„23-ročná letuška China Southern Airlines bola zasiahnutá elektrickým prúdom, keď hovorila na svojom iPhone5, keď sa nabíjal“, správa pritiahla na internete veľkú pozornosť.Môžu nabíjačky ohroziť životy?Odborníci analyzujú únik transformátora vo vnútri nabíjačky mobilného telefónu, únik striedavého prúdu 220 V AC na koniec jednosmerného prúdu a cez dátové vedenie do kovového plášťa mobilného telefónu a prípadne vedú k usmrteniu elektrickým prúdom, k vzniku nezvratnej tragédie.
Prečo je teda výstup z nabíjačky mobilného telefónu dodávaný s 220 V AC?Na čo by sme si mali dať pozor pri výbere izolovaného napájacieho zdroja?Ako rozlíšiť medzi izolovanými a neizolovanými napájacími zdrojmi?Bežný názor v tomto odvetví je:
1. Izolované napájanie: Medzi vstupnou slučkou a výstupnou slučkou napájacieho zdroja nie je žiadne priame elektrické spojenie a vstup a výstup sú v izolovanom vysokoodporovom stave bez prúdovej slučky, ako je znázornené na obrázku 1:
2, neizolovaný napájací zdroj:medzi vstupom a výstupom je jednosmerná prúdová slučka, napríklad vstup a výstup sú spoločné.Izolovaný obvod spätného chodu a neizolovaný obvod BUCK sú uvedené ako príklady, ako je znázornené na obrázku 2. Obrázok 1 Izolovaný napájací zdroj s transformátorom
1. Výhody a nevýhody izolovaného napájacieho zdroja a neizolovaného napájacieho zdroja
Podľa vyššie uvedených konceptov, pre bežnú topológiu napájacieho zdroja, neizolovaný napájací zdroj zahŕňa hlavne Buck, Boost, buck-boost atď. Izolačný napájací zdroj má hlavne rôzne flyback, forward, half-bridge, LLC a iné topológie s izolačnými transformátormi.
V kombinácii s bežne používanými izolovanými a neizolovanými zdrojmi môžeme intuitívne získať niektoré z ich výhod a nevýhod, výhody a nevýhody oboch sú takmer opačné.
Ak chcete použiť izolované alebo neizolované zdroje napájania, je potrebné pochopiť, ako skutočný projekt potrebuje zdroje napájania, ale predtým môžete pochopiť hlavné rozdiely medzi izolovanými a neizolovanými zdrojmi napájania:
① Izolačný modul má vysokú spoľahlivosť, ale vysoké náklady a nízku účinnosť.
②Štruktúra neizolovaného modulu je veľmi jednoduchá, nízka cena, vysoká účinnosť a slabý bezpečnostný výkon.
Preto sa v nasledujúcich prípadoch odporúča použiť izolované napájanie:
① Pri možných príležitostiach úrazu elektrickým prúdom, ako je odber elektriny zo siete do nízkonapäťových DC prípadov, je potrebné použiť izolované AC-DC napájanie;
② Sériová komunikačná zbernica prenáša dáta cez fyzické siete ako RS-232, RS-485 a lokálnu sieť ovládača (CAN).Každý z týchto vzájomne prepojených systémov je vybavený vlastným napájaním a vzdialenosť medzi systémami je často veľká.Preto zvyčajne potrebujeme izolovať napájací zdroj pre elektrickú izoláciu, aby sme zaistili fyzickú bezpečnosť systému.Izoláciou a prerušením uzemňovacej slučky je systém chránený pred prechodným vysokonapäťovým nárazom a znižuje sa skreslenie signálu.
③ Pre externé I/O porty sa na zabezpečenie spoľahlivej prevádzky systému odporúča izolovať napájanie I/O portov.
Súhrnná tabuľka je uvedená v tabuľke 1 a výhody a nevýhody oboch sú takmer opačné.
Tabuľka 1 Výhody a nevýhody izolovaných a neizolovaných napájacích zdrojov
2，Výber izolovaného napájania a neizolovaného napájania
Pochopením výhod a nevýhod izolovaných a neizolovaných napájacích zdrojov má každý svoje vlastné výhody a my sme boli schopní urobiť presné úsudky o niektorých bežných možnostiach vstavaného napájania:
① Napájanie systému sa vo všeobecnosti používa na zlepšenie výkonu proti rušeniu a zabezpečenie spoľahlivosti.
