta sähköiskuun, peruuttamattoman tragedian sattumiseen.
Joten miksi matkapuhelimen laturin ulostulossa on 220 V AC? Mihin tulisi kiinnittää huomiota eristetyn virtalähteen valinnassa? Kuinka tehdä ero eristettyjen ja eristämättömien virtalähteiden välillä? Alan yleinen näkemys on:
1. Eristetty virtalähde: Virtalähteen tulosilmukan ja lähtösilmukan välillä ei ole suoraa sähköistä yhteyttä, ja tulo ja lähtö ovat eristetyssä suurresistanssitilassa ilman virtasilmukkaa, kuten kuvassa 1:
2, eristämätön virtalähde:tulon ja lähdön välillä on tasavirtasilmukka, esimerkiksi tulo ja lähtö ovat yhteisiä. Eristetty flyback-piiri ja eristämätön BUCK-piiri on otettu esimerkkeinä, kuten kuvassa 2. Kuva 1 Eristetty virtalähde muuntajalla
1. Eristetyn virtalähteen ja eristämättömän virtalähteen edut ja haitat
Yllä olevien käsitteiden mukaan yleisen virtalähteen topologian osalta eristämätön virtalähde sisältää pääasiassa Buckin, Boostin, buck-boostin jne. Eristetty virtalähde sisältää pääasiassa erilaisia flyback-, forward-, half-bridge, LLC- ja muut topologiat eristysmuuntajilla.
Yhdessä yleisesti käytettyjen eristettyjen ja eristämättömien virtalähteiden kanssa voimme intuitiivisesti saada joitain niiden eduista ja haitoista, niiden edut ja haitat ovat melkein vastakkaiset.
Jotta voit käyttää eristettyjä tai eristämättömiä virtalähteitä, sinun on ymmärrettävä, kuinka varsinainen projekti tarvitsee virtalähteitä, mutta ennen sitä voit ymmärtää tärkeimmät erot eristettyjen ja eristämättömien virtalähteiden välillä:
① Eristysmoduulilla on korkea luotettavuus, mutta korkea hinta ja alhainen hyötysuhde.
②Eristämättömän moduulin rakenne on hyvin yksinkertainen, edullinen, korkea hyötysuhde ja huono turvallisuussuorituskyky.
Siksi seuraavissa tilanteissa on suositeltavaa käyttää eristettyä virtalähdettä:
① Mahdollisissa sähköiskutilanteissa, kuten sähkön siirrossa verkosta pienjännitetasavirtaan, on käytettävä eristettyä AC-DC-virtalähdettä;
② Sarjaliikenneväylä lähettää tietoja fyysisten verkkojen, kuten RS-232, RS-485 ja ohjaimen lähiverkon (CAN) kautta. Jokainen näistä yhteenliitetyistä järjestelmistä on varustettu omalla virtalähteellä, ja järjestelmien välinen etäisyys on usein kaukana. Siksi meidän on yleensä eristettävä virtalähde sähköeristystä varten varmistaaksemme järjestelmän fyysisen turvallisuuden. Eristämällä ja katkaisemalla maadoitussilmukan järjestelmä suojataan ohimeneviltä suurjänniteiskuilta ja signaalin vääristymä vähenee.
③ Ulkoisten I/O-porttien kohdalla on suositeltavaa eristää I/O-porttien virransyöttö järjestelmän luotettavan toiminnan varmistamiseksi.
Yhteenvetotaulukko on esitetty taulukossa 1, ja näiden kahden edut ja haitat ovat melkein vastakkaiset.
Taulukko 1 Eristettyjen ja eristämättömien virtalähteiden edut ja haitat
2， Eristetyn tehon ja eristämättömän tehon valinta
Ymmärtämällä eristettyjen ja eristämättömien virtalähteiden edut ja haitat, jokaisella on omat etunsa, ja olemme pystyneet tekemään tarkkoja arvioita joistakin yleisistä sulautetuista virtalähteistä:
① Järjestelmän virtalähdettä käytetään yleensä parantamaan häiriöneston suorituskykyä ja varmistamaan luotettavuus.
② IC:n tai piirilevyn osan virransyöttö, alkaen kustannustehokkuudesta ja tilavuudesta, etusijalla ei-eristysmenetelmien käyttö.
