«23-гадовая бортправадніца авіякампаніі China Southern Airlines была паранена электрычным токам падчас размовы па сваім iPhone5 падчас зарадкі», - гэтая навіна прыцягнула шырокую ўвагу ў інтэрнэце. Ці могуць зарадныя прылады пагражаць жыццю? Эксперты аналізуюць уцечку трансфарматара ўнутры зараднай прылады мабільнага тэлефона, уцечку пераменнага току 220 В пераменнага току да канца пастаяннага току і праз лінію перадачы дадзеных да металічнай абалонкі мабільнага тэлефона і ў канчатковым выніку прыводзяць да паразы электрычным токам, узнікнення незваротнай трагедыі.
Дык чаму на выхадзе зараднай прылады мабільнага тэлефона працуе 220 В пераменнага току? На што варта звярнуць увагу пры выбары ізаляванага крыніцы харчавання? Як адрозніць ізаляваныя і неізаляваныя крыніцы харчавання? Агульны пункт гледжання ў галіны:
1. Ізаляваны крыніца харчавання: Няма прамога электрычнага злучэння паміж уваходным контурам і выхадным контурам крыніцы харчавання, а ўваход і выхад знаходзяцца ў ізаляваным стане высокага супраціву без токавага контуру, як паказана на малюнку 1:
2, неізаляваны крыніца харчавання:існуе контур пастаяннага току паміж уваходам і выхадам, напрыклад, уваход і выхад агульныя. Ізаляваная схема зваротнага ходу і неізаляваная схема BUCK прыведзены ў якасці прыкладаў, як паказана на малюнку 2. Малюнак 1 Ізаляваны блок сілкавання з трансфарматарам
1. Перавагі і недахопы ізаляванага і неізаляванага крыніцы харчавання
Згодна з прыведзенымі вышэй канцэпцыямі, для агульнай тапалогіі блока харчавання неізаляваны блок харчавання ў асноўным уключае Buck, Boost, buck-boost і г.д. іншыя тапалогіі з ізаляцыйнымі трансфарматарамі.
У спалучэнні з часта выкарыстоўванымі ізаляванымі і неізаляванымі крыніцамі сілкавання мы можам інтуітыўна зразумець некаторыя з іх пераваг і недахопаў, перавагі і недахопы двух амаль супрацьлеглыя.
Каб выкарыстоўваць ізаляваныя або неізаляваныя крыніцы сілкавання, неабходна зразумець, як у рэальным праекце патрэбныя крыніцы сілкавання, але перад гэтым вы можаце зразумець асноўныя адрозненні паміж ізаляванымі і неізаляванымі крыніцамі сілкавання:
① Ізаляцыйны модуль мае высокую надзейнасць, але высокі кошт і нізкую эфектыўнасць.
②Структура неізаляванага модуля вельмі простая, нізкі кошт, высокая эфектыўнасць і нізкі ўзровень бяспекі.
Такім чынам, у наступных выпадках рэкамендуецца выкарыстоўваць ізаляванае сілкаванне:
① У выпадку магчымага паражэння электрычным токам, напрыклад, адводу электраэнергіі ад сеткі да нізкавольтнага пастаяннага току, трэба выкарыстоўваць ізаляваную крыніцу сілкавання пераменнага і пастаяннага току;
② Шына паслядоўнай сувязі перадае дадзеныя праз фізічныя сеткі, такія як RS-232, RS-485 і лакальную сетку кантролера (CAN). Кожная з гэтых узаемазвязаных сістэм абсталявана ўласным крыніцай харчавання, і адлегласць паміж сістэмамі часта вялікая. Такім чынам, для забеспячэння фізічнай бяспекі сістэмы нам звычайна неабходна адключыць крыніцу харчавання для электрычнай ізаляцыі. Шляхам ізаляцыі і адключэння контуру зазямлення сістэма абаронена ад пераходнага ўздзеяння высокага напружання і памяншаецца скажэнне сігналу.
