„Двадесеттрогодишња стјуардеса авио-компаније China Southern Airlines доживела је струјни удар док је разговарала на свом iPhone 5 док се пунио“, вест је привукла велику пажњу на интернету. Да ли пуњачи могу да угрозе животе? Стручњаци анализирају цурење трансформатора унутар пуњача за мобилни телефон, цурење наизменичне струје од 220 VAC до једносмерног краја, и кроз линију за пренос података до металног кућишта мобилног телефона, што на крају доводи до струјног удара, настанка неповратне трагедије.
Па зашто излаз пуњача за мобилни телефон долази са 220V AC? На шта треба обратити пажњу при избору изолованог напајања? Како разликовати изолована и неизолована напајања? Уобичајено мишљење у индустрији је:
1. Изоловано напајањеНе постоји директна електрична веза између улазне петље и излазне петље напајања, а улаз и излаз су у изолованом стању високог отпора без струјне петље, као што је приказано на слици 1:
2, неизоловане изворе напајања:Постоји петља једносмерне струје између улаза и излаза, на пример, улаз и излаз су заједнички. Изоловано flyback коло и неизоловане BUCK коло су узети као примери, као што је приказано на слици 2. Слика 1 Изоловано напајање са трансформатором
1. Предности и мане изолованог и неизолованог напајања
Према горе наведеним концептима, за уобичајену топологију напајања, неизоловане напајања углавном укључују Buck, Boost, buck-boost итд. Изоловане напајања углавном имају различите flyback, forward, half-bridge, LLC и друге топологије са изолационим трансформаторима.
У комбинацији са уобичајено коришћеним изолованим и неизолованим изворима напајања, интуитивно можемо добити неке од њихових предности и мана, предности и мане ова два су готово супротне.
Да бисте користили изоловане или неизоловане изворе напајања, неопходно је разумети како су стварном пројекту потребни извори напајања, али пре тога, можете разумети главне разлике између изолованих и неизоловане изворе напајања:
① Изолациони модул има високу поузданост, али високу цену и ниску ефикасност.
2Структура неизоловане модула је веома једноставна, јефтина, високо ефикасна и лоших безбедносних перформанси.
Стога се у следећим случајевима препоручује коришћење изолованог напајања:
① У случајевима могућег струјног удара, као што је преузимање електричне енергије из мреже за ситуације ниског напона једносмерне струје, потребно је користити изоловано напајање наизменичном и једносмерном струјом;
② Серијска комуникациона магистрала преноси податке путем физичких мрежа као што су RS-232, RS-485 и локална мрежа контролера (CAN). Сваки од ових међусобно повезаних система опремљен је сопственим напајањем, а растојање између система је често велико. Стога, обично је потребно изоловати напајање ради електричне изолације како бисмо осигурали физичку безбедност система. Изоловањем и прекидањем петље уземљења, систем је заштићен од пролазног утицаја високог напона и смањује се изобличење сигнала.
③ За екстерне И/О портове, како би се осигурао поуздан рад система, препоручује се изоловање напајања И/О портова.
Сажета табела је приказана у Табели 1, а предности и мане њих двоје су готово супротне.
Табела 1 Предности и мане изолованих и неизолованих извора напајања
2, Избор изолованог и неизолованог напајања
Разумевањем предности и мана изолованих и неизолованих извора напајања, сваки има своје предности и били смо у могућности да донесемо тачне процене о неким уобичајеним опцијама уграђених извора напајања:
① Напајање система се генерално користи за побољшање перформанси против сметњи и обезбеђивање поузданости.
② Напајање интегрисаног кола или дела кола на штампаној плочи, почевши од исплативости и запремине, преференцијална употреба шема без изолације.
③ Због безбедносних захтева, ако је потребно да повежете AC-DC на градску електричну мрежу или напајање за медицинску употребу, ради безбедности особе, морате користити напајање. У неким случајевима, морате користити напајање ради ојачања изолације.
④ За напајање удаљене индустријске комуникације, како би се ефикасно смањили ефекти географских разлика и сметњи у вези са жицама, генерално се користи засебно напајање за напајање сваког комуникационог чвора појединачно.
⑤ За коришћење напајања из батерије, користи се напајање без изолације ради строгог трајања батерије.
Разумевањем предности и мана изолованог и неизолованог напајања, видећемо да сва два имају своје предности. За неке уобичајено коришћене дизајне уграђених напајања, можемо сумирати прилике њиховог избора.
1.Iсоларно напајање
Да би се побољшале перформансе против сметњи и осигурала поузданост, генерално се користи изолација.
