Ziņas par to, ka “23 gadus veca China Southern Airlines stjuarte guva elektrotraumu, runājot pa savu iPhone 5, kamēr tas lādējās”, ir piesaistījušas plašu uzmanību tiešsaistē. Vai lādētāji var apdraudēt dzīvības? Eksperti analizē transformatora noplūdi mobilā tālruņa lādētāja iekšpusē, 220 V maiņstrāvas noplūdi līdzstrāvas galā un caur datu līniju uz mobilā tālruņa metāla korpusu, kas galu galā var izraisīt elektrotraumu, kas ir neatgriezeniska traģēdija.
Kāpēc mobilā tālruņa lādētāja izejas spriegums ir 220 V maiņstrāva? Kam jāpievērš uzmanība, izvēloties izolētu barošanas avotu? Kā atšķirt izolētus un neizolētus barošanas avotus? Nozarē valda šāds uzskats:
1. Izolēts barošanas avotsNav tieša elektriskā savienojuma starp barošanas avota ieejas cilpu un izejas cilpu, un ieeja un izeja atrodas izolētā augstas pretestības stāvoklī bez strāvas cilpas, kā parādīts 1. attēlā:
2, neizolēts barošanas avots:Starp ieeju un izeju ir līdzstrāvas cilpa, piemēram, ieeja un izeja ir kopīgas. Kā piemēri tiek ņemta izolēta atgriezeniskā ķēde un neizolēta BUCK ķēde, kā parādīts 2. attēlā. 1. attēls. Izolēts barošanas avots ar transformatoru.
1. Izolēta barošanas avota un neizolēta barošanas avota priekšrocības un trūkumi
Saskaņā ar iepriekšminētajiem jēdzieniem, kopējai barošanas avota topoloģijai neizolētais barošanas avots galvenokārt ietver Buck, Boost, buck-boost utt. Izolācijas barošanas avotam galvenokārt ir dažādas flyback, forward, half-tilta, LLC un citas topoloģijas ar izolācijas transformatoriem.
Apvienojumā ar bieži izmantotajiem izolētajiem un neizolētajiem barošanas avotiem mēs intuitīvi varam iegūt dažas no to priekšrocībām un trūkumiem, abu priekšrocības un trūkumi ir gandrīz pretēji.
Lai izmantotu izolētus vai neizolētus barošanas avotus, ir jāsaprot, kā konkrētajam projektam ir nepieciešami barošanas avoti, taču pirms tam varat saprast galvenās atšķirības starp izolētiem un neizolētiem barošanas avotiem:
① Izolācijas modulim ir augsta uzticamība, bet augstas izmaksas un zema efektivitāte.
②Neizolētā moduļa struktūra ir ļoti vienkārša, lēta, efektīva un ar sliktu drošības līmeni.
Tāpēc šādos gadījumos ieteicams izmantot izolētu barošanas avotu:
① Iespējamu elektriskās strāvas trieciena gadījumu gadījumā, piemēram, elektroenerģijas padeves pārtraukšanas gadījumā no tīkla uz zemsprieguma līdzstrāvu, jāizmanto izolēts maiņstrāvas-līdzstrāvas barošanas avots;
② Seriālā sakaru kopne pārraida datus, izmantojot fiziskus tīklus, piemēram, RS-232, RS-485 un kontrollera lokālo tīklu (CAN). Katra no šīm savstarpēji savienotajām sistēmām ir aprīkota ar savu barošanas avotu, un attālums starp sistēmām bieži vien ir liels. Tāpēc parasti ir jāizolē barošanas avots, lai nodrošinātu elektrisko izolāciju un nodrošinātu sistēmas fizisko drošību. Izolējot un pārtraucot zemējuma cilpu, sistēma tiek aizsargāta no īslaicīgas augstsprieguma ietekmes un tiek samazināta signāla kropļošana.
③ Lai nodrošinātu sistēmas drošu darbību, ārējiem I/O portiem ieteicams izolēt I/O portu barošanas avotu.
Apkopotā tabula ir parādīta 1. tabulā, un abu priekšrocības un trūkumi ir gandrīz pretēji.
1. tabula. Izolētu un neizolētu barošanas avotu priekšrocības un trūkumi.
2. Izolētas un neizolētas jaudas izvēle
Izprotot izolētu un neizolētu barošanas avotu priekšrocības un trūkumus, katram ir savas priekšrocības, un mēs esam spējuši izdarīt precīzus spriedumus par dažām izplatītām iegulto barošanas avotu iespējām:
① Sistēmas barošanas avots parasti tiek izmantots, lai uzlabotu traucējumu novēršanas veiktspēju un nodrošinātu uzticamību.