② Napájanie integrovaného obvodu alebo časti obvodu na doske plošných spojov, počnúc nákladovo efektívnym a objemovým, prednostné použitie neizolačných schém.
③ Pre bezpečnostné požiadavky na bezpečnosť, ak potrebujete pripojiť AC-DC mestskej elektriny alebo napájací zdroj na lekárske účely, aby ste zaistili bezpečnosť osoby, musíte použiť napájací zdroj.V niektorých prípadoch musíte na posilnenie izolácie použiť napájací zdroj.
④ Na napájanie vzdialenej priemyselnej komunikácie, aby sa účinne znížili účinky geografických rozdielov a rušenia káblových spojov, sa vo všeobecnosti používa na samostatné napájanie na napájanie každého komunikačného uzla samostatne.
⑤ Na použitie napájacieho zdroja z batérie sa používa neizolovaný napájací zdroj pre prísnu životnosť batérie.
Pochopením výhod a nevýhod izolácie a neizolačnej sily majú svoje vlastné výhody.Pre niektoré bežne používané konštrukcie vstavaného napájacieho zdroja môžeme zhrnúť príležitosti jeho výberu.
1.ISolačný napájací zdroj
Aby sa zlepšil výkon proti rušeniu a zabezpečila spoľahlivosť, vo všeobecnosti sa používa izolácia.
Z bezpečnostných požiadaviek na bezpečnosť, ak sa potrebujete pripojiť k AC-DC mestskej elektriny alebo napájaciemu zdroju pre lekárske účely a bielym spotrebičom, aby ste zaistili bezpečnosť osoby, musíte použiť napájací zdroj, ako je MPS MP020, pre originálnu spätnú väzbu AC-DC, vhodná pre 1 ~ 10W aplikácie;
Na napájanie vzdialených priemyselných komunikácií, aby sa účinne znížili účinky geografických rozdielov a rušenia káblových spojov, sa vo všeobecnosti používa na samostatné napájanie na napájanie každého komunikačného uzla samostatne.
2. Neizolovaný napájací zdroj
IC alebo nejaký obvod na doske plošných spojov je napájaný pomerom ceny a objemu a uprednostňuje sa neizolačné riešenie;ako napríklad MPS MP150/157/MP174 série buck neizolačný AC-DC, vhodný pre 1 ~ 5W;
V prípade pracovného napätia pod 36V sa na napájanie používa batéria, pričom sú kladené prísne požiadavky na výdrž a uprednostňuje sa neizolované napájanie, ako je MP2451/MPQ2451 od MPS.
Výhody a nevýhody izolovaného napájania a neizolovaného napájania
Pochopením výhod a nevýhod izolovaného a neizolovaného napájania majú svoje vlastné výhody.Pri niektorých bežne používaných možnostiach vstavaného napájacieho zdroja môžeme postupovať podľa nasledujúcich podmienok:
Z bezpečnostných požiadaviek, ak sa potrebujete pripojiť k AC-DC mestskej elektriny alebo napájaciemu zdroju pre zdravotníctvo, aby ste zaistili bezpečnosť osoby, musíte použiť napájací zdroj a v niektorých prípadoch sa musí použiť na zlepšiť izolačné napájanie.
Vo všeobecnosti nie sú požiadavky na izolačné napätie modulu príliš vysoké, ale vyššie izolačné napätie môže zabezpečiť, že napájanie modulu bude mať menší zvodový prúd, vyššiu bezpečnosť a spoľahlivosť a lepšie EMC charakteristiky.Preto je všeobecná úroveň izolačného napätia nad 1500 V DC.
3, opatrenia pre výber izolačného výkonového modulu
Izolačný odpor napájacieho zdroja sa v národnej norme GB-4943 nazýva aj odolnosť proti elektrickej energii.Tento štandard GB-4943 predstavuje bezpečnostné štandardy informačných zariadení, ktoré často hovoríme, aby sa zabránilo ľuďom, aby boli fyzickými a elektrickými národnými štandardmi, vrátane vyhýbania sa vyhýbaniu Ľudia sú poškodení poškodením elektrickým prúdom, fyzickým poškodením, výbuchom.Ako je uvedené nižšie, schéma štruktúry izolačného napájacieho zdroja.