③ Turvallisuusvaatimusten vuoksi, jos sinun on liitettävä kunnan sähkön AC-DC tai virtalähde lääketieteelliseen käyttöön, henkilön turvallisuuden varmistamiseksi, sinun on käytettävä virtalähdettä. Joissakin tapauksissa sinun on käytettävä virtalähdettä eristyksen vahvistamiseksi.
④ Teollisen etäviestinnän virransyöttöä varten, jotta maantieteellisten erojen ja johdinkytkentähäiriöiden vaikutuksia voidaan tehokkaasti vähentää, sitä käytetään yleensä erillisenä virtalähteenä jokaiselle viestintäsolmulle yksinään.
⑤ Akkuvirtalähteen käytössä käytetään eristämätöntä virtalähdettä akun tiukan käyttöiän takaamiseksi.
Ymmärtämällä eristämisen ja eristämättömän tehon edut ja haitat, niillä on omat etunsa. Joidenkin yleisesti käytettyjen sulautettujen virtalähteiden suunnittelussa voimme tehdä yhteenvedon sen valitsemista tilaisuuksista.
1.Iyksinäinen virtalähde
Häiriönestokyvyn parantamiseksi ja luotettavuuden varmistamiseksi sitä käytetään yleensä eristykseen.
Turvallisuusvaatimusten vuoksi, jos sinun on kytkettävä kunnan sähkön AC-DC-verkkoon tai lääkintäkäyttöön tarkoitettuun virtalähteeseen ja valkoisiin laitteisiin, henkilön turvallisuuden varmistamiseksi on käytettävä virtalähdettä, kuten MPS MP020, alkuperäistä palautetta AC-DC, sopii 1 ~ 10W sovelluksiin;
Teollisen etäviestinnän tehonsyötössä, jotta maantieteellisten erojen ja johdinkytkentähäiriöiden vaikutuksia voidaan tehokkaasti vähentää, sitä käytetään yleensä erillisenä virtalähteenä jokaiselle viestintäsolmulle yksinään.
2. Eristämätön virtalähde
IC tai jokin piirilevyn piiri saa virtaa hintasuhteesta ja tilavuudesta, ja eristämätön ratkaisu on edullinen; kuten MPS MP150/157/MP174-sarjan eristämätön AC-DC, sopii 1 ~ 5W;
Jos käyttöjännite on alle 36 V, virtalähteenä käytetään akkua, ja kestävyydelle on asetettu tiukat vaatimukset, ja edullinen on eristämätön virtalähde, kuten MPS:n MP2451/MPQ2451.
Eristystehon ja ei-eristysteholähteen edut ja haitat
Ymmärtämällä eristyksen ja eristämättömän virtalähteen edut ja haitat niillä on omat etunsa. Joidenkin yleisesti käytettyjen sulautettujen virtalähteiden valinnassa voimme noudattaa seuraavia arviointiehtoja:
Turvallisuusvaatimusten vuoksi, jos sinun on kytkettävä kunnallisen sähkön AC-DC-verkkoon tai terveydenhuollon virtalähteeseen henkilön turvallisuuden varmistamiseksi, sinun on käytettävä virtalähdettä, ja joissakin tilanteissa on käytettävä tehostaa eristysvirtalähdettä.
Yleensä moduulin tehoeristysjännitteen vaatimukset eivät ole kovin korkeat, mutta korkeampi eristysjännite voi varmistaa, että moduulin teholähteellä on pienempi vuotovirta, korkeampi turvallisuus ja luotettavuus ja EMC-ominaisuudet ovat paremmat. Siksi yleinen eristysjännitetaso on yli 1500 VDC.
3, varotoimet eristystehomoduulin valinnassa
Virtalähteen eristysresistanssia kutsutaan myös kansallisessa GB-4943-standardissa anti-sähkönlujuudeksi. Tämä GB-4943-standardi on tietolaitteiden turvallisuusstandardit, joita sanomme usein, estääksemme ihmisiä olemasta fyysisiä ja sähköisiä kansallisia standardeja, mukaan lukien välttäminen Ihmisiä vahingoittavat sähköiskuvauriot, fyysiset vauriot, räjähdys. Kuten alla näkyy, eristysvirtalähteen rakennekaavio.