③ Для вонкавых партоў уводу/вываду, каб забяспечыць надзейную працу сістэмы, рэкамендуецца адключыць сілкаванне партоў уводу/вываду.
Зводная табліца прыведзена ў табліцы 1, і перавагі і недахопы двух амаль супрацьлеглыя.
Табліца 1 Перавагі і недахопы ізаляваных і неізаляваных крыніц сілкавання
2，Выбар ізаляванага і неізаляванага сілкавання
Разумеючы перавагі і недахопы ізаляваных і неізаляваных крыніц сілкавання, кожны з іх мае свае перавагі, і мы змаглі зрабіць дакладнае меркаванне аб некаторых распаўсюджаных варыянтах убудаваных крыніц сілкавання:
① Блок сілкавання сістэмы звычайна выкарыстоўваецца для павышэння эфектыўнасці абароны ад перашкод і забеспячэння надзейнасці.
② Электрасілкаванне мікрасхемы або часткі ланцуга ў друкаванай плаце, пачынаючы з эканамічнай эфектыўнасці і аб'ёму, пераважнае выкарыстанне неізаляваных схем.
③ У адпаведнасці з патрабаваннямі бяспекі, калі вам неабходна падключыць пераменны і пастаянны ток гарадскога электразабеспячэння або блок харчавання для медыцынскага выкарыстання, каб забяспечыць бяспеку чалавека, вы павінны выкарыстоўваць блок харчавання. У некаторых выпадках для ўзмацнення ізаляцыі неабходна выкарыстоўваць крыніцу харчавання.
④ Для электразабеспячэння дыстанцыйнай прамысловай сувязі, з мэтай эфектыўнага памяншэння ўздзеяння геаграфічных адрозненняў і перашкод злучэння правадоў, ён звычайна выкарыстоўваецца для асобнага электразабеспячэння для харчавання кожнага вузла сувязі паасобку.
⑤ Для выкарыстання крыніцы харчавання ад батарэі выкарыстоўваецца неізаляваная крыніца харчавання для строгага тэрміну службы батарэі.
Разумеючы перавагі і недахопы ізаляванай і неізаляванай магутнасці, яны маюць свае ўласныя перавагі. Для некаторых часта выкарыстоўваных убудаваных блокаў харчавання мы можам абагульніць выпадкі іх выбару.
1.Iсаляцыя крыніца харчавання
Для таго, каб палепшыць характарыстыкі абароны ад перашкод і забяспечыць надзейнасць, звычайна выкарыстоўваецца ізаляцыя.
У адпаведнасці з патрабаваннямі бяспекі для бяспекі, калі вам трэба падключыцца да сеткі пераменнага і пастаяннага току гарадскога электразабеспячэння, або крыніцы харчавання для медыцынскага выкарыстання, і белай тэхнікі, у мэтах забеспячэння бяспекі чалавека, вы павінны выкарыстоўваць блок харчавання, напрыклад, MPS MP020, для арыгінальнай зваротнай сувязі AC- DC, падыходзіць для прымянення 1 ~ 10 Вт;
Для энергазабеспячэння аддаленых прамысловых камунікацый, каб эфектыўна паменшыць уплыў геаграфічных адрозненняў і перашкод, звязаных з правадамі, звычайна выкарыстоўваецца асобнае электразабеспячэнне для харчавання кожнага вузла сувязі паасобку.
2. Неізаляваны крыніца харчавання
IC або нейкая схема ў друкаванай плаце сілкуецца ад суадносін кошту і аб'ёму, і рашэнне без ізаляцыі з'яўляецца пераважнай; напрыклад, серыя MPS MP150/157/MP174 неізаляваная AC-DC, падыходзіць для 1 ~ 5 Вт;
У выпадку працоўнага напружання ніжэй за 36 В для падачы энергіі выкарыстоўваецца акумулятар, і існуюць строгія патрабаванні да цягавітасці, і пераважная неізаляваная крыніца харчавання, напрыклад, MP2451/MPQ2451 ад MPS.