② IC vai shēmas daļas barošanas avots shēmas platē, sākot no izmaksu ziņā efektīvas un apjoma, priekšroka tiek dota ne-izolācijas shēmu izmantošanai.
③ Drošības prasību ievērošanai, ja nepieciešams pievienot pašvaldības elektroenerģijas tīkla maiņstrāvas/līdzstrāvas vadu vai medicīniskās lietošanas barošanas avotu, ir jāizmanto barošanas avots, lai nodrošinātu personas drošību. Dažos gadījumos barošanas avots ir jāizmanto, lai pastiprinātu izolāciju.
4. Attālinātās rūpnieciskās komunikācijas barošanas avotam, lai efektīvi samazinātu ģeogrāfisko atšķirību un vadu savienojuma traucējumu ietekmi, to parasti izmanto atsevišķam barošanas avotam, lai darbinātu katru sakaru mezglu atsevišķi.
⑤ Izmantojot akumulatora barošanas avotu, stingri ievērojot akumulatora darbības laiku, tiek izmantots neizolēts barošanas avots.
Izprotot izolācijas un neizolācijas barošanas avotu priekšrocības un trūkumus, katram no tiem ir savas priekšrocības. Dažiem bieži izmantotajiem iegulto barošanas avotu dizainiem mēs varam apkopot to izvēles gadījumus.
1.Isolācijas barošanas avots
Lai uzlabotu traucējumu novēršanas veiktspēju un nodrošinātu uzticamību, parasti tiek izmantota izolācija.
Drošības prasību ievērošanai, ja nepieciešams pieslēgties pašvaldības elektroenerģijas tīkla maiņstrāvas/līdzstrāvas tīklam vai medicīniskās lietošanas barošanas avotam, kā arī baltajām ierīcēm, lai nodrošinātu personas drošību, oriģinālajam atgriezeniskās saites maiņstrāvas/līdzstrāvas avotam jāizmanto barošanas avots, piemēram, MPS MP020, kas piemērots 1–10 W lietojumprogrammām.
Attālinātu rūpniecisko sakaru barošanas avotam, lai efektīvi samazinātu ģeogrāfisko atšķirību un vadu savienojuma traucējumu ietekmi, to parasti izmanto atsevišķam barošanas avotam, lai darbinātu katru sakaru mezglu atsevišķi.
2. Neizolēts barošanas avots
Shēmas plates integrālo shēmu vai kādu no shēmām darbina cenas un tilpuma attiecība, un priekšroka tiek dota neizolācijas risinājumam; piemēram, MPS MP150/157/MP174 sērijas buck neizolācijas maiņstrāvas-līdzstrāvas adapteris, kas piemērots 1–5 W;
Ja darba spriegums ir zem 36 V, strāvas padevei tiek izmantots akumulators, un pastāv stingras prasības attiecībā uz izturību, un priekšroka tiek dota neizolētam barošanas avotam, piemēram, MPS MP2451/MPQ2451.
Izolācijas barošanas avota un neizolācijas barošanas avota priekšrocības un trūkumi
Izprotot izolācijas un neizolācijas barošanas avotu priekšrocības un trūkumus, katram no tiem ir savas priekšrocības. Dažām bieži izmantotajām iegulto barošanas avotu izvēlēm mēs varam sekot šādiem sprieduma nosacījumiem:
Drošības prasību ievērošanai, ja nepieciešams pieslēgties pašvaldības elektroenerģijas tīkla maiņstrāvas/līdzstrāvas tīklam vai medicīniskās aprūpes barošanas avotam, lai nodrošinātu personas drošību, jāizmanto barošanas avots, un dažos gadījumos jāizmanto barošanas avota izolācijas uzlabošana.
Parasti moduļa barošanas izolācijas sprieguma prasības nav ļoti augstas, taču augstāks izolācijas spriegums var nodrošināt mazāku moduļa barošanas avota noplūdes strāvu, augstāku drošību un uzticamību, kā arī labākas EMC raksturlielumus. Tāpēc vispārējais izolācijas sprieguma līmenis ir virs 1500 VDC.
3, piesardzības pasākumi izolācijas jaudas moduļa izvēlē
Barošanas avota izolācijas pretestību valsts standartā GB-4943 sauc arī par pretelektrisko izturību. Šis GB-4943 standarts ir informācijas iekārtu drošības standarts, ko mēs bieži saucam par valsts standartiem, lai novērstu cilvēku fizisku un elektrisku bojājumu rašanos, tostarp izvairīšanos no cilvēku bojājumiem elektriskās strāvas trieciena, fiziska bojājuma un sprādziena gadījumā. Kā parādīts zemāk, izolācijas barošanas avota struktūras diagramma.