Eristystehorakennekaavio
Tärkeänä moduulin tehon indikaattorina standardissa on myös määritelty eristys- ja paineenkestotestausmenetelmä. Yleensä tasapotentiaalin kytkentätestiä käytetään yleensä yksinkertaisessa testauksessa. Kytkentäkaavio on seuraava:
Merkittävä eristysvastuksen kaavio
Testausmenetelmät:
Aseta jänniteresistanssin jännite määritettyyn jännitevastusarvoon, virta asetetaan määritetyksi vuotoarvoksi ja aika asetetaan määritettyyn testiaika-arvoon;
Käyttöpainemittarit alkavat testata ja painaa. Määrättynä testiaikana moduulin tulee olla kaapeloimaton ja vapaa kaaresta.
Huomaa, että hitsaustehomoduuli tulee valita testauksen yhteydessä, jotta vältetään toistuva hitsaus ja tehomoduulin vaurioituminen.
Lisäksi kiinnitä huomiota:
1. Kiinnitä huomiota, onko se AC-DC vai DC-DC.
2. Erotustehomoduulin eristäminen. Esimerkiksi, täyttääkö 1000 V DC eristysvaatimukset.
3. Onko eristystehomoduulilla kattava luotettavuustesti. Tehomoduuli tulee suorittaa suorituskykytestauksella, toleranssitestauksella, transienttiolosuhteilla, luotettavuustestillä, EMC-sähkömagneettisen yhteensopivuuden testillä, korkean ja matalan lämpötilan testauksella, äärimmäisellä testauksella, käyttöikätestauksella, turvatestauksella jne.
4. Onko erotetun tehomoduulin tuotantolinja standardoitu. Tehomoduulin tuotantolinjan on läpäistävä useita kansainvälisiä sertifikaatteja, kuten ISO9001, ISO14001, OHSAS18001 jne., kuten alla olevassa kuvassa 3 näkyy.
Kuva 3 ISO-sertifiointi
5. Sovelletaanko eristystehomoduulia ankarissa ympäristöissä, kuten teollisuudessa ja autoissa. Tehomoduulia ei sovelleta vain ankaraan teollisuusympäristöön, vaan myös uusien energiaajoneuvojen BMS-hallintajärjestelmään.
4,Thän käsitys eristysvoimasta ja ei-eristysvoimasta
Ensinnäkin selitetään väärinkäsitys: Monet ihmiset ajattelevat, että eristämätön teho ei ole yhtä hyvä kuin eristysteho, koska eristetty teholähde on kallis, joten sen täytyy olla kallis.
Miksi on parempi käyttää eristysvoimaa kuin ei-eristämistä kaikkien mielikuvassa nyt? Itse asiassa tämä ajatus on pysyä muutaman vuoden takaisessa ajatuksessa. Koska aiempien vuosien eristämättömyydellä ei todellakaan ole eristyneisyyttä ja vakautta, mutta T&K-teknologian päivityksen myötä eristämättömyys on nyt erittäin kypsä ja siitä on tulossa vakaampi. Turvallisuudesta puheen ollen, itse asiassa ei-eristysteho on myös erittäin turvallinen. Niin kauan kuin rakennetta hieman muutetaan, se on edelleen turvallinen ihmiskeholle. Samasta syystä ei-eristysteho voi myös läpäistä monia turvallisuusstandardeja, kuten: Ultuvsaace.
Itse asiassa, perimmäinen syy eristämättömän virtalähteen vaurioitumiseen johtuu jännitteestä vaihtovirtajohdon molemmissa päissä. Voidaan myös sanoa, että salama-aalto on aalto. Tämä jännite on välitön korkea jännite AC-jännitelinjan molemmissa päissä, joskus jopa kolme tuhatta volttia. Mutta aika on hyvin lyhyt ja energia on erittäin voimakasta. Se tapahtuu, kun on ukkonen, tai samalla AC-johdolla, kun suuri kuorma katkeaa, koska myös virran hitaus esiintyy. BUCK-eristyspiiri siirtyy välittömästi lähtöön, vaurioittaa vakiovirran tunnistusrengasta tai vaurioittaa sirua entisestään aiheuttaen 300 V:n ohituksen ja polttaa koko lampun. Eristetyn anti-aggressiivisen virtalähteen MOS vaurioituu. Ilmiö on varastointi, siru ja MOS-putket palavat. Nyt LED-ohjattu virtalähde on huono käytön aikana, ja yli 80% ovat nämä kaksi samanlaista ilmiötä. Lisäksi pieni hakkuriteholähde, vaikka se olisikin virtalähde, on usein vaurioitunut tästä aaltojännitteen aiheuttamasta ilmiöstä, ja LED-virtalähteessä se on vielä yleisempää. Tämä johtuu siitä, että LEDin kuormitusominaisuudet pelkäävät erityisesti aaltoja. Jännite.