Перавагі і недахопы ізаляванага і неізаляванага крыніц харчавання
Разумеючы перавагі і недахопы ізаляваных і неізаляваных крыніц харчавання, яны маюць свае перавагі. Для некаторых часта выкарыстоўваных убудаваных крыніц харчавання мы можам прытрымлівацца наступных умоў меркавання:
У адпаведнасці з патрабаваннямі бяспекі, калі вам неабходна падключыцца да сеткі пераменнага і пастаяннага току гарадскога электразабеспячэння або крыніцы сілкавання для медыцынскага абслугоўвання, для забеспячэння бяспекі чалавека вы павінны выкарыстоўваць крыніцу сілкавання, і ў некаторых выпадках трэба выкарыстоўваць павысіць ізаляцыю крыніцы харчавання.
Як правіла, патрабаванні да напружання ізаляцыі сілкавання модуля не вельмі высокія, але больш высокае напружанне ізаляцыі можа гарантаваць, што крыніца сілкавання модуля мае меншы ток уцечкі, больш высокую бяспеку і надзейнасць і лепшыя характарыстыкі ЭМС. Такім чынам, агульны ўзровень напружання ізаляцыі перавышае 1500 В пастаяннага току.
3, меры засцярогі пры выбары ізаляцыйнага сілавога модуля
У нацыянальным стандарце GB-4943 супраціўленне ізаляцыі крыніцы харчавання таксама называецца трываласцю супраць электрычнасці. Гэты стандарт GB-4943 - гэта стандарты бяспекі інфармацыйнага абсталявання, якія мы часта гаворым, каб людзі не былі фізічнымі і электрычнымі нацыянальнымі стандартамі, у тым ліку пазбягаючы пазбягання. Чалавек пашкоджваецца паражэннем электрычным токам, фізічным пашкоджаннем, выбухам. Як паказана ніжэй, структурная схема ізаляцыйнага крыніцы харчавання.
Схема структуры ізаляцыі
У якасці важнага паказчыка магутнасці модуля стандарт ізаляцыі і метад выпрабаванняў на ўстойлівасць да ціску таксама прадугледжаны ў стандарце. Як правіла, тэст злучэння роўнага патэнцыялу звычайна выкарыстоўваецца падчас простага тэставання. Прынцыповая схема падлучэння выглядае наступным чынам:
Значная дыяграма супраціву ізаляцыі
Метады выпрабаванняў:
Усталюйце напружанне супраціўляльнай напругі на зададзенае значэнне супраціву напружання, ток усталяваны як зададзенае значэнне ўцечкі, а час - на зададзенае значэнне часу выпрабаванні;
Вымяральнікі працоўнага ціску прыступаюць да паверкі і прыступаюць да прэсавання. На працягу ўстаноўленага часу выпрабаванняў модуль не павінен быць пашкоджаным і свабодным ад мушкі.
Звярніце ўвагу, што зварачны модуль харчавання павінен быць выбраны падчас выпрабаванняў, каб пазбегнуць паўторнай зваркі і пашкоджання модуля харчавання.
Акрамя таго, звярніце ўвагу:
1. Звярніце ўвагу, AC-DC або DC-DC.
2. Ізаляцыя ізаляцыйнага сілавога модуля. Напрыклад, ці адпавядае 1000 В пастаяннага току патрабаванням ізаляцыі.
3. Ці мае ізаляцыйны сілавы модуль усебаковы тэст на надзейнасць. Модуль харчавання павінен быць выкананы шляхам тэсціравання прадукцыйнасці, тэсціравання на допуск, пераходных умоў, тэсціравання на надзейнасць, тэсціравання на электрамагнітную сумяшчальнасць з электрамагнітнай сумяшчальнасцю, тэсціравання пры высокіх і нізкіх тэмпературах, экстрэмальных тэсціраванняў, тэсціравання тэрміну службы, тэсціравання бяспекі і г.д.