Izolācijas jaudas struktūras diagramma
Kā svarīgs moduļa jaudas rādītājs standartā ir noteikts arī izolācijas standarts un spiediena izturības testēšanas metode. Vienkāršas testēšanas laikā parasti tiek izmantots vienāda potenciāla savienojuma tests. Savienojuma shematiska diagramma ir šāda:
Izolācijas pretestības nozīmīga diagramma
Testa metodes:
Iestatiet sprieguma pretestības spriegumu uz norādīto sprieguma pretestības vērtību, strāva tiek iestatīta kā norādītā noplūdes vērtība, un laiks tiek iestatīts uz norādīto testa laika vērtību;
Darba spiediena mērītāji sāk pārbaudi un sāk presēšanu. Noteiktajā pārbaudes laikā modulim jābūt bez rakstiem un loka.
Ņemiet vērā, ka metināšanas jaudas modulis jāizvēlas testēšanas laikā, lai izvairītos no atkārtotas metināšanas un jaudas moduļa bojājumiem.
Turklāt pievērsiet uzmanību:
1. Pievērsiet uzmanību, vai tas ir maiņstrāvas-līdzstrāvas vai līdzstrāvas-līdzstrāvas.
2. Izolācijas barošanas moduļa izolācija. Piemēram, vai 1000 V līdzstrāva atbilst izolācijas prasībām.
3. Vai izolācijas barošanas modulim ir veikta visaptveroša uzticamības pārbaude. Barošanas modulim jāveic veiktspējas pārbaude, tolerances pārbaude, pārejas apstākļu pārbaude, uzticamības pārbaude, EMC elektromagnētiskās saderības pārbaude, augstas un zemas temperatūras pārbaude, ekstremālu apstākļu pārbaude, kalpošanas laika pārbaude, drošības pārbaude utt.
4. Vai izolētā jaudas moduļa ražošanas līnija ir standartizēta. Jaudas moduļa ražošanas līnijai ir jāiziet vairāki starptautiski sertifikāti, piemēram, ISO9001, ISO14001, OHSAS18001 utt., kā parādīts 3. attēlā.
3. attēls. ISO sertifikācija
5. Vai izolācijas barošanas modulis tiek izmantots skarbos apstākļos, piemēram, rūpniecībā un automašīnās. Barošanas modulis tiek izmantots ne tikai skarbos rūpnieciskos apstākļos, bet arī jaunu enerģijas transportlīdzekļu BMS vadības sistēmā.
4,TIzolācijas spēka un neizolācijas spēka uztvere
Pirmkārt, tiek izskaidrots pārpratums: daudzi cilvēki domā, ka neizolēta barošana nav tik laba kā izolācijas barošana, jo izolēts barošanas avots ir dārgs, tāpēc tam jābūt dārgam.
Kāpēc, pēc visu domām, izolācijas jauda ir labāka nekā neizolācija? Patiesībā šī ideja ir palikusi pie pirms dažiem gadiem pastāvošās idejas. Tā kā iepriekšējos gados neizolācijas stabilitātei patiešām nebija izolācijas un stabilitātes, taču, pateicoties pētniecības un attīstības tehnoloģiju atjaunināšanai, neizolācija tagad ir ļoti nobriedusi un kļūst stabilāka. Runājot par drošību, patiesībā arī neizolācijas jauda ir ļoti droša. Ja struktūra ir nedaudz mainīta, tā joprojām ir droša cilvēka ķermenim. Tā paša iemesla dēļ neizolācijas jauda var atbilst daudziem drošības standartiem, piemēram: Ultuvsaace.
Patiesībā neizolētā barošanas avota bojājumu cēlonis ir sprieguma lēcieni abos maiņstrāvas līnijas galos. Var teikt arī, ka zibens vilnis ir impulss. Šis spriegums ir momentāns augsts spriegums abos maiņstrāvas līnijas galos, dažreiz pat trīs tūkstoši voltu. Taču laiks ir ļoti īss un enerģija ir ārkārtīgi spēcīga. Tas notiek pērkona negaisa laikā vai tajā pašā maiņstrāvas līnijā, kad tiek atvienota liela slodze, jo rodas arī strāvas inerce. Izolācijas BUCK ķēde acumirklī pārvada strāvu uz izeju, bojājot konstantās strāvas noteikšanas gredzenu vai vēl vairāk sabojājot mikroshēmu, izraisot 300 V pāreju un visas lampas izdegšanu. Izolācijas pretagresīvā barošanas avota gadījumā MOS tiks bojāts. Šī parādība ir atmiņas, mikroshēmas un MOS lampu izdegšana. LED barošanas avots lietošanas laikā ir bojāts, un vairāk nekā 80% no šīm divām parādībām ir līdzīgas. Turklāt mazie komutācijas barošanas avoti, pat ja tie ir strāvas adapteri, bieži tiek bojāti šīs viļņu sprieguma izraisītās parādības dēļ, un LED barošanas avotos tas ir vēl biežāk sastopams. Tas ir tāpēc, ka LED slodzes raksturlielumi īpaši baidās no viļņiem. Spriegums.