Због безбедносних захтева, ако је потребно да се повежете на АЦ-ДЦ градску електричну мрежу или напајање за медицинску употребу и беле уређаје, ради безбедности особе, морате користити напајање, као што је МПС МП020, за оригиналну повратну АЦ-ДЦ струју, погодно за примене од 1 ~ 10W;
За напајање удаљених индустријских комуникација, како би се ефикасно смањили ефекти географских разлика и сметњи у вези са жицама, генерално се користи засебно напајање за напајање сваког комуникационог чвора појединачно.
2. Напајање без изолације
Интегрисано коло или неко коло на штампаној плочи се напаја односом цене и запремине, а решење без изолације је пожељније; као што је MPS MP150/157/MP174 серија buck без изолације AC-DC, погодна за 1 ~ 5W;
За случај радног напона испод 36V, батерија се користи за напајање, а постоје строги захтеви за издржљивост, а пожељно је напајање без изолације, као што је MPS-ов MP2451/MPQ2451.
Предности и мане изолованог и неизолованог напајања
Разумевањем предности и мана изолованих и неизолованих напајања, сва она имају своје предности. За неке уобичајено коришћене изборе уграђених напајања, можемо пратити следеће услове процене:
Из безбедносних разлога, ако је потребно да се повежете на АЦ-ДЦ градску електричну мрежу или напајање за медицинске сврхе, ради безбедности особе, морате користити напајање, а у неким случајевима морате користити изолацију напајања.
Генерално, захтеви за напон изолације модула нису веома високи, али виши напон изолације може осигурати да напајање модула има мању струју цурења, већу безбедност и поузданост, као и боље EMC карактеристике. Стога је општи ниво напона изолације изнад 1500 VDC.
3, мере предострожности за избор модула за изолацију напајања
Изолациони отпор напајања се такође назива отпорност на електричну енергију у националном стандарду GB-4943. Овај стандард GB-4943 је безбедносни стандард информационе опреме који често користимо за спречавање људи од физичких и електричних оштећења, укључујући избегавање оштећења људи од струјног удара, физичких оштећења, експлозије. Као што је приказано испод, структурни дијаграм изолационог напајања.
Дијаграм структуре изолационе снаге
Као важан индикатор снаге модула, стандард изолације и методе испитивања отпорности на притисак су такође прописани у стандарду. Генерално, тест повезивања једнаких потенцијала се углавном користи током једноставног испитивања. Шематски дијаграм повезивања је следећи:
Значајан дијаграм отпора изолације
Методе испитивања:
Подесите напон напонског отпора на наведену вредност напонског отпора, струја је подешена као наведена вредност цурења, а време је подешено на наведену вредност времена испитивања;
Радни мерачи притиска почињу са испитивањем и почињу са притиском. Током прописаног времена испитивања, модул треба да буде неупадљив и без електричног лука.
Имајте на уму да модул за напајање заваривања треба одабрати у време тестирања како би се избегло поновљено заваривање и оштећење модула за напајање.
Поред тога, обратите пажњу:
1. Обратите пажњу да ли је у питању AC-DC или DC-DC.
2. Изолација модула за изолацију напајања. На пример, да ли 1000V DC испуњава захтеве за изолацију.
3. Да ли изолациони модул за напајање има свеобухватни тест поузданости. Модул за напајање треба да се изврши тестирањем перформанси, тестирањем толеранције, прелазним условима, тестирањем поузданости, тестом електромагнетне компатибилности EMC, тестирањем високих и ниских температура, екстремним тестирањем, тестирањем животног века, тестирањем безбедности итд.
4. Да ли је производна линија изолованог енергетског модула стандардизована. Производна линија енергетског модула мора да прође низ међународних сертификата као што су ISO9001, ISO14001, OHSAS18001 итд., као што је приказано на слици 3 испод.
Слика 3 ISO сертификација
5. Да ли се изолациони модул за напајање примењује у тешким условима рада као што су индустрија и аутомобили. Модул за напајање се не примењује само у тешким индустријским условима рада, већ и у систему управљања BMS возилима са новом енергијом.
4,TПерцепција моћи изолације и моћи неизолације
Пре свега, објашњава се једно погрешно схватање: Многи људи мисле да неизоловано напајање није тако добро као изоловано, јер је изоловано напајање скупо, па мора бити скупо.