4. Ці стандартызавана вытворчая лінія ізаляванага сілавога модуля. Лінія па вытворчасці модуляў харчавання павінна прайсці шэраг міжнародных сертыфікатаў, такіх як ISO9001, ISO14001, OHSAS18001 і г.д., як паказана на малюнку 3 ніжэй.
Малюнак 3 Сертыфікацыя ISO
5. Ці прымяняецца ізалявальны модуль харчавання ў суровых умовах, такіх як прамысловасць і аўтамабілі. Сілавы модуль прымяняецца не толькі ў суровых прамысловых умовах, але і ў сістэме кіравання BMS новых энергетычных аўтамабіляў.
4,Tуспрыманне ізаляванай сілы і неізаляванай сілы
Перш за ўсё, тлумачыцца непаразуменне: многія людзі думаюць, што неізаляванае сілкаванне не такое добрае, як ізаляванае сілкаванне, таму што ізаляваны крыніца сілкавання дарагі, таму павінен быць дарагім.
Чаму, на думку ўсіх, цяпер лепш выкарыстоўваць ізаляцыю, чым неізаляцыю? Фактычна гэтая ідэя засталася ў ідэі некалькі гадоў таму. Таму што неізаляваная стабільнасць у папярэднія гады сапраўды не мела ізаляцыі і стабільнасці, але з абнаўленнем тэхналогій даследаванняў і распрацовак неізаляцыя цяпер вельмі сталая і становіцца больш стабільнай. Калі казаць пра бяспеку, то неізаляванае харчаванне таксама вельмі бяспечна. Пакуль структура нязначна зменена, яна па-ранейшаму бяспечная для чалавечага арганізма. Па той жа прычыне, неізаляванае харчаванне таксама можа прайсці многія стандарты бяспекі, такія як: Ultuvsaace.
Фактычна, асноўнай прычынай пашкоджання неізаляванага крыніцы сілкавання з'яўляецца скачок напружання на абодвух канцах лініі пераменнага току. Можна таксама сказаць, што хваля маланкі - гэта ўсплёск. Гэта імгненнае высокае напружанне на абодвух канцах лініі пераменнага току, якое часам дасягае трох тысяч вольт. Але часу вельмі мала, а энергіі надзвычай моцнай. Гэта адбудзецца, калі будзе гром, або на той жа лініі пераменнага току, калі адключыцца вялікая нагрузка, таму што будзе ўзнікаць і ток інэрцыі. Ізаляцыйная ланцуг BUCK імгненна перадасць на выхад, пашкодзіць кальцо выяўлення пастаяннага току або яшчэ больш пашкодзіць мікрасхему, выклікаючы праходжанне 300 В і згаранне ўсёй лямпы. Для ізаляцыйнага антыагрэсіўнага блока харчавання MOS будзе пашкоджаны. З'ява заключаецца ў тым, што назапашвальнік, чып і трубкі MOS перагараюць. Цяпер блок сілкавання, які кіруецца святлодыёдамі, дрэнны падчас выкарыстання, і больш чым у 80% выпадкаў гэтыя дзве падобныя з'явы. Больш за тое, невялікі імпульсны блок сілкавання, нават калі гэта адаптар сілкавання, часта пашкоджваецца гэтай з'явай, выкліканай хвалевым напружаннем, а ў святлодыёдным блоку сілкавання гэта яшчэ часцей. Гэта таму, што нагрузачныя характарыстыкі святлодыёда асабліва баяцца хваль. Напруга.