Saskaņā ar vispārējo teoriju, jo mazāk komponentu elektroniskajā shēmā, jo augstāka ir uzticamība, un jo zemāka, jo lielāka ir komponenta shēmas plates uzticamība. Patiesībā neizolētās shēmas ir zemākas nekā izolācijas shēmas. Kāpēc izolācijas shēmas uzticamība ir augsta? Patiesībā tā nav uzticamība, bet neizolētā shēma ir pārāk jutīga pret pārspriegumu, tai ir slikta slāpēšanas spēja un izolācijas shēma, jo enerģija vispirms nonāk transformatorā un pēc tam to no transformatora pārvada uz LED slodzi. Sprieguma ķēde ir daļa no ieejas barošanas avota, kas tieši pieslēdzas LED slodzei. Tāpēc pirmajai ir liela pārsprieguma slāpēšanas un vājināšanas iespēja, tāpēc tā ir maza. Patiesībā neizolētās shēmas problēma galvenokārt ir saistīta ar pārsprieguma problēmu. Pašlaik šī problēma ir tāda, ka tikai LED spuldzes var redzēt no varbūtības, ka tās var redzēt no varbūtības. Tāpēc daudzi cilvēki nav ierosinājuši labu novēršanas metodi. Vairāk cilvēku nezina, kas ir viļņu spriegums. LED spuldzes ir bojātas, un iemeslu nevar atrast. Galu galā ir tikai viens teikums. Kāpēc šis barošanas avots ir nestabils, un tas tiks atrisināts. Kur tieši ir šis nestabilais stāvoklis, viņš nezina.
Neizolēts barošanas avots ir efektivitāte, un, otrkārt, izmaksas ir izdevīgākas.
Neizolēta barošana ir piemērota šādiem gadījumiem: pirmkārt, tās ir iekštelpu lampas. Šajā iekštelpu elektroenerģijas vidē ir labāka viļņu ietekme, un viļņu ietekme ir maza. Otrkārt, lietošanas gadījums ir mazs spriegums un maza strāva. Neizolācija nav noderīga zemsprieguma strāvām, jo zemsprieguma un lielu strāvu efektivitāte nav augstāka par izolāciju, un izmaksas ir mazākas. Treškārt, neizolētu barošanas avotu izmanto relatīvi stabilā vidē. Protams, ja ir veids, kā atrisināt pārsprieguma slāpēšanas problēmu, neizolētas barošanas avota pielietojuma diapazons ievērojami paplašināsies!
Viļņu problēmas dēļ bojājumu līmeni nevajadzētu novērtēt par zemu. Parasti, ņemot vērā remonta veidu, apdrošināšanas bojājumus, mikroshēmas un MOS, vispirms jādomā par viļņu problēmu. Lai samazinātu bojājumu līmeni, projektējot jāņem vērā pārsprieguma faktori vai jācenšas izvairīties no pārsprieguma lietotājiem, kad tie tiek lietoti. (Piemēram, iekštelpu lampas uz laiku izslēdziet, kad tās tiek izmantotas.)
Rezumējot, izolācijas un neizolācijas izmantošana bieži vien ir saistīta ar viļņu pārsprieguma problēmu, un viļņu un elektriskās vides problēma ir cieši saistīta. Tāpēc bieži vien izolācijas barošanas avota un neizolācijas barošanas avota izmantošanu nevar samazināt atsevišķi. Izmaksas ir ļoti izdevīgas, tāpēc ir jāizvēlas neizolācijas vai izolācijas barošanas avots kā LED barošanas avots.
5. Kopsavilkums
Šajā rakstā ir aprakstītas atšķirības starp izolācijas un neizolācijas jaudu, kā arī to attiecīgās priekšrocības un trūkumi, pielāgošanas gadījumi un izolācijas jaudas izvēle. Es ceru, ka inženieri varēs to izmantot kā atsauci produktu projektēšanā. Un pēc produkta atteices ātri noteikt problēmu.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 8. jūlijs