Зашто је боље користити изолациону енергију него неизоловану, по утиску свих сада? У ствари, ова идеја је остала у идеји од пре неколико година. Зато што неизолована стабилност у претходним годинама заиста није имала изолацију и стабилност, али са ажурирањем технологије истраживања и развоја, неизолованост је сада веома зрела и постаје стабилнија. Када говоримо о безбедности, заправо, неизолована енергија је такође веома безбедна. Све док се структура мало промени, она је и даље безбедна за људско тело. Из истог разлога, неизолована енергија такође може да испуни многе безбедносне стандарде, као што су: Ултувсааце.
У ствари, основни узрок оштећења неизолованог напајања је узрокован порастом напона на оба краја наизменичне струје. Такође се може рећи да је талас грома пренапон. Овај напон је тренутни високи напон на оба краја наизменичне струје, понекад и до три хиљаде волти. Али време је веома кратко, а енергија је изузетно јака. То ће се десити када грми или на истој наизменичној линији, када се искључи велико оптерећење, јер ће се појавити и инерција струје. Изолационо BUCK коло ће се тренутно пренети на излаз, оштетити прстен за детекцију константне струје или додатно оштетити чип, узрокујући проток од 300 V и сагоревање целе лампе. Код изолованог антиагресивног напајања, MOS транзистор ће бити оштећен. Феномен је прегоревање меморије, чипа и MOS цеви. Напајање са LED диодама је лоше током употребе, и више од 80% ове две појаве су сличне. Штавише, мало прекидачко напајање, чак и ако је у питању адаптер за напајање, често је оштећено овом појавом, која је узрокована напоном таласа, а код ЛЕД напајања је то још чешће. То је зато што карактеристике оптерећења ЛЕД диоде посебно изазивају таласе. Напон.
Према општој теорији, што је мање компоненти у електронском колу, то је већа поузданост, а што је мања, то је већа поузданост штампане плоче компоненти. У ствари, кола без изолације су мања од изолационих кола. Зашто је поузданост изолационог кола висока? У ствари, то није поузданост, већ коло без изолације је превише осетљиво на пренапон, има лошу инхибиторну способност и изолационо коло, јер енергија прво улази у трансформатор, а затим је преноси са трансформатора на ЛЕД оптерећење. Бацк коло је део улазног напајања директно на ЛЕД оптерећење. Стога, прво има велику шансу за оштећење услед пренапона у сузбијању и слабљењу, тако да је мала. У ствари, проблем недостатка изолације је углавном због проблема пренапона. Тренутно, овај проблем је што се ЛЕД лампе могу видети само из вероватноће да се могу видети из вероватноће. Стога, многи људи нису предложили добру методу превенције. Више људи не зна шта је таласни напон, много људи. ЛЕД лампе су покварене, а разлог се не може пронаћи. На крају, постоји само једна реченица. Шта је ово напајање нестабилно и то ће се решити. Где је конкретно нестабилно, он не зна.
Неизоловано напајање је ефикасно, а друго је да је трошак повољнији.
Неизоловано напајање је погодно за следеће прилике: Прво, то су унутрашње лампе. Ово унутрашње електрично окружење је боље и утицај таласа је мали. Друго, прилика употребе је мали напон и мала струја. Неизоловано напајање није значајно за струје ниског напона, јер ефикасност ниског напона и великих струја није већа од изолације, а трошкови су много мањи. Треће, неизоловано напајање се користи у релативно стабилном окружењу. Наравно, ако постоји начин да се реши проблем сузбијања пренапона, опсег примене неизолованог напајања ће се знатно проширити!
Због проблема са таласима, стопу оштећења не треба потцењивати. Генерално, код поправљеног повратка, оштећења осигурања, чипа и МОС-а прво треба размислити о проблему таласа. Да би се смањила стопа оштећења, потребно је узети у обзир факторе пренапона приликом пројектовања или прекинути употребу корисника и покушати избећи пренапоне. (На пример, искључите унутрашње лампе за неко време када се борите)
Укратко, употреба изолације и неизолације је често због проблема таласног удара, а проблем таласа и електричног окружења је уско повезан. Стога се често употреба изолованог и неизолованог напајања не може смањити једно по једно. Трошкови су веома повољни, па је неопходно одабрати неизоловано или изоловано напајање за ЛЕД уређаје.
5. Резиме
Овај чланак представља разлике између изолационе и неизолационе снаге, као и њихове предности и мане, прилике адаптације и избор изолационе снаге. Надам се да инжењери могу ово користити као референцу у дизајну производа. А након што производ откаже, брзо лоцирати проблем.
Време објаве: 08.07.2023.