Schéma štruktúry izolačného výkonu
Ako dôležitý ukazovateľ výkonu modulu je v norme stanovený aj štandard izolácie a metódy testovania odolnosti voči tlaku.Vo všeobecnosti sa test spojenia s rovnakým potenciálom zvyčajne používa počas jednoduchého testovania.Schéma zapojenia je nasledovná:
Významný diagram izolačného odporu
Testovacie metódy:
Nastavte napätie odporu napätia na špecifikovanú hodnotu odporu napätia, prúd sa nastaví ako špecifikovaná hodnota úniku a čas sa nastaví na špecifikovanú hodnotu skúšobného času;
Prevádzkové tlakomery začnú testovať a začnú lisovať.Počas predpísaného skúšobného času by mal byť modul bez vzorov a bez oblúka.
Všimnite si, že zvárací napájací modul by sa mal vybrať v čase testovania, aby sa predišlo opakovanému zváraniu a poškodeniu napájacieho modulu.
Okrem toho venujte pozornosť:
1. Venujte pozornosť tomu, či ide o AC-DC alebo DC-DC.
2. Izolácia izolačného výkonového modulu.Napríklad, či 1000 V DC spĺňa požiadavky na izoláciu.
3. Či má izolačný výkonový modul komplexný test spoľahlivosti.Výkonový modul by sa mal vykonávať testovaním výkonu, testovaním tolerancie, prechodnými podmienkami, testovaním spoľahlivosti, testom elektromagnetickej kompatibility EMC, testovaním pri vysokej a nízkej teplote, extrémnym testovaním, testovaním životnosti, testovaním bezpečnosti atď.
4. Či je výrobná linka izolovaného výkonového modulu štandardizovaná.Výrobná linka napájacích modulov musí prejsť množstvom medzinárodných certifikácií, ako sú ISO9001, ISO14001, OHSAS18001 atď., Ako je znázornené na obrázku 3 nižšie.
Obrázok 3 Certifikácia ISO
5. Či sa izolačný napájací modul používa v drsnom prostredí, ako je priemysel a automobily.Výkonový modul sa nepoužíva len v drsnom priemyselnom prostredí, ale aj v systéme riadenia BMS nových energetických vozidiel.
4,Tvnímanie sily izolácie a sily neizolácie
Najprv sa vysvetľuje nedorozumenie: Mnoho ľudí si myslí, že neizolované napájanie nie je také dobré ako izolované napájanie, pretože izolovaný zdroj je drahý, takže musí byť drahý.
Prečo je teraz lepšie použiť silu izolácie ako neizoláciu?V skutočnosti je touto myšlienkou zostať v myšlienke spred niekoľkých rokov.Pretože neizolovaná stabilita v predchádzajúcich rokoch skutočne nemá žiadnu izoláciu a stabilitu, ale s aktualizáciou technológie výskumu a vývoja je teraz neizolácia veľmi vyspelá a stáva sa stabilnejšou.Keď už hovoríme o bezpečnosti, v skutočnosti je neizolačné napájanie tiež veľmi bezpečné.Pokiaľ je štruktúra mierne zmenená, je stále bezpečná pre ľudské telo.Z rovnakého dôvodu môže neizolačná sila prejsť aj mnohými bezpečnostnými štandardmi, ako napríklad: Ultuvsaace.
V skutočnosti je hlavnou príčinou poškodenia neizolovaného napájacieho zdroja nárazové napätie na oboch koncoch napájacieho AC vedenia.Dá sa tiež povedať, že blesková vlna je rázová vlna.Toto napätie je okamžité vysoké napätie na oboch koncoch vedenia striedavého prúdu, niekedy až tri tisícky voltov.Ale čas je veľmi krátky a energia mimoriadne silná.Stane sa to, keď bude hrmieť, alebo na rovnakom striedavom vedení, keď sa odpojí veľká záťaž, pretože dôjde aj k zotrvačnosti prúdu.Izolačný obvod BUCK sa okamžite prenesie na výstup, poškodí detekčný krúžok konštantného prúdu alebo ďalej poškodí čip, čo spôsobí prechod 300 V a spáli celú lampu.V prípade izolačného antiagresívneho napájacieho zdroja dôjde k poškodeniu MOS.Fenomén je skladovanie, čip a MOS trubice sú vypálené.Teraz je napájanie poháňané LED počas používania zlé a viac ako 80 % sú tieto dva podobné javy.Navyše, malý spínaný zdroj, aj keď ide o napájací adaptér, je týmto javom spôsobeným vlnovým napätím často poškodený a v LED zdroji je to ešte častejšie.Je to preto, že charakteristiky zaťaženia LED sa obzvlášť obávajú vĺn.Napätie.