Згодна з агульнай тэорыяй, чым менш кампанентаў у электроннай схеме, тым вышэй надзейнасць, і чым ніжэй, тым больш надзейнасць друкаванай платы кампанента. Фактычна, неізаляваных ланцугоў менш, чым ізаляцыйных. Чаму высокая надзейнасць ланцуга ізаляцыі? Фактычна, гэта не надзейнасць, але неізаляцыйная ланцуг занадта адчувальная да скокаў напругі, дрэннай тармазной здольнасці і ізаляцыйнай ланцуга, таму што энергія спачатку паступае ў трансфарматар, а затым пераносіць яе да святлодыёднай нагрузкі ад трансфарматара. Паменшальная схема з'яўляецца часткай крыніцы ўваходнага сілкавання непасрэдна для святлодыёднай нагрузкі. Такім чынам, першы мае вялікую верагоднасць пашкоджання ўсплёскаў пры падаўленні і згасанні, таму ён невялікі. Фактычна, праблема адсутнасці ізаляцыі ў асноўным звязана з праблемай перанапружання. У цяперашні час гэтая праблема заключаецца ў тым, што толькі святлодыёдныя лямпы можна ўбачыць з верагоднасці таго, што іх можна ўбачыць з верагоднасці. Такім чынам, многія людзі не прапанавалі добры метад прафілактыкі. Больш людзей не ведаюць, што такое напружанне хвалі, многія людзі. Святлодыёдныя лямпы зламаліся, а прычыну знайсці не ўдаецца. У рэшце рэшт, ёсць толькі адзін сказ. Што гэты блок харчавання нестабільны і гэта будзе вырашана. Дзе канкрэтна нестабільны, ён не ведае.
Неізаляваны крыніца харчавання - гэта эфектыўнасць, а другое - больш выгадны кошт.
Неізаляваная магутнасць падыходзіць для выпадкаў: перш за ўсё, гэта ўнутраныя лямпы. Такое электрычнае асяроддзе ў памяшканні лепшае, а ўплыў хваляў невялікі. Па-другое, прычынай выкарыстання з'яўляецца невялікае напружанне і малы ток. Неізаляцыя не мае значэння для токаў нізкага напружання, таму што эфектыўнасць нізкага напружання і вялікіх токаў не вышэй, чым ізаляцыя, а кошт менш чым значна. Па-трэцяе, неізаляваны крыніца харчавання выкарыстоўваецца ў адносна стабільным асяроддзі. Безумоўна, калі ёсць спосаб вырашыць праблему падаўлення ўсплёскаў, дыяпазон прымянення неізаляванай магутнасці будзе значна пашыраны!
З-за праблемы хваль не варта недаацэньваць узровень пашкоджанняў. Увогуле, выгляд адрамантаванага вяртання, пашкоджанні страхоўкі, чыпа і MOS спачатку трэба думаць пра праблему хваль. Каб знізіць узровень пашкоджанняў, неабходна ўлічваць фактары перанапружання пры распрацоўцы або выключыць карыстальнікаў пры выкарыстанні і паспрабаваць пазбегнуць перанапружання. (Такія, як унутраныя лямпы, выключыце іх на час, калі вы змагаецеся)
Такім чынам, выкарыстанне ізаляцыі і неізаляцыі часта звязана з праблемай хвалевага ўсплёску, а праблема хваляў і электрычнага асяроддзя цесна звязана. Такім чынам, шмат разоў выкарыстанне ізаляванага і неізаляванага крыніц харчавання не можа быць спынена адно за адным. Выдаткі вельмі выгадныя, таму ў якасці крыніцы харчавання святлодыёднага прывада неабходна выбіраць неізаляваны або ізаляваны.
5. Падвядзенне вынікаў
У гэтым артыкуле разглядаюцца адрозненні паміж ізаляванай і неізаляванай магутнасцю, а таксама іх перавагі і недахопы, выпадкі адаптацыі і выбар магутнасці ізаляцыі. Я спадзяюся, што інжынеры змогуць выкарыстоўваць гэта ў якасці эталона пры распрацоўцы прадукту. І пасля таго, як прадукт не працуе, хутка пазіцыянуйце праблему.
Час публікацыі: 8 ліпеня 2023 г