Yleisen teorian mukaan mitä vähemmän komponentteja elektroniikkapiirissä on, sitä suurempi on luotettavuus ja mitä pienempi on komponentin piirilevyn luotettavuus. Itse asiassa ei-eristyspiirit ovat pienempiä kuin eristyspiirit. Miksi eristyspiirin luotettavuus on korkea? Itse asiassa kyse ei ole luotettavuudesta, vaan eristämätön piiri on liian herkkä ylijännitteelle, huonolle estokyvylle ja eristyspiirille, koska energia tulee ensin muuntajaan ja sitten siirtää sen muuntajalta LED-kuormaan. Buck-piiri on osa tulovirtalähdettä suoraan LED-kuormaan. Siksi entisellä on suuri mahdollisuus vahingoittaa vaimennus- ja vaimennuspiikkiä, joten se on pieni. Itse asiassa eristämättömyyden ongelma johtuu pääasiassa ylijänniteongelmasta. Tällä hetkellä ongelmana on, että vain LED-lamput voidaan nähdä todennäköisyydestä, että ne voidaan nähdä todennäköisyydestä. Siksi monet ihmiset eivät ole ehdottaneet hyvää ehkäisymenetelmää. Yhä useammat ihmiset eivät tiedä mitä aaltojännite on. LED-lamput ovat rikki, eikä syytä löydy. Loppujen lopuksi on vain yksi lause. Mikä tämä virtalähde on epävakaa ja se ratkaistaan. Missä tietty epävakaa on, hän ei tiedä.
Eristämätön virtalähde on hyötysuhde, ja toinen on, että hinta on edullisempi.
Eristämätön teho sopii tilaisuuksiin: Ensinnäkin se on sisävalaisimet. Tämä sisäsähköympäristö on parempi ja aaltojen vaikutus pieni. Toiseksi käyttötarkoitus on pieni -jännite ja pieni virta. Eristämättä jättäminen ei ole mielekästä pienjännitevirroille, koska pienjännitevirtojen ja suurten virtojen hyötysuhde ei ole suurempi kuin eristyksen ja hinta on pienempi kuin paljon. Kolmanneksi eristämätöntä virtalähdettä käytetään suhteellisen vakaassa ympäristössä. Tietysti, jos on olemassa tapa ratkaista ylijännitesuojan ongelma, ei-eristystehon sovellusalue laajenee huomattavasti!
Aaltojen ongelman vuoksi vahinkojen määrää ei pidä aliarvioida. Yleensä sellainen korjattu tuotto, vahingoittava vakuutus, siru, ja MOS: n ensimmäinen pitäisi ajatella ongelma aaltoja. Vaurioasteen pienentämiseksi on tarpeen ottaa huomioon ylijännitetekijät suunnittelussa tai lopettaa käyttäjiä käytettäessä ja pyrkiä välttämään ylijännitettä. (Kuten sisälamput, sammuta ne toistaiseksi, kun tappelet)
Yhteenvetona voidaan todeta, että eristämisen ja eristämättömyyden käyttö johtuu usein aaltopiikkiongelmasta, ja aaltojen ja sähköympäristön ongelma liittyy läheisesti toisiinsa. Siksi eristystehon ja ei-eristysteholähteen käyttöä ei voida monta kertaa katkaista yksitellen. Kustannukset ovat erittäin edullisia, joten on tarpeen valita eristäminen tai eristys LED-käyttöjä varten.
5. Yhteenveto
Tässä artikkelissa esitellään erotuksen ja ei-eristystehon väliset erot sekä niiden edut ja haitat, sopeutumistilanteet ja eristystehon valinnan valinta. Toivon, että insinöörit voivat käyttää tätä referenssinä tuotesuunnittelussa. Ja kun tuote epäonnistuu, aseta ongelma nopeasti.
Postitusaika: 08.07.2023