Podľa všeobecnej teórie, čím menej komponentov v elektronickom obvode, tým vyššia je spoľahlivosť a čím nižšia je spoľahlivosť dosky plošných spojov komponentov.V skutočnosti sú neizolačné obvody menšie ako izolačné obvody.Prečo je spoľahlivosť izolačného obvodu vysoká?V skutočnosti to nie je spoľahlivosť, ale neizolačný obvod je príliš citlivý na prepätie, slabú inhibičnú schopnosť a izolačný obvod, pretože energia vstupuje najskôr do transformátora a potom ju prenáša do záťaže LED z transformátora.Obvod buck je súčasťou vstupného napájacieho zdroja priamo do záťaže LED.Prvý z nich má preto veľkú šancu na poškodenie nárazom v potlačení a útlme, takže je malý.V skutočnosti je problém neizolácie spôsobený hlavne problémom prepätia.V súčasnosti je tento problém v tom, že iba LED žiarovky je možné vidieť z pravdepodobnosti, že ich možno vidieť z pravdepodobnosti.Preto veľa ľudí nenavrhlo dobrú metódu prevencie.Viac ľudí nevie, čo je vlnové napätie, veľa ľudí.LED lampy sú rozbité a príčina sa nedá nájsť.Na záver len jedna veta.Čo je toto napájanie nestabilné a bude sa to riešiť.Kde je konkrétny nestabilný, nevie.
Neizolované napájanie je efektívnosť a druhá je, že cena je výhodnejšia.
Neizolovaný výkon je vhodný pre príležitosti: V prvom rade ide o vnútorné svietidlá.Toto vnútorné elektrické prostredie je lepšie a vplyv vĺn je malý.Po druhé, príležitosťou na použitie je malé napätie a malý prúd.Neizolácia nemá význam pre nízkonapäťové prúdy, pretože účinnosť nízkonapäťových a veľkých prúdov nie je vyššia ako izolácia a náklady sú nižšie ako veľa.Po tretie, neizolačný napájací zdroj sa používa v relatívne stabilnom prostredí.Samozrejme, ak existuje spôsob, ako vyriešiť problém potlačenia prepätia, rozsah použitia neizolačnej sily sa značne rozšíri!
Vzhľadom na problém vĺn netreba podceňovať mieru poškodenia.Všeobecne platí, že druh opraveného návratu, poškodeného poistenia, čipu a prvého MOS by mal myslieť na problém vĺn.Aby sa znížila miera poškodenia, je potrebné vziať do úvahy faktory prepätia pri navrhovaní, alebo ukončiť používanie pri používaní a pokúsiť sa vyhnúť prepätiu.(Napríklad vnútorné lampy, počas boja ich vypnite)
Stručne povedané, použitie izolácie a neizolácie je často spôsobené problémom vlnových rázov a problém vĺn a elektrického prostredia spolu úzko súvisí.Preto mnohokrát nemožno prerušiť používanie izolačného napájania a neizolovaného napájania jeden po druhom.Náklady sú veľmi výhodné, preto je potrebné zvoliť neizolačný alebo izolovaný zdroj napájania LED pohonu.
5. Zhrnutie
Tento článok predstavuje rozdiely medzi izolačným a neizolačným výkonom, ako aj ich príslušné výhody a nevýhody, príležitosti na prispôsobenie a výber výberu izolačného výkonu.Dúfam, že to inžinieri môžu použiť ako referenciu v dizajne produktu.A keď produkt zlyhá, rýchlo lokalizujte problém.
Čas odoslania: júl-08-2023